alexxlab 11 важных примеров, которые вы должны знать
Мы видим конвекцию, тип теплопередачи в нашей повседневной жизни. Здесь мы рассмотрим примеры конвекции в нашей повседневной жизни.
- Кипящая вода
- Циркуляция крови
- Кондиционер
- Радиатор
- Холодильник
- Воздушный шар
- Ливень и гроза
- Таяние льда
- Конвекционные печи
- Фен
- Видеокарта
При кипячении воды возникает конвекция. Тепло от горелки заставляет холодную воду у основания нагреться и подняться наверх. Пока он поднимается, холодная вода перемещается к основанию, заменяя его, что приводит к круговому движению.
Кредиты на изображения: “Кипящая вода»(CC BY 2.0) от Эрвинс Страухманис
Кровообращение:Конвекция используется теплокровными животными для регулирования температуры своего тела, что может стать неожиданностью для некоторых людей. В человеческом теле циркуляция крови является примером принудительной конвекции, так как сердце человека работает как насос.
Клетки тела, которые производят тепло во время своей работы, передают тепловую энергию воздуху или воде, движущейся по коже.
Изображение Кредиты: Брайан Бранденбург, Сердце и кровеносная система человека, CC BY-SA 3.0
Кондиционер:В жаркий летний день требуется постоянное использование кондиционеров. Охлаждение воздуха в кондиционерах осуществляется за счет использования принципа конвекционного охлаждения. Кондиционеры отвечают за выпуск холодного воздуха в атмосферу. Тяжелый холодный воздух, который тяжелее теплого воздуха, движется к основанию судна. Из-за того, что теплый воздух менее плотный, чем холодный, кондиционер поднимается и втягивается. Таким образом создается конвекционный поток, и комната охлаждается.
Кредиты изображений: Автор фотографии Карлос Линднер on Unsplash
Радиатор:Радиаторы работают так же, как и кондиционеры. Нагревательный элемент расположен внизу радиаторов. Поскольку холодный воздух плотный, он опускается и втягивается в радиатор, нагревается и выпускается.
Холодный воздух заменяется горячим, который заполняет пустоты, оставленные холодным воздухом. В результате создается конвекционное течение.
Кредиты на изображения: “Радиатор»(CC BY 2.0) от GollyGforce — Жизнь в худшем кошмаре
Холодильник:Принцип работы холодильников очень похож на кондиционер. В случае холодильников морозильная камера располагается сверху. Как указывалось ранее, поскольку теплый воздух менее плотный, он поднимается вверх и, таким образом, охлаждается в морозильной камере. Поскольку этот прохладный воздух более плотный, он опускается вниз и, таким образом, помогает поддерживать охлаждение нижней части холодильника.
Изображение Кредиты: https://openclipart.org/detail/217656/refrigerator
Воздушный шар:Принцип конвекции отвечает за способность воздушных шаров подниматься. Возможно, вы видели обогреватель у основания воздушного шара. Этот обогреватель нагревает воздух по мере его подъема. В воздушном шаре поднимается горячий воздух, в результате чего воздушный шар тоже поднимается.
Когда воздушный шар собирается приземлиться, пилот выпускает часть горячего воздуха. Воздушный шар опускается, поскольку горячий воздух заменяется холодным.
Изображение предоставлено: Автор фотографии Уолтер Ли Оливарес де ла Крус on Unsplash
Осадки и гроза:Можно увидеть роль конвекции при дождях и грозах. Мы знаем, что когда теплая вода поднимается на поверхность океана, образуется облако. Затем эти теплые капли воды насыщаются, в результате чего образуются облака. Небольшие облака, образованные в результате этого процесса, сталкиваются друг с другом, образуя более крупные облака. Эти большие облачные образования, также известные как кучево-дождевые облака, вызывают дожди и грозы.
Изображение Кредиты: К.Тапдыкова, Suyun təbiətdə dövranı , CC BY-SA 4.0
Таяние льда:Таяние льда — еще один распространенный пример конвекции, которую мы наблюдаем в повседневной жизни. Поверхность или граница льда поднимается, когда теплый воздух ударяет по ней или под ней течет вода, более теплая, чем лед.
Всякий раз, когда температура поверхности или границы льда изменяется, лед тает. Точно так же замороженный материал начинает таять при погружении в воду.
