きっとあなたは聞いたことがあるでしょう 対流 私たちが別のことについて話し合ったとき 地球の層。 地球内部の対流について話すとき、私たちは地球のマントルを構成する材料の密度の違いについて話します。 温度差があるために移動する流体としての対流もあります。
この記事では、それについてすべて説明します。
対流とは
動いている流体に遭遇したとき 対流電流がある温度や密度に違いがあります。 このタイプの電流が存在するためには、液体または気体のいずれかの流体が存在する必要があります。 これは、固体内の粒子が固定されて移動しないため、温度と密度の違いにより流れが見えないためです。
同じ材料内のある領域または別の領域の温度の違いが、大きな領域から小さな領域へのエネルギー伝達を引き起こす原因です。 対流は完全に平衡になるまで起こります。 熱伝達によりこのプロセスが発生すると、ある場所から別の場所に移動する物質の流れが形成されます。 したがって、マストランスファープロセスとも見なされます。
から発生する対流 当然、それらは自由対流とも呼ばれます。 たとえば、この対流がファンやポンプなどの機器の内部で発生する場合、それは強制対流と呼ばれます。
対流が形成されるのはなぜですか
このタイプの現象は、粒子が移動して電流を生成する温度差が原因で発生します。 この電流は、密度に差がある場合にも発生する可能性があります。 通常、流れは、温度または密度が高い場所から温度および密度が低い場所への方向に流れます。 これらの対流は空気中でも起こります。 大気圧の流れは、密度が高いところから低いところへと吹きます。 嵐の場合、低圧ゾーンが風向のターゲットになります。
これが、低圧ゾーンを降雨や嵐さえある場所にしている理由です。 電流が高エネルギーゾーンから低エネルギーゾーンに熱を伝達すると、この対流が発生します。 ガス中、プラズマ砂中、および中心温度では、密度の高い領域と低い領域が発生し、原子と分子が移動して空の領域を埋めます。 要約すると、高温の流体は上昇し、低温の流体は連続的に沈んでいると言えます。
これは、太陽光や熱源など、これらの電流の方向を変えるエネルギー源がない限り、自然に発生します。 対流は、温度と密度が均一になるまで発生します。 温度と密度が地球の層全体で完全に均一であったことは、より複雑です。 これは、大陸の地殻が絶え間なく作成および破壊されているという事実によるものであり、したがって、地球のマントルに異なる温度と密度の材料を継続的に組み込んでいるのはXNUMX番目です。 インナーコア内部の温度は言うまでもありません。
私たちの惑星の内側のコアの材料は、中心に存在する強い圧力のためにしっかりしています。 一方、外側のコアは、温度は非常に高いものの、それほど強力な圧力がないため、流動性のある材料を使用しています。
この継続的な材料の導入と温度と密度の差が非常に大きいため、マントルのいわゆる対流があり、の動きの原因となっています。 構造プレート.
いくつかの例
これらすべてをより明確にするいくつかの例を示すことができるように、以下について説明します。多くの科学者は、流体に作用する力を分析して、それらを分類し、対流を理解します。 これらの力には、重力、表面張力、電場、振動、濃度差、および分子間の結合の形成が含まれます。 これらの対流は、さまざまなスカラー輸送方程式を使用してモデル化および記述できます。
対流の例としては、鍋で水を沸騰させることによって生成されるものがあります。 流れを追跡するために数個のエンドウ豆または一枚の紙を追加するとすぐに、穴の内側の熱源が水を加熱してエネルギーを与え、分子がより速く移動する様子を見ることができます。 。 材料が低温で導入されると、水の密度にも影響します。 水が表面に向かって移動すると、蒸気の形で逃げるエネルギーが残ります。 蒸発により表面が十分に冷却され、一部の分子がポットの底に沈みます。
熱風対流の別の例は、家で発生するものです。 空気が家の屋根や屋根裏部屋を通って上昇するとき。 これは、熱風は冷気よりも密度が低く、上昇する傾向があるためです。 さっきも言ったように、風で見ることもできます。 日光と放射は大気中の空気を加熱します 空気を動かす温度差を確立します。 あるエリアと別のエリアの間の温度差が急であるほど、風の状況は大きくなります。 これは、より多くの空気が高圧ゾーンから低圧ゾーンに移動するためです。
これらの例で、対流が何であるかがはるかに明確になったことを願っています。