Konveksiyon akımları

Termal konveksiyon

Şüphesiz duymuşsundur konveksiyon akımları farklı hakkında konuştuğumuzda Dünyanın katmanları. Yeryüzünün içindeki konveksiyon akımlarından bahsettiğimizde, dünyanın mantosunu oluşturan malzemelerin yoğunluk farklarından bahsediyoruz. Sıcaklıkta farklılıklar olduğu için hareket eden sıvılar olarak da konveksiyon akımları vardır.

Bu yazıda size her şeyi anlatacağız.

Konveksiyon akımları nelerdir

Yağda konveksiyon akımları

Hareket eden ve hareket eden sıvılar bulduğumuzda, çünkü sıcaklık veya yoğunlukta bir fark var, konveksiyon akımlarımız var. Bu tür bir akımın var olması için sıvı veya gaz bir sıvı olması gerekir. Bunun nedeni, bir katı içindeki parçacıkların sabit olması ve hareket etmemesidir, bu nedenle, hem sıcaklık hem de yoğunluk farklılıkları nedeniyle bir akış göremezsiniz.

Aynı malzeme içindeki bir alanın veya diğerinin sıcaklıkları arasındaki fark, daha büyük bir alandan daha küçük bir alana enerji aktarımına neden olan şeydir. Tam denge sağlanana kadar konveksiyon gerçekleşir. Isı transferi nedeniyle bu işlem gerçekleştiğinde, bir yerden diğerine hareket eden madde akımları oluşur. Bu nedenle aynı zamanda bir kütle transferi süreci olarak kabul edilir.

Kaynaklı konveksiyon akımları doğal olarak bunlara serbest konveksiyon da denir. Örneğin bu konveksiyon, fan veya pompa gibi bir aletin içinde gerçekleşirse buna zorlamalı konveksiyon denir.

Konveksiyon akımları neden oluşur?

Konveksiyon akımları

Bu tür fenomen, parçacıkların bir akım oluşturarak hareket etmesine neden olan bir sıcaklık farkı nedeniyle meydana gelir. Bu akım, yoğunluk farkı olduğunda da ortaya çıkabilir. Normalde akış, daha yüksek sıcaklığın veya yoğunluğun olduğu yerden daha az sıcaklık ve yoğunluğun olduğu yöne gider. Bu konveksiyon akımları havada da gerçekleşir. Atmosferik basınç akışları, yoğunluğun daha fazla olduğu yerden daha az olduğu yöne doğru eserler. Fırtına olması durumunda, rüzgar yönünün hedefi alçak basınç bölgesi olacaktır.

Düşük basınç bölgesini yağışların ve hatta fırtınaların olduğu bir yer yapan şey budur. Bir akım, ısıyı yüksek enerjili bölgeden düşük enerji bölgesine aktardığında, bu konveksiyon meydana gelir. Gazlarda ve plazma kumunda ve merkezi sıcaklıkta, atomların ve moleküllerin daha boş olan alanları doldurmak için hareket ettiği, daha yüksek ve daha düşük yoğunluklu bölgelere yol açar. Özetle, soğuk akışkanlar sürekli batarken, sıcak akışkanların yükseldiği söylenebilir.

Bu akımların yönünü değiştiren güneş ışığı veya ısı kaynağı gibi bir enerji kaynağı olmadığı sürece bu doğal olarak gerçekleşecektir. Konveksiyon akımları, sıcaklıklar ve yoğunluklar tekdüze olana kadar gerçekleşir. Dünya katmanlarında sıcaklıkların ve yoğunlukların tamamen aynı olması daha karmaşıktır. Bunun nedeni, kıtasal kabuğun sürekli yaratılış ve yıkım içinde olmasıdır, bu nedenle, altıncı sürekli farklı sıcaklık ve yoğunluktaki malzemeleri dünyanın mantosuna dahil eder. İç çekirdek içindeki sıcaklıklardan bahsetmiyorum bile.

Gezegenimizin iç çekirdeğindeki malzemeler, merkezde var olan güçlü basınç nedeniyle katıdır. Dış çekirdek ise akışkan malzemelere sahiptir çünkü sıcaklıklar çok yüksek olmasına rağmen bu kadar güçlü bir basınç yoktur.

Malzemelerin sürekli olarak bu şekilde girmesi ve sıcaklık ve yoğunluk farkının çok yüksek olması nedeniyle, mantonun sözde konveksiyon akımları vardır ve bunların hareketinin nedeni budur. Tektonik plakalar.

Bazı örnekler

Tüm bunları daha açık hale getiren bazı örnekler ortaya koyabilmek için şunları tarif edeceğiz: birçok bilim insanı, bir akışkan üzerinde etkili olan kuvvetleri, onları kategorize edebilmek ve konveksiyonu anlayabilmek için analiz eder. Bu kuvvetler, yerçekimi, yüzey gerilimi, elektromanyetik alanlar, titreşimler, konsantrasyon farklılıkları ve moleküller arasında bağ oluşumunu içerebilir. Bu konveksiyon akımları, farklı skaler taşıma denklemleri kullanılarak modellenebilir ve tanımlanabilir.

Bir tencerede suyun kaynatılmasıyla üretilen bir konveksiyon akımı örneği olabilir. Akım akışını takip etmek için birkaç bezelye veya bir parça kağıt eklenir eklenmez, deliğin iç kısmındaki ısı kaynağının suyu nasıl ısıttığını ve ona enerji vererek moleküllerin daha hızlı hareket etmesini sağladığını görebilirsiniz. . Malzeme düşük bir sıcaklıkta verildiğinde, suyun yoğunluğunu da etkiler. Su yüzeye doğru hareket ederken, buhar şeklinde kaçan bir miktar enerji bırakır. Buharlaşma, bazı moleküllerin tencerenin dibine geri çekilmesi için yüzeyi yeterince soğutur.

Bir başka sıcak hava konveksiyon akımı örneği, bir evde meydana gelen akımdır. hava bir evin çatısından veya tavanından yükseldiğinde. Bunun nedeni, sıcak havanın soğuk havadan daha az yoğun olması ve dolayısıyla yükselme eğiliminde olmasıdır. Daha önce de bahsettiğimiz gibi rüzgarla da görebiliyoruz. Güneş ışığı ve radyasyon atmosferdeki havayı ısıtır havanın hareket etmesine neden olan bir sıcaklık farkı oluşturmak. Bir alan ile diğeri arasındaki sıcaklık farkı ne kadar dikse rüzgar rejimi o kadar büyük olur. Bunun nedeni, daha fazla havanın yüksek basınç bölgesinden daha düşük basınç bölgesine geçmesidir.

Umarım bu örneklerle konveksiyon akımlarının ne olduğu çok daha açık hale gelmiştir.


İlk yorumu siz

Yorumunuzu bırakın

E-posta hesabınız yayınlanmayacak. Gerekli alanlar ile işaretlenmiştir *

*

*

  1. Verilerden sorumlu: Miguel Ángel Gatón
  2. Verilerin amacı: Kontrol SPAM, yorum yönetimi.
  3. Meşruiyet: Onayınız
  4. Verilerin iletilmesi: Veriler, yasal zorunluluk dışında üçüncü kişilere iletilmeyecektir.
  5. Veri depolama: Occentus Networks (AB) tarafından barındırılan veritabanı
  6. Haklar: Bilgilerinizi istediğiniz zaman sınırlayabilir, kurtarabilir ve silebilirsiniz.