Кредиты изображений: Автор фотографии ЭРИК ЖУ on Unsplash
Конвекционные печи:Большинство духовок работают по принципу конвекции. Принудительная конвекция, тип конвекции, используется в духовках. Из-за нагрева молекулы в воздухе нагреваются и начинают двигаться быстрее. Благодаря циркуляции теплого воздуха внутри духовки пища внутри духовки готовится.
Кредиты изображений: Автор фотографии Стефан К. Асафти on Unsplash
Фен:В качестве источника тепла используется нагревательный змеевик, который нагревает окружающий воздух. Чтобы подать теплый воздух к влажным волосам, вентилятор создает воздушный поток. Наконец, это приводит к передаче тепла от нагревательной спирали к волосам.
Кредиты изображений: Автор фотографии Адам Вингер on Unsplash
Видеокарта:Чип графической карты — еще один распространенный пример тепловой конвекции.
Сплошной металлический корпус (называемый радиатором) с охлаждающими ребрами помещается наверху чипа. Тепло графического процессора, поглощаемое радиатором, должно отводиться как можно быстрее, чтобы избежать перегрева. Это достигается с помощью установленного вентилятора. над графическим процессором, который создает воздушный поток, проходящий через ребра охлаждения.
Тепло поглощается воздушным потоком, а затем уносится. Этот навесной вентилятор не всегда включен. Если чип не выделяет много тепла, например, если ему не нужно выполнять сложные вычисления для отображения графики, как в играх, вентилятор обычно выключен. Теплый воздух легче холодного, чего в этом сценарии достаточно для отвода тепла от радиатора. Это означает, что нагретый воздух поднимается сам по себе, унося с собой тепло. В результате для создания потока не требуется активный вентилятор, даже если это обычно делают вентиляторы ПК.
Кредиты изображений: Автор фотографии Кристиан Видигер on Unsplash
Критические часто задаваемые вопросы
Что такое конвекция?Поток жидкости обеспечивает передачу тепловой энергии.
Если жидкость ближе к источнику тепла получает тепловую энергию, ее плотность уменьшается и она повышается. Затем эта жидкость заменяется более плотной холодная жидкость. Этот непрерывный цикл приводит к передаче тепловой энергии, называемой конвекцией.
Что такое конвекционный ток?Движение, вызывающее движение.
Непрерывное молекулярное движение формирует круговое движение в жидкости, известное как конвекционный поток.
Какие бывают виды конвекции?В зависимости от использования внешнего источника конвекцию можно разделить на два типа.
Естественная конвекция: Передача тепла механизм, который не полагается на внешнем источник жидкости движение. Например, Морской бриз.
Принудительная конвекция: Механизм теплопередачи, зависящий от внешнего источника, такого как насосы или вентиляторы.
Например, водяные гейзеры.
Конвекция происходит в жидкости.
Конвекция, вид передачи тепловой энергии, происходит только в жидкости или газах, то есть в жидкостях. Один из лучших примеров конвекции — ливень.
Что происходит после добавления горячей воды в холодную?Для получения теплой воды необходимо смешать горячую и холодную воду.
Когда горячая вода добавляется к холодной, возникает конвекция. Из-за этого температура горячей воды понижается, в результате чего вода становится теплой.
Для получения дополнительных статей по передовой науке посетите наша страница.
Конвекция. Примеры конвекции в природе и технике
Цели урока: |
|
Форма урока: |
Поисковая беседа. |
Оборудование: |
Вертушка, электроплитка, экран, проектор, горелка, сухое горючее, колба с водой, кристаллики краски, две пробирки, заполненные водой и воздухом, изображение схемы водяного отопления здания. |
Ход урока
I. Организация класса.
II. Фронтальное повторение с целью подготовки учащихся к восприятию нового материала и выявления качества усвоения ими материала по теплопроводности.
Опрос
- Что такое плотность вещества? В каких единицах она измеряется?
- Как расположатся в закрытом сосуде следующие вещества: вода, воздух, спирт, ртуть? Почему?
- Что называют силой тяжести? В каких единицах ее измеряют?
- Что такое архимедова сила? Где она возникает? От чего зависит ее величина?
- Чем отличаются движения молекул в твердом теле, жидкости и газе?
- Какую энергию называют внутренней?
- Какими способами можно изменить внутреннюю энергию тела?
- Что понимают под теплопередачей?
- С каким видом теплопередачи мы познакомились на прошлом уроке?
Один из учеников с места рассказывает о теплопроводности.
Дополнительные вопросы.
