Конвекция: определение и примеры конвекции

Если приблизить руку к включенной электролампе или поместить ладонь над горячей плитой, можно почувствовать движение теплых потоков воздуха. Тот же эффект можно наблюдать при колебании листа бумаги, помещенного над открытым пламенем. Оба эффекта объясняются конвекцией.

Что представляет собой?

В основе явления конвекции лежит расширение более холодного вещества при соприкосновении с горячими массами. В таких обстоятельствах нагреваемое вещество теряет плотность и становится легче по сравнению с окружающим его холодным пространством. Наиболее точно данная характеристика явления соответствует перемещению тепловых потоков при нагревании воды.

Движение молекул в противоположных направлениях под воздействием нагревания – это именно то, на чем основывается конвекция. Излучение, теплопроводность выступают схожими процессами, однако касаются прежде всего передачи тепловой энергии в твердых телах.

Яркие примеры конвекции – перемещение теплого воздуха в середине помещения с отопительными приборами, когда нагретые потоки движутся под потолок, а холодный воздух опускается к самой поверхности пола. Именно поэтому при включенном отоплении вверху комнаты воздух заметно теплее по сравнению с нижней частью помещения.

Закон Архимеда и тепловое расширение физических тел

Чтобы понять, что представляет собой естественная конвекция, достаточно рассмотреть процесс на примере действия закона Архимеда и явления расширения тел под воздействием теплового излучения. Так, согласно закону, повышение температуры обязательно приводит к увеличению объемов жидкости. Нагреваемая снизу жидкость в емкостях поднимается выше, а влага большей плотности, соответственно, перемещается ниже. В случае нагрева сверху более и менее плотные жидкости останутся на своих местах, в таком случае явления не произойдет.

Возникновение понятия

Впервые термин «конвекция» был предложен английским ученым Вильямом Прутом еще в 1834 году. Использовался он для описания перемещения тепловых масс в нагретых, движущихся жидкостях.

Первые теоретические исследования явления конвекции стартовали лишь в 1916 году. В ходе экспериментов было установлено, что переход от диффузии к конвекции в подогреваемых снизу жидкостях возникает при достижении некоторых критических температурных значений. Позже это значение получило определение «число Роэля». Оно было так названо в честь исследователя, занимавшегося его изучением. Результаты опытов позволили дать объяснение перемещению тепловых потоков под влиянием сил Архимеда.

Виды конвекции

Существует несколько видов описываемого нами явления – естественная и вынужденная конвекция. Пример перемещения потоков горячего и холодного воздуха в середине помещения как нельзя лучше характеризует процесс естественной конвекции. Что касается вынужденной, то ее можно наблюдать при перемешивании жидкости ложкой, насосом или мешалкой.

Конвекция невозможна при нагревании твердых тел. Всему виной достаточно сильное взаимное притяжение при колебании их твердых частиц. В результате нагрева тел твердой структуры не возникают конвекция, излучение. Теплопроводность заменяет указанные явления в таких телах и способствует передаче тепловой энергии.

Отдельным видом выступает так называемая капиллярная конвекция. Происходит процесс при перепадах температуры во время движения жидкости по трубам. В естественных условиях значение такой конвекции наряду с естественной и вынужденной крайне несущественно. Однако в космической технике капиллярная конвекция, излучение и теплопроводность материалов становятся весьма значимыми факторами. Даже самые слабые конвективные движения в условиях невесомости приводят к затруднению реализации некоторых технических задач.

Конвекция в слоях земной коры

Процессы конвекции неразрывно связаны с естественным образованием газообразных веществ в толще земной коры. Рассматривать земной шар можно как сферу, состоящую из нескольких концентрических слоев. В самом центре располагается массивное горячее ядро, которое представляет собой жидкую массу высокой плотности с содержанием железа, никеля, а также прочих металлов.

Окружающими слоями для земного ядра выступают литосфера и полужидкая мантия. Верхний слой земного шара представляет собой непосредственно земную кору. Литосфера сформирована из отдельных плит, которые находятся в свободном движении, перемещаясь по поверхности жидкой мантии. В ходе неравномерного нагревания различных участков мантии и горных пород, которые отличаются разным составом и плотностью, происходит образование конвективных потоков. Именно под воздействием таких потоков возникает естественное преобразование ложа океанов и перемещение несущих континентов.

