Určite ste už o tom počuli konvekčné prúdy keď sme hovorili o rôznych vrstvy Zeme. Keď hovoríme o konvekčných prúdoch vo vnútri Zeme, hovoríme o rozdieloch hustoty materiálov, ktoré tvoria zemský plášť. Existujú tiež konvekčné prúdy ako kvapaliny, ktoré sa pohybujú, pretože existujú rozdiely v teplotách.
V tomto článku vám o tom všetko povieme.
Čo sú to konvekčné prúdy
Keď nájdeme tekutiny, ktoré sa pohybujú a pohybujú sa preto existuje rozdiel v teplote alebo hustote máme konvekčné prúdy. Aby tento typ prúdu existoval, musí existovať kvapalina, buď kvapalina alebo plyn. Je to preto, že častice v pevnej látke sú pevné a nepohybujú sa, preto nemôžete vidieť tok z dôvodu rozdielov v teplotách aj hustotách.
Rozdiel medzi teplotami jednej alebo druhej oblasti v rovnakom materiáli je to, čo spôsobuje prenos energie z väčšej oblasti na menšiu. Konvekcia prebieha, kým nie je úplná rovnováha. Keď k tomuto procesu dôjde v dôsledku prenosu tepla, vytvárajú sa prúdy hmoty, ktoré sa pohybujú z jedného miesta na druhé. Preto sa tiež považuje za proces hromadného prenosu.
Konvekčné prúdy vznikajúce z prirodzene sa im hovorí aj voľná konvekcia. Ak sa napríklad táto konvekcia uskutočňuje vo vnútri zariadenia, ako je ventilátor alebo čerpadlo, nazýva sa to nútená cirkulácia.
Prečo sa vytvárajú konvekčné prúdy
Tento typ javu nastáva v dôsledku teplotného rozdielu, ktorý spôsobuje pohyb častíc, ktoré vytvárajú prúd. Tento prúd môže nastať aj vtedy, keď je rozdiel v hustote. Normálne prúdi tok v smere od miesta, kde je vyššia teplota alebo hustota, do miesta, kde je nižšia teplota a hustota. Tieto konvekčné prúdy prebiehajú aj vo vzduchu. Toky atmosférického tlaku fúkajú v smere od miesta s väčšou hustotou do miesta s menšou hustotou. V prípade búrok bude cieľom smeru vetra pásmo nízkeho tlaku.
Práve to robí z nízkotlakovej zóny miesto, kde sú zrážky alebo dokonca búrky. Keď prúd prenáša teplo z vysokoenergetickej zóny do nízkoenergetickej zóny, dôjde k tejto konvekcii. V plynoch a v plazme piesok a centrálna teplota vedú tiež k oblastiam s vyššou a nižšou hustotou, kde sa atómy a molekuly pohybujú a vypĺňajú prázdnejšie oblasti. Súhrnne sa dá povedať, že horúce tekutiny stúpajú, zatiaľ čo studené neustále klesajú.
Stane sa to prirodzene, pokiaľ neexistuje zdroj energie, napríklad slnečné svetlo alebo zdroj tepla, ktorý nezmení smer týchto prúdov. Konvekčné prúdy prebiehajú, kým nie sú teploty a hustoty rovnomerné. To, že teploty a hustoty boli vo vrstvách Zeme úplne rovnomerné, je komplikovanejšie. Je to spôsobené tým, že kontinentálna kôra je v neustálom vytváraní a ničení, preto šiesty nepretržite začleňuje materiály rôznej teploty a hustoty k zemskému plášťu. Nehovoriac o teplotách vo vnútornom jadre.
Materiály vo vnútornom jadre našej planéty sú pevné vďaka silnému tlaku, ktorý existuje v strede. Vonkajšie jadro má naopak tekuté materiály, pretože aj keď sú teploty veľmi vysoké, nie je tam taký silný tlak.
Vďaka tomuto zavádzaniu materiálov nepretržite a rozdiel v teplote a hustote je taký vysoký, existujú takzvané konvekčné prúdy plášťa a sú príčinou pohybu Tektonické dosky.
Niekoľko príkladov
Aby sme mohli uviesť niekoľko príkladov, ktoré to všetko objasňujú, popíšeme nasledovné: Mnoho vedcov analyzuje sily pôsobiace na tekutinu, aby ich kategorizovalo a porozumelo konvekcii. Tieto sily môžu zahŕňať gravitáciu, povrchové napätie, elektromagnetické polia, vibrácie, koncentračné rozdiely a tvorbu väzieb medzi molekulami. Tieto konvekčné prúdy možno modelovať a popisovať pomocou rôznych skalárnych transportných rovníc.
Príkladom konvekčného prúdu môže byť prúd vyrobený varením vody v banke. Len čo sa pridá niekoľko hráškov alebo kúsok papiera na sledovanie prúdenia, je vidno, ako zdroj tepla vo vnútornej časti otvoru ohrieva vodu a dodáva jej energiu, vďaka čomu sa molekuly pohybujú rýchlejšie. . Ak sa materiál zavádza pri nízkej teplote, ovplyvňuje to tiež hustotu vody. Keď sa voda pohybuje smerom k povrchu, zanecháva určitú energiu, ktorá uniká vo forme pary. Odparenie dostatočne ochladzuje povrch, aby niektoré molekuly klesli späť na dno nádoby.
Ďalším príkladom konvekčného prúdu horúceho vzduchu je ten, ktorý sa vyskytuje v dome keď vzduch stúpa cez strechu alebo podkrovie domu. Je to preto, lebo horúci vzduch je menej hustý ako studený, takže má tendenciu stúpať. Ako sme už spomínali, vidíme to aj s vetrom. Slnečné svetlo a žiarenie ohrieva vzduch v atmosfére stanovenie teplotného rozdielu, ktorý spôsobuje pohyb vzduchu. Čím strmší je teplotný rozdiel medzi oblasťami a oblasťami, tým väčší je režim vetra. Je to preto, že viac vzduchu sa bude pohybovať z pásma vyššieho tlaku do pásma nižšieho tlaku.
Dúfam, že na týchto príkladoch je oveľa jasnejšie, čo sú konvekčné prúdy.