- Почему в строительной технике широко используют пористый материал?
- Что называют тепловым движением?
Второй ученик с места рассказывает о теплопроводности различных веществ.
Дополнительные вопросы.
- Для чего зимой на радиаторы автомобилей надевают утеплительные чехлы?
- Что называют внутренней энергией тела?
Третий ученик отвечает по карточке.
- Почему старое зимнее пальто со сбившейся в комки ватой плохо греет?
- Быстродвижущийся автомобиль остановлен тормозами. Куда девалась при этом его кинетическая энергия?
- Зависит внутренняя энергия тела от движения тела или от положения этого тела?
Четвертый ученик (по карточке)
- Почему алюминиевая кружка с чаем обжигает губы, а фарфоровая чашка с чаем нет?
- Почему наружные части сверхзвуковых самолетов приходится охлаждать при помощи специальных аппаратов?
- Что называют теплопередачей?
Пятый ученик (по карточке)
- Почему можно небольшую стеклянную палочку, накаленную с одного конца, держать за другой конец, не обжигая пальцев, а железный прут нельзя?
- Как надо поступить (отпустить нить или растянуть сильнее) с слегка растянутой резиновой нитью, чтобы ее внутренняя энергия увеличилась? Что называется теплопроводностью?
Шестой ученик (по карточке)
- Расскажите, основываясь на своих жизненных наблюдениях, чтоб служить защитой от зимних морозов различным животным и птицам.
Какую роль при этом играет теплопроводность меха, перьевого покрова, подкожного жира и т.п.? - Если к точильному камню прижать кусок стали, то сыплются искры. Каково их происхождение?
- Какую энергию называют внутренней энергией тела?
Какую роль при этом играет теплопроводность меха, перьевого покрова, подкожного жира и т.п.?Седьмой ученик (по карточке)
- Какие их перечисленных веществ: бумага, солома, серебро, воздух, опилки- хорошие проводники тепла и плохие проводники тепла?
- Молоток будет нагреваться, когда им отбивают косу и когда он лежит на солнце в жаркий летний день. Назовите способы изменения внутренней энергии молотка в обоих случаях.
- Что называется тепловым движением?
Ответы учащихся должны быть полными, с объяснением.
Ответы комментируются и оцениваются. Оценки выставляются в дневники.
III. Изучение нового материала.
Пронаблюдаем интересное явление.
Вертушка, помещенная над пламенем горелки, вращается.
Почему?
Учащиеся пытаются отвечать. Воздух нагрелся и расширился.
Может ли здесь тепло передаваться теплопроводностью?
Нет, так как воздух плохой проводник тепла.
Здесь мы наблюдаем иной вид теплопередачи, который называется конвекцией.
Конвекцией называется перенос энергии самими струями жидкости или газа.
Наблюдаем струи воздуха от той же горелки в проекции на экран.
Объяснение учителя (дважды).
Воздух, соприкасающийся с горелкой, нагревается и расширяется. Плотность расширившегося воздуха меньше, чем плотность холодного. Поэтому слой теплого воздуха всплывает в холодном воздухе. Ведь архимедова сила, действующая на теплый воздух со стороны холодного снизу вверх, больше, чем сила тяжести, действующая на теплый воздух, направленная вниз. Затем прогревается и начинает двигаться вверх следующий слой холодного воздуха и т.д. Перемещается само вещество.
А в каких веществах, кроме газа, может наблюдаться конвекция? Может ли она наблюдаться в твердых телах и жидкостях?
Почему?
Наблюдаем конвекцию в жидкостях на примере воды в колбе с опущенными в нее кристалликами краски и нагреваемой на электрической плитке.
Учащиеся повторяют объяснения учителя.
Итак, конвекцией называется перенос энергии самими струями жидкости или газа (записываем определение в тетрадях).
Затем уточняем понятия естественной или свободной и вынужденной конвекции.
А теперь думаем над вопросом:
Где надо расположить горелку, чтобы нагреть жидкость или газ?
Почему?
Посмотрим, что будет, если горелка располагается сверху. Наблюдаем опыт с пробирками, заполненными водой и воздухом нагреваемым сверху.
Нижние слои воздуха и воды холодные. Нет циркуляции. Нет конвекции.
Теплопроводность воздуха и воды мала. Поэтому придется долго ждать, пока воздух и вода прогреются.
Рассмотрим примеры конвекции в природе и технике.
