Конвекциялық токтар

Әрине, сіз бұл туралы естідіңіз конвекциялық токтар біз басқаша туралы айтқан кезде Жер қабаттары. Жердің ішіндегі конвекциялық токтар туралы айтқанда, біз жер мантиясын құрайтын материалдардың тығыздығындағы айырмашылықтар туралы айтамыз. Сұйықтық ретінде конвекциялық токтар да бар, себебі олар температурада айырмашылықтар бар.

Бұл мақалада біз сізге бұл туралы бәрін айтып береміз.

Конвекциялық токтар дегеніміз не

Біз қозғалатын және қозғалатын сұйықтықтарды тапқан кезде бізде конвекциялық токтар бар температурада немесе тығыздықта айырмашылық бар. Тоқтың бұл түрі болуы үшін сұйықтық та, газ да болуы керек. Қатты дененің бөлшектері қозғалмайтын болғандықтан қозғалмайды, сондықтан температураның да, тығыздықтың да айырмашылығына байланысты ағынды көре алмайсыз.

Бір немесе сол материалдың ішіндегі температураның арасындағы айырмашылық энергияның үлкен аймақтан кішіге ауысуын тудырады. Конвекция толық тепе-теңдік болғанға дейін жүреді. Бұл процесс жылу берілуіне байланысты пайда болған кезде, бір жерден екінші жерге ауысатын зат ағымы пайда болады. Сондықтан ол сонымен қатар жаппай тасымалдау процесі болып саналады.

Бастап пайда болатын конвекциялық токтар табиғи түрде оларды еркін конвекция деп те атайды. Егер, мысалы, бұл конвекция желдеткіш немесе сорғы сияқты құрылғының ішінде жүрсе, оны мәжбүрлі конвекция деп атайды.

Неліктен конвекциялық токтар пайда болады?

Бұл құбылыс температура айырмашылығына байланысты орын алады, нәтижесінде бөлшектер ток қозғалтады. Бұл ток тығыздықта айырмашылық болған кезде де пайда болуы мүмкін. Әдетте ағын жоғары температура немесе тығыздық бар жерден аз температура мен тығыздық бар жерге қарай бағытталады. Бұл конвекциялық токтар ауада да жүреді. Атмосфералық қысым ағындары тығыздық көп болатын жерден азға қарай бағытта соққы береді. Дауыл болған жағдайда төмен қысым аймағы жел бағытының нысаны болады.

Төмен қысымды аймақты жауын-шашын болатын, тіпті дауыл болатын жерге айналдыратын нәрсе осы. Ағым жылуды жоғары энергетикалық аймақтан төмен энергетикалық аймаққа бергенде, бұл конвекция пайда болады. Газдарда және плазмалық құмда және орталық температурада, олар атомдар мен молекулалар бос жерлерді толтыру үшін қозғалатын жоғары және төменгі тығыздықтағы аймақтарға әкеледі. Мұздатылған суық үздіксіз батып жатқанда ыстық сұйықтықтар көбейіп келеді деп қысқаша түрде айтуға болады.

Бұл күн сәулесі немесе жылу көзі сияқты энергия көзі болмаса, бұл табиғи түрде болады. Конвекциялық токтар температура мен тығыздық біркелкі болғанға дейін жүреді. Температура мен тығыздықтың Жер қабаттарында біркелкі болғаны күрделене түседі. Бұл континентальды қабықтың үздіксіз жаратылуда және бұзылуда болатындығына байланысты, сондықтан алтыншы жердің мантиясына әр түрлі температура мен тығыздықтағы материалдарды үздіксіз енгізеді. Ішкі ядро ​​ішіндегі температураны айтпағанда.

Біздің планетаның ішкі ядросындағы материалдар орталықта болатын қатты қысымның әсерінен қатты. Сыртқы ядрода, керісінше, сұйық материалдар бар, өйткені температура өте жоғары болғанымен, ондай қысым болмайды.

Материалдардың үнемі енгізілуіне байланысты және температура мен тығыздықтың айырмашылығы соншалықты жоғары, мантияның конвекциялық ағындары бар және олар қозғалысқа себеп болады Тектоникалық плиталар.

Кейбір мысалдар

Мұның бәрін анағұрлым айқынырақ ететін бірнеше мысал келтіру үшін келесілерді сипаттайтын боламыз: көптеген ғалымдар сұйықтыққа әсер ететін күштерді оларды санаттарға бөлу және конвекцияны түсіну үшін талдайды. Бұл күштерге ауырлық күші, беттік керілу, электромагниттік өрістер, тербелістер, концентрация айырмашылықтары және молекулалар арасындағы байланыстың пайда болуы жатады. Бұл конвекциялық токтарды әртүрлі скалярлық тасымалдау теңдеулерін қолдана отырып модельдеуге және сипаттауға болады.

Конвекциялық токтың мысалы ретінде кастрюльдегі суды қайнату арқылы өндіруге болады. Ағымдағы ағынды қадағалау үшін бірнеше бұршақ немесе қағаз қосыла салысымен, сіз тесіктің ішкі бөлігіндегі жылу көзі суды қалай қыздырып, оған энергия беріп, молекулаларды жылдамырақ қозғалысқа келтіретіндігін көре аласыз. . Материал төмен температурада енгізілген кезде ол судың тығыздығына да әсер етеді. Су бетіне қарай жылжып бара жатқанда, бу түрінде сыртқа шығатын біраз энергия қалдырады. Булану кейбір молекулалардың ыдыстың түбіне қайта батуы үшін бетті жеткілікті түрде салқындатады.

Ыстық ауаның конвекциялық тогының тағы бір мысалы - үйде пайда болатын ток үйдің шатыры немесе шатыры арқылы ауа көтерілгенде. Себебі ыстық ауа салқын ауаға қарағанда тығыз емес, сондықтан ол көтерілуге ​​бейім. Бұрын айтқанымыздай, біз оны желмен бірге көре аламыз. Күн сәулесі мен радиация атмосферадағы ауаны қыздырады ауаның қозғалуын тудыратын температура айырмашылығын белгілеу. Бір аймақ пен екінші аймақ арасындағы температура айырмашылығы неғұрлым жоғары болса, соғұрлым жел режимі соғұрлым көп болады. Себебі ауа жоғары қысым аймағынан төменгі қысым аймағына көбірек ауысады.

Осы мысалдармен конвекциялық токтар неғұрлым айқынырақ болды деп үміттенемін.