Sadržaj
- Osnove konvekcije
- Prirodna i prisilna konvekcija
- Konvekcijske ćelije
- Konvekcijske ćelije u atmosferi
- Ostale konvekcijske ćelije
Konvekcijska ćelija je sustav u kojem se zagrijava tekućina, gubi gustoću i forsira se u područje veće gustoće. Ciklus se ponavlja i stvara se uzorak gibanja. Konvekcijske ćelije u Zemljinoj atmosferi odgovorne su za puhanje vjetra, a mogu se naći u raznim drugim prirodnim i umjetnim pojavama.
Osnove konvekcije
Konvekcija, zajedno s provođenjem i zračenjem, jedna je od tri metode prijenosa topline. Konvekcija se odvija stvarnim kretanjem materije. To znači da se konvekcija može odvijati samo u plinovima, tekućinama i plazmi - nije kruta tvar. Dobar primjer konvekcije je u balonu s vrućim zrakom. Kako se zrak u balonu zagrijava, molekule od kojih je sastavljen šire se. To dovodi do povećanja volumena zraka, što dovodi do smanjenja gustoće. Gusta materija prelazi u manje gustu materiju kad god ima priliku. Topli zrak u balonu gurne prema gore hladniji zrak okolne atmosfere, uzimajući balon sa sobom.
Prirodna i prisilna konvekcija
Prirodna konvekcija događa se kada je gibanje u potpunosti posljedica razlike gustoće između tople i hladne tvari. Prisilna konvekcija događa se kada druga sila, poput ventilatora ili pumpe, doprinosi gibanju.
Konvekcijske ćelije
Za formiranje konvekcijske ćelije potreban je izvor topline. Tekućina se zagrijava pomoću izvora topline i odvodi. Tekućina tada počinje gubiti toplinu i neizbježno se hladi. Taj hladniji i gušći materijal pritišće se prema početnom izvoru topline protokom novo zagrijane tvari. Formira se sustav pokreta, koji se naziva konvekcijska stanica. Tekućina će se nastaviti kretati sve dok je prisutan izvor topline.
Konvekcijske ćelije u atmosferi
Konvekcijske ćelije javljaju se u Zemljinoj atmosferi i na malim i na velikim mjerilima. Na primjer, morski povjetarac može biti rezultat konvekcijske ćelije. Voda zadržava toplinu bolje od kopna. To znači da kad se sunce izlazi, zrak na kopnu zagrijava se brže od zraka iznad vode. Područje niske gustoće formira se nad kopnom. Zrak više gustoće iz vode nastoji ga zamijeniti stvarajući oceanski povjetarac. Noću se događa isto, ali obrnuto. U većoj mjeri zrak se zagrijava višim temperaturama na ekvatoru, diže se i širi prema sjeveru i jugu prema polovima, gdje se hladi.
Ostale konvekcijske ćelije
Konvekcijske ćelije odgovorne su za podizanje makarona i potonuće u lonac s kipućom vodom. Jedna od sila koja doprinosi izbacivanju lave iz vulkana je konvekcija. Konvekcijske ćelije mogu se naći čak i na suncu.