- Ветры бризы, возникающие на берегах морей. В каком направлении дуют они в летние дни днем и ночью и почему?
Отвечают учащиеся, так как они это изучали на уроках географии в 5 классе. Бриз — это движение холодного воздуха. - Тяга. Что такое горение? Без чего не может быть горение?
Отвечают учащиеся.
Учитель рассказывает о предположении в 15 столетии Леонардо да Винчи использовать трубу (металлическую) для создания тяги. «Где появляется огонь, — говорил Леонардо да Винчи — там вокруг него образуется воздушное течение, оно его поддерживает и усиливает».
Через 300 лет металлические трубы заменили в керосиновой лампе стеклянной, а на заводах — кирпичной.
Как же создается тяга?
Объясняет учитель. Чему выше труба, сооруженная над топкой, тем больше разница давлений наружного воздуха и воздуха в трубе. Поэтому тяга усиливается при увеличении высоты трубы. - Центральное водяное отопление — примеры использования свободной или вынужденной конвекции. Рассматривается его устройство, рассказывается о ТЭЦ.
IV. Презентация «Конвекция»
Приложение 1
V.
Закрепление.
- Что такое конвекция?
- В каких веществах ее можно наблюдать? В каких веществах она возможна?
- Как осуществляется конвекция в наших жилых комнатах?
- Где надо расположить лед: снизу или сверху, чтобы охладить продукты?
VI. Проверочный тест.
Ребята, вам предлагается ряд утверждений, среди которых как правильные, так и неверные. Прослушав высказывание, вы должны или согласиться с ним, или не согласиться. Если утверждение верное, то ставите знак «+» ,если утверждение неверное-ставите знак «-».
- При нагревании объем тела уменьшается, а при охлаждении увеличивается(-).
- Газ не имеет собственной формы и постоянного объема. Он полностью занимает весь предоставленный ему объем(+).
- Диффузия может происходить только в жидкостях или газах(-).
- Молекулы движутся только в жидкостях или газах, а в твердых телах покоятся(-).
- Теплопередача-это один из способов изменения внутренней энергии тела(+).
- Жидкость легко меняет свою форму(+).
- Конвекция возможна только в твердых телах и в газах(-).
- Конвекция играет основную роль в передаче тепла при нагревании воды в кастрюле, стоящей на плите(+).
- Нагревание и охлаждение воздуха в помещениях основано на конвекции(+).
- При увеличении температуры молекулы вещества увеличиваются в размере(-).
На дом: § 5, упр.2, В.И.Лукашик №971-974,979.
Домашнее задание комментируется. Обращается внимание на рисунок 12 и особенный интересный вопрос, стоящий в №979.
Межпредметные связи – с зоологией (см. вопрос шестому ученику), географией (6 класс, ветры бризы) и химией (8класс, горение).
Список использованной литературы
- А.В. Перышкин, Физика 8 кл.: Учебник для общеобразовательных учебных заведений – 3-е издание
- В. И. Лукашик, Е.В. Иванова, Сборник задач по физике для 7-9 классов общеобразовательных учреждений — 20-е издание
- Ю.В. Щербакова, Занимательная физика на уроках и внеклассных мероприятиях. 7-9 классы – 2-е издание
- Н.А. Якушевская, Повторение и контроль знаний по физике на уроках и внеклассных мероприятиях, 7-9 классы: диктанты, тесты, кроссворды, внеклассные мероприятия – 2-е издание
- Л.А. Кирик, Физика-8, Методические материалы
И. Лукашик, Е.В. Иванова, Сборник задач по физике для 7-9 классов общеобразовательных учреждений — 20-е издание14 лучших примеров конвекции с простым объяснением
Что произойдет, если оставить на столе тарелку с горячим супом? Через некоторое время он становится холодным из-за потери тепла в окружающий воздух. И это (перенос тепла) мы называем конвекцией.
Существует три типа теплопередачи: излучение, теплопроводность и конвекция. При излучении тепло передается в виде электромагнитных волн. При теплопроводности тепло распространяется между телами, которые физически связаны.
Конвекция, однако, представляет собой наиболее сложную форму теплопередачи, поскольку она включает объемное движение молекул внутри жидкостей, таких как жидкости и газы. Проще говоря, конвекция может происходить только в жидкостях и газах.
Конвективный перенос тепла и массы (в жидкостях) происходит по двум механизмам:
- Диффузия: чистое перемещение молекул из области с более высокой концентрацией в область с более низкой концентрацией.