Отличия конвекции от теплопроводности

Под теплопроводностью следует понимать способность физических тел к передаче тепла посредством движения атомных и молекулярных соединений. Металлы выступают отличными проводниками тепла, так как их молекулы находятся в неразрывном контакте друг с другом. Напротив, газообразные и летучие вещества выступают плохими проводниками тепла.

Как происходит конвекция? Физика процесса основывается на переносе тепла за счет свободного движения массы молекул веществ. В свою очередь, теплопроводность заключается исключительно в передаче энергии между составляющими частицами физического тела. Однако и тот, и другой процесс невозможен без наличия частиц вещества.

Примеры явления

Наиболее простым и доступным для понимания примером конвекции может послужить процесс работы обыкновенного холодильника. Циркуляция охлажденного газа фреона по трубам холодильной камеры приводит к снижению температуры верхних пластов воздуха. Соответственно, замещаясь более теплыми потоками, холодные опускаются вниз, охлаждая, таким образом, продукты.

Расположенная на тыльной панели холодильника решетка играет роль элемента, способствующего отводу теплого воздуха, образованного в компрессоре агрегата во время сжатия газа. Охлаждение решетки также основывается на конвективных механизмах. Именно по этой причине не рекомендуется загромождать пространство позади холодильника. Ведь только в таком случае охлаждение может происходить без затруднений.

Другие примеры конвекции можно заметить, наблюдая за таким природным явлением, как движение ветра. Нагреваясь над засушливыми континентами и охлаждаясь над местностью с более суровыми условиями, потоки воздуха начинают вытеснять друг друга, что приводит к их движению, а также перемещению влаги и энергии.

На конвекции завязана возможность парения птиц и планеров. Менее плотные и более теплые воздушные массы при неравномерном нагревании у поверхности Земли приводят к образованию восходящих потоков, что способствует процессу парения. Для преодоления максимальных расстояний без затраты сил и энергии птицам требуется умение находить подобные потоки.

Хорошие примеры конвекции – образование дыма в дымоходах и вулканических кратерах. Перемещение дыма вверх основано на его более высокой температуре и низкой плотности по сравнению с окружающей средой. При остывании дым постепенно оседает в нижние слои атмосферы. Именно по этой причине промышленные трубы, посредством которых происходит выброс вредных веществ в атмосферу, делают максимально высокими.

Наиболее распространенные примеры конвекции в природе и технике

Среди наиболее простых, доступных для понимания примеров, которые можно наблюдать в природе, быту и технике, следует выделить:

• движение воздушных потоков во время работы бытовых батарей отопления;
• образование и движение облаков;
• процесс движения ветра, муссонов и бризов;
• смещение тектонических земных плит;
• процессы, которые приводят к свободному газообразованию.

Приготовление пищи

Все чаще явление конвекции реализуется в современных бытовых приборах, в частности в духовых шкафах. Газовый шкаф с конвекцией позволяет готовить разные блюда одновременно на отдельных уровнях при различной температуре. При этом полностью исключается смешение вкусов и запахов.

Нагрев воздуха в традиционном духовом шкафу основывается на работе единственной горелки, что приводит к неравномерному распределению тепла. За счет целенаправленного перемещения горячих потоков воздуха при помощи специализированного вентилятора блюда в конвекционном духовом шкафу получаются более сочными, лучше пропекаются. Такие устройства быстрее нагреваются, что позволяет уменьшить время, требуемое на приготовление пищи.

Естественно, для хозяек, которые готовят в духовом шкафу всего лишь несколько раз в год, бытовой прибор с функцией конвекции нельзя назвать техникой первой необходимости. Однако для тех, кто не может жить без кулинарных экспериментов, такое устройство станет просто незаменимым на кухне.

Надеемся, представленный материал оказался полезным для вас. Всего доброго!

Примеры теплопередачи в природе, в быту

Тепловая энергия является термином, который мы используем для описания уровня активности молекул в объекте. Повышенная возбужденность, так или иначе, связана с увеличением температуры, в то время как в холодных объектах атомы перемещаются намного медленней.