- Адвекция: перенос вещества или тепла объемным движением потоков в жидкости.
Ни один из процессов не происходит в твердых телах. Однако конвективный теплообмен может происходить в мягких твердых телах или смесях, где твердые частицы могут перемещаться из одного положения в другое.
Конвективную теплопередачу можно разделить на две категории: естественную и принудительную.
При свободной или естественной конвекции течения возникают только за счет разности плотностей жидкости, обусловленной температурой.
Принимая во внимание, что при принудительной конвекции токи возникают из-за внешнего фактора, такого как вентилятор или насос. Чем быстрее движется жидкость, тем выше скорость конвекции.
Теперь, когда у вас есть общее представление о том, что такое конвекция, давайте перейдем к различным примерам и приложениям. Ниже мы перечислили множество примеров конвективного теплообмена, с которыми вы сталкиваетесь в повседневной жизни.
14. Кипяток
Тип: Принудительная конвекция
Когда чайник ставится на плиту, он нагревает воду снизу. Молекулы у дна приобретают кинетическую энергию и становятся менее плотными. Поскольку горячая вода на дне имеет меньшую плотность, чем холодная вода над ним, горячая вода начинает подниматься на поверхность, а холодная вода опускается.
Холодная вода внизу становится горячей и менее плотной, чем вода над ней, поэтому она поднимается на поверхность. Процесс повторяется снова и снова, и все это происходит из-за разницы температур между дном и верхом чайника.
Движение молекул воды — это конвекционные потоки.
13. Радиатор
Тип: с принудительной конвекцией
Радиатор представляет собой пассивный теплообменник, повышающий скорость конвективного теплообмена. Он широко используется в электронном оборудовании. Например, обычный ЦП/ГП использует радиатор в сочетании с вентилятором, чтобы поддерживать рабочую температуру в допустимых пределах.
Как правило, радиатор состоит из основания и выступающих наружу ребер. На его производительность влияют различные факторы, такие как скорость воздуха, конструкция ребер и материал, из которого изготовлен радиатор.
12. Сухопутный и морской бриз
Изображение предоставлено Freepik
Тип: Естественная конвекция
Формирование сухопутного и морского бриза является одним из классических примеров конвекции. Солнце в течение дня нагревает как сушу, так и поверхность моря. Но поскольку суша имеет меньшую теплопоглощающую способность, чем море, температура ее поверхности повышается, нагревая окружающий воздух.
Теплый (менее плотный) воздух начинает подниматься вверх, и создается низкое давление.
В то же время над поверхностью моря образуется область высокого давления (с холодным, плотным воздухом). Из-за разницы давлений воздух течет с моря на сушу, а приходящий холодный воздух называется морским бризом.
Ночью происходит обратный процесс. Земля остывает быстрее, чем море, понижая температуру воздуха вокруг себя и создавая ситуацию высокого давления. Теперь холодный воздух течет с суши к морю, и это то, что мы называем сухопутным бризом.
В обоих случаях тепло передается через молекулы воздуха.
11. Эффект дымохода
Тип: Принудительная конвекция
Когда воздух входит и выходит из зданий, дымовых труб или других подобных структур, благодаря плавучести, это называется эффектом дымохода. Это происходит из-за разницы температуры/влажности в помещении и на улице. Холодный воздух высокой плотности всегда выталкивает горячие газы низкой плотности вверх.
Чем выше конструкция и выше перепад температур, тем больше выталкивающая сила и, следовательно, эффект дымохода. Многие небоскребы и градирни используют тот же принцип для обеспечения естественной вентиляции и инфильтрации.
10. Конвекционная печь
Промышленная конвекционная печь, используемая в авиастроении
Тип: С принудительной конвекцией
В конвекционных печах используется механизм конвекции для более быстрого приготовления пищи по сравнению с обычными печами. У них есть вентиляторы для циркуляции горячего воздуха вокруг пищи, что позволяет готовить пищу более равномерно при более низких температурах и за меньшее время. Промышленные конвекционные печи используются для производства многих продуктов, в том числе непищевых.
9. Таяние льда
Тип: Естественная конвекция
Конвекция играет важную роль в процессе уменьшения толщины льда. Когда теплый воздух дует над поверхностью льда, он увеличивает температуру внешнего слоя льда.
Чем горячее воздух и чем быстрее он дует, тем меньше времени потребуется для таяния льда.
8. Радиатор
Тип: С принудительной конвекцией
A Радиатор передает тепловую энергию от одной среды к другой. Несмотря на название, большинство радиаторов используют конвекцию (вместо теплового излучения) для передачи большей части своего тепла. В основном они используются в зданиях, автомобилях и электронике.
В системе отопления помещений, например, горячая вода или иногда пар вырабатываются во внутренних змеевиках. Когда вода нагревает змеевик, воздух рядом с радиатором нагревается и поднимается. Как только нагретый воздух поднимается, холодный воздух может втягиваться в радиатор снизу и проходить через него. Этот воздушный поток создает вертикальные потоки, которые распределяют теплый воздух по всему помещению.
7. Холодильник
Тип: с принудительной конвекцией
Холодильник содержит теплоизолированное отделение и тепловой насос, который перемещает тепло из внутренней части холодильника во внешнюю среду.
Он использует конвекцию для циркуляции холодного воздуха вокруг продуктов.
Морозильная камера охлаждает воздух сверху. Когда воздух опускается, его заменяет более теплый воздух, поднимающийся снизу. Этот циркулирующий воздух уносит тепло от всех предметов в холодильнике.
6. Кучевые и кучево-дождевые облака
Кучевые облака
Тип: Естественная конвекция
Кучевые и кучево-дождевые — это два разных типа облаков, которые формируются и растут в результате конвекции. Они образуются из водяного пара, переносимого мощными восходящими воздушными потоками.
Поскольку конвекционные облака имеют тенденцию быстро формироваться в восходящих столбах воздуха, они оптически плотны. Поверхности крошечных капель в этих облаках рассеивают солнечный свет больше, чем облака, содержащие меньшее количество капель или более крупные. Вот почему эти облака часто выглядят темно-серыми на сторонах, удаленных от Солнца, и ярко-белыми на сторонах, обращенных к нему.
Читать: 10 основных типов облаков в зависимости от их высотных уровней
5. Кровообращение
Тип: Принудительная конвекция
Люди и другие млекопитающие используют конвекцию для регулирования температуры тела. Сердце перекачивает кровь по всему телу со средней скоростью 5 литров в минуту, а тепло, выделяемое клетками тела, передается воздуху (или воде), обтекающему кожу.
Если температура кожи ниже температуры окружающего воздуха, тело получает тепло за счет конвекции и теплопроводности. Но если температура кожи выше, тело теряет тепло за счет конвекции и теплопроводности. В поверхностных тканях, где скорость кровообращения выше, теплообмен преимущественно конвективный.
4. Эффект Марангони
Экспериментальная демонстрация эффекта Марангони | Wikimedia
Тип: Естественная конвекция
Эффект Марангони — это конвекция жидкостей из-за градиента поверхностного натяжения. Поверхностное натяжение зависит от температуры или состава соединений.
В первом случае эффект называется термокапиллярной конвекцией.
Наличие градиента поверхностного натяжения естественным образом заставляет жидкость течь из областей с низким поверхностным натяжением. Это происходит потому, что жидкость с высоким поверхностным натяжением сильнее притягивает близлежащую жидкость, чем жидкость с низким поверхностным натяжением.
3. Движение мантии Земли
Общемантийная конвекция | Wikimedia
Тип: Естественная конвекция
Движение твердой силикатной мантии Земли в результате конвекционных потоков, переносящих тепло из недр на поверхность планеты, называется земной конвекцией.
Более конкретно, мантийная конвекция обусловлена тремя фундаментальными процессами:
- Потеря тепла из ядра (20%)
- Внутренний нагрев в результате радиоактивного распада (80%)
- Охлаждение сверху (проседание литосферных плит)
Вызывает движения литосферных плит, поверхностную вулканическую деятельность, магматизм, землетрясения, а также большинство тектонических и геологических процессов, проявляющихся в земной коре.
По мере того, как скорость производства тепла снижается, планета охлаждается, и в конечном итоге конвекция замедляется или полностью прекращается.
Читать: 4 разных слоя Земли | Объяснение
2. У звезд есть зона конвекции
Тип: Естественная конвекция
Различные турбулентные явления, происходящие внутри звезды, заставляют энергию двигаться наружу. Когда газы нагреваются (из-за потока энергии из глубины звезды) до температур, превышающих температуру окружающего газа, они поднимаются, расширяются и охлаждаются. Как только они термируются, они перестают подниматься.