Примеры теплопередачи можно встретить повсюду — в природе, технике и повседневной жизни.

Примеры передачи тепловой энергии

Самым большим примером передачи тепла является солнце, которое согревает планету Земля и все, что на ней находится. В повседневной жизни можно встретить массу подобных вариантов, только в гораздо менее глобальном смысле. Итак, какие же примеры теплопередачи можно наблюдать в быту?

Вот некоторые из них:

• Газовая или электрическая плита и, например, сковорода для жарки яиц.
• Автомобильные виды топлива, такие как бензин, являются источниками тепловой энергии для двигателя.
• Включенный тостер превращает кусок хлеба в тост. Это связано с лучистой тепловой энергией тоста, который вытягивает влагу из хлеба и делает его хрустящим.
• Горячая чашка дымящегося какао согревает руки.
• Любое пламя, начиная от спичечного пламени и заканчивая массивными лесными пожарами.
• Когда лед помещают в стакан с водой, тепловая энергия из воды его плавит, то есть сама вода является источником энергии.
• Система радиатора или отопления в доме обеспечивает тепло в течение долгих и холодных зимних месяцев.
• Обычные печи являются источниками конвекции, в результате чего помещенный в них пищевой продукт нагревается, и запускается процесс приготовления.
• Примеры теплопередачи можно наблюдать и в своем собственном теле, взяв в руку кусочек льда.
• Тепловая энергия есть даже внутри у кошки, которая может согреть колени хозяина.

Тепло — это движение

Тепловые потоки находятся в постоянном движении. Основными способами их передачи можно назвать конвенцию, излучение и проводимость. Давайте рассмотрим эти понятия более подробно.

Что такое проводимость?

Возможно, многие не раз замечали, что в одном и том же помещении ощущения от прикосновения с полом могут быть совершенно разные. Приятно и тепло ходить по ковру, но если зайти в ванную комнату босыми ногами, ощутимая прохлада сразу дает чувство бодрости. Только не в том случае, где есть подогрев полов.

Так почему же плиточная поверхность мерзнет? Это все из-за теплопроводности. Это один из трех типов передачи тепла. Всякий раз, когда два объекта различных температур находятся в контакте друг с другом, тепловая энергия будет проходить между ними. Примеры теплопередачи в этом случае можно привести следующие: держась за металлическую пластину, другой конец которой будет помещен над пламенем свечи, со временем можно почувствовать жжение и боль, а в момент прикосновения к железной ручке кастрюли с кипящей водой можно получить ожог.

Факторы проводимости

Хорошая или плохая проводимость зависит от нескольких факторов:

• Вид и качество материала, из которого сделаны предметы.
• Площадь поверхности двух объектов, находящихся в контакте.
• Разница температур между двумя объектами.
• Толщина и размер предметов.

В форме уравнения это выглядит следующим образом: скорость передачи тепла к объекту равна теплопроводности материала, из которого изготовлен объект, умноженной на площадь поверхности в контакте, умноженной на разность температур между двумя объектами и деленной на толщину материала. Все просто.

Примеры проводимости

Прямая передача тепла от одного объекта к другому называются проводимостью, а вещества, которые хорошо проводят тепло, называются проводниками. Некоторые материалы и вещества плохо справляются с этой задачей, их называют изоляторами. К ним относят древесину, пластмассу, стекловолокно и даже воздух. Как известно, изоляторы фактически не останавливают поток тепла, а просто его замедляют в той или иной степени.

Конвекция

Такой вид теплопередачи, как конвекция, происходит во всех жидкостях и газах. Можно встретить такие примеры теплопередачи в природе и в быту. Когда жидкость нагревается, молекулы в нижней части набирают энергию и начинают двигаться быстрее, что приводит к уменьшению плотности. Теплые молекулы текучей среды начинают двигаться вверх, в то время как охладитель (более плотная жидкость) начинает тонуть. После того как прохладные молекулы достигают дна, они опять получают свою долю энергии и снова стремятся к вершине. Цикл продолжается до тех пор, пока существует источник тепла в нижней части.