Как правило, звезды с малой массой имеют радиационное ядро и конвективную оболочку, тогда как звезды с большой массой имеют конвективное ядро и излучающую оболочку. Зона конвекции Солнца, например, является самым внешним внутренним слоем, который простирается от глубины 200 000 километров до видимой поверхности. Это означает, что энергия передается посредством конвекции в этой области.
1. Аккреционные диски черных дыр
Тип: Естественная конвекция
Это довольно необычный пример, но исследования и моделирование показывают, что конвекция пыли и газа происходит в аккреционных дисках черных дыр на скоростях, близких к к свету. Связные движения развиваются за счет рассеяния интенсивной гравитационной и вращательной энергий в аккреционных потоках.
Каковы примеры применения конвекции в повседневной жизни?
Анонимный ответил
Примеры конвекции в повседневной жизни
КОНВЕКТИВНЫЕ ЯЧЕЙКИ
Одним из важных механизмов конвекции, будь то в воздухе, воде или даже твердой земле, является конвективная ячейка, иногда известная как конвективная ячейка. Последний может быть определен как круговой узор, созданный подъемом нагретой жидкости и опусканием охлажденной жидкости. Конвективные ячейки могут быть всего несколько миллиметров в поперечнике, а могут быть больше самой Земли.
Эти клетки можно наблюдать в нескольких масштабах. Внутри тарелки с супом нагретая жидкость поднимается вверх, а охлажденная опускается. Эти процессы обычно трудно увидеть, если только речь не идет о японском супе мисо. В этом случае можно наблюдать, как кусочки соевой пасты или мисо поднимаются при нагревании, а затем падают внутрь для повторного нагрева.
В гораздо большем масштабе конвективные ячейки присутствуют на Солнце. Эти обширные клетки появляются на поверхности Солнца в виде зернистого узора, образованного колебаниями температуры между частями клетки. Яркие пятна — это вершина восходящих конвекционных потоков, а темные области — это охлажденный газ на пути к недрам Солнца, где он будет нагреваться и снова подниматься.
Кучево-дождевое облако, или «грозовая голова», является особенно ярким примером конвекционной ячейки. Это одни из самых поразительных облачных образований, которые вы когда-либо видели, и по этой причине режиссер Акира Куросава использовал сцены катящихся грозовых туч, чтобы добавить атмосферности (в буквальном смысле) своему эпическому фильму «Ран» 1985 года.
В течение всего нескольких минут эти вертикальные башни облаков формируются по мере того, как нагретый влажный воздух поднимается вверх, затем охлаждается и опускается. В результате получается облако, которое, кажется, олицетворяет как силу, так и беспокойство, отсюда и использование Куросавой кучево-дождевых облаков в сцене, происходящей накануне битвы.
МОРСКОЙ БРИЗ.
Конвективные ячейки вместе с конвекционными потоками помогают объяснить, почему на пляже обычно дует бриз. На побережье, конечно же, есть поверхность земли и поверхность воды, обе освещенные солнечным светом. При таком воздействии температура суши повышается быстрее, чем температура воды. Причина в том, что вода обладает необычайно высокой удельной теплоемкостью, то есть количеством тепла, которое необходимо добавить к единице массы или отвести от нее, чтобы данное вещество изменило свою температуру на 33,8°F (1°C). Таким образом, озеро, ручей или океан всегда являются хорошим местом, чтобы охладиться в жаркий летний день.
Таким образом, земля нагревается быстрее, как и воздух над ней. Этот нагретый воздух поднимается в конвекционном потоке, но по мере того, как он поднимается и, таким образом, преодолевает притяжение, он расходует энергию и поэтому начинает охлаждаться. Затем охлажденный воздух опускается. И так происходит, когда нагретый воздух поднимается, а охлаждающий опускается, образуя конвективную ячейку, в которой постоянно циркулирует воздух, создавая ветерок.
КОНВЕКТИВНЫЕ ЯЧЕЙКИ ПОД НАШИМИ НОГАМИ.
Конвективные ячейки также могут существовать в твердой земле, где они вызывают смещение плит (подвижных сегментов) литосферы — верхнего слоя недр Земли, включая кору и хрупкую часть в верхней части мантии. Таким образом, они играют роль в тектонике плит, одной из наиболее важных областей изучения наук о Земле. Тектоника плит объясняет множество явлений, от дрейфа континентов до землетрясений и извержений вулканов. (Дополнительную информацию по этому вопросу см. в разделе «Тектоника плит».