Примеры теплопередачи в природе можно привести следующие: при помощи специального оборудованной горелки теплый воздух, наполняя пространство воздушного шара, может поднять всю конструкцию на достаточно большую высоту, все дело в том, что теплый воздух легче холодного.

Излучение

Когда вы сидите перед костром, вас согревает исходящее от него тепло. То же самое происходит, если поднести ладонь к горящей лампочке, не дотрагиваясь до нее. Вы тоже почувствуете тепло. Самые крупные примеры теплопередачи в быту и природе возглавляет солнечная энергия. Каждый день тепло солнца проходит через 146 млн. км пустого пространства вплоть до самой Земли. Это движущая сила для всех форм и систем жизни, которые существуют на нашей планете сегодня. Без этого способа передачи мы были бы в большой беде, и мир был бы совсем не тот, каким мы его знаем.

Излучение — это передача тепла с помощью электромагнитных волн, будь то радиоволны, инфракрасные, рентгеновские лучи или даже видимый свет. Все объекты излучают и поглощают лучистую энергию, включая самого человека, однако не все предметы и вещества справляются с этой задачей одинаково хорошо. Примеры теплопередачи в быту можно рассмотреть при помощи обычной антенны. Как правило, то, что хорошо излучает, также хорошо и поглощает. Что касается Земли, то она принимает энергию от солнца, а затем отдает ее обратно в космос. Эта энергия излучения называется земной радиацией, и это то, что делает возможной саму жизнь на планете.

Примеры теплопередачи в природе, быту, технике

Передача энергии, в частности тепловой, является фундаментальной областью исследования для всех инженеров. Излучение делает Землю пригодной для обитания и дает возобновляемую солнечную энергию. Конвекция является основой механики, отвечает за потоки воздуха в зданиях и воздухообмен в домах. Проводимость позволяет нагревать кастрюлю, всего лишь поставив ее на огонь.

Многочисленные примеры теплопередачи в технике и природе очевидны и встречаются повсюду в нашем мире. Практически все из них играют большую роль, особенно в области машиностроения. Например, при проектировании системы вентиляции здания инженеры высчитывают теплоотдачу здания в его окрестностях, а также внутреннюю передачу тепла. Кроме того, они выбирают материалы, которые сводят к минимуму или максимизируют передачу тепла через отдельные компоненты для оптимизации эффективности.

Испарение

Когда атомы или молекулы жидкости (например, воды) подвергаются воздействию значительного объема газа, они имеют тенденцию самопроизвольно войти в газообразное состояние или испариться. Это происходит потому, что молекулы постоянно движутся в разных направлениях при случайных скоростях и сталкиваются друг с другом. В ходе этих процессов некоторые из них получают кинетическую энергию, достаточную для того, чтобы отталкиваться от источника нагревания.

Однако не все молекулы успевают испариться и стать водяным паром. Все зависит от температуры. Так, вода в стакане будет испаряться медленнее, чем в нагреваемой на плите кастрюле. Кипение воды значительно увеличивает энергию молекул, что, в свою очередь, ускоряет процесс испарения.

Основные понятия

• Проводимость — это передача тепла через вещество при непосредственном контакте атомов или молекул.
• Конвекция — это передача тепла за счет циркуляции газа (например, воздуха) или жидкости (например, воды).
• Излучение — это разница между поглощенным и отраженным количеством тепла. Эта способность сильно зависит от цвета, черные объекты поглощают больше тепла, чем светлые.
• Испарение — это процесс, при котором атомы или молекулы в жидком состоянии получают достаточно энергии, чтобы стать газом или паром.
• Парниковые газы — это газы, которые задерживают тепло солнца в атмосфере Земли, производя парниковый эффект. Выделяют две основные категории — это водяной пар и углекислый газ.
• Возобновляемые источники энергии — это безграничные ресурсы, которые быстро и естественно пополняются. Сюда можно отнести следующие примеры теплопередачи в природе и технике: ветры и энергию солнца.
• Теплопроводность — это скорость, с которой материал передает тепловую энергию через себя.
• Тепловое равновесие — это состояние, в котором все части системы находятся в одинаковом температурном режиме.

Применение на практике

Многочисленные примеры теплопередачи в природе и технике (картинки выше) указывают на то, что эти процессы должны быть хорошо изучены и служили во благо. Инженеры применяют свои знания о принципах передачи тепла, исследуют новые технологии, которые связаны с использованием возобновляемых ресурсов и являются менее разрушительными для окружающей среды. Ключевым моментом является понимание того, что перенос энергии открывает бесконечные возможности для инженерных решений и не только.

13 примеров конвекции в повседневной жизни – StudiousGuy

Конвекция относится к процессу передачи тепла или энергии через жидкость (газ или жидкость) от высокой температуры к низкой температуре. Конвекция — один из трех видов теплопередачи; два других — излучение и проводимость. Теплопроводность относится к передаче тепла между телами, находящимися в физическом контакте; тогда как при излучении энергия излучается в виде электромагнитных волн.

Движение молекул в жидкостях является причиной конвективного переноса тепла. Движение молекул увеличивается, когда температура молекул увеличивается; в результате молекулы стремятся удалиться друг от друга. Движение молекул отвечает за передачу тепла.

Если вы посмотрите вокруг, то заметите, что конвекция играет важную роль в повседневной жизни. В этой статье мы собираемся обсудить реальные примеры конвекции, которые весьма интересны.

1. Бриз

Образование морского и сухопутного бриза являются классическими примерами конвекции. Согласно определению конвекции, молекулы с более высокой температурой вытесняют молекулы с более низкой температурой. Точно так же днем ​​поверхность суши у моря теплее, чем вечером. Конвекция заставляет воздух, находящийся ближе к поверхности земли, нагреваться и, следовательно, подниматься вверх. Этот теплый воздух у земли легко заменяется прохладным воздухом, что приводит к «морскому бризу». Когда наступает ночь, склонность земли к охлаждению больше. Однако воздух над морской водой теплый и поэтому поднимается вверх. Как только этот воздух поднимается вверх, его заменяет прохладный воздух с суши, который обычно называют «сухопутным бризом».

2. Кипячение воды

При кипячении воды начинает действовать конвекция. Происходит то, что холодная вода внизу нагревается от энергии горелки и поднимается вверх. По мере того, как горячая вода поднимается, холодная вода устремляется ей на смену, что приводит к круговому движению.

3. Кровообращение у теплокровных млекопитающих

Возможно, вы удивитесь, узнав, что теплокровные животные используют конвекцию для регулирования температуры тела. Человеческое сердце представляет собой насос, а кровообращение в организме человека является примером принудительной конвекции. Тепло, выделяемое клетками тела, передается воздуху или воде, обтекающей кожу.

4. Кондиционер

В жаркий летний день кондиционеры используются постоянно. Процесс охлаждения воздуха в кондиционерах основан на принципе конвекции. Холодный воздух выпускается кондиционерами. Теперь этот холодный воздух плотнее теплого воздуха, и, следовательно, он тонет. Теплый воздух, будучи менее плотным, поднимается вверх и всасывается кондиционером. В результате создается конвекционный ток и охлаждается помещение.

5. Радиатор

Даже радиаторы работают по принципу конвекции. Как и в приведенном выше примере с кондиционерами, радиаторы также работают аналогичным образом. В радиаторах нагревательный элемент располагается внизу. Холодный воздух, будучи плотным, опускается и попадает в радиатор; он нагревается и освобождается. Горячий воздух заменяет пространство, оставленное холодным воздухом. Поэтому создается конвекционный ток.

6. Холодильник

Принцип работы холодильников очень похож на принцип работы кондиционеров. Морозильная камера, в случае с холодильниками, располагается вверху. Как было сказано выше, теплый воздух, будучи менее плотным, поднимается вверх и, следовательно, охлаждается морозильной камерой. Теперь этот холодный воздух, будучи более плотным, опускается вниз и, таким образом, охлаждает нижнюю часть холодильника.

7. Поппер с горячим воздухом

Попкорн с горячим воздухом, который используется для приготовления попкорна, также использует принцип конвекции. Поппер с горячим воздухом имеет вентилятор, вентиляционное отверстие и нагревательный элемент. Когда поппер включен, вентилятор нагнетает воздух на нагревательный элемент через вентиляционное отверстие. Нагревательный элемент, в свою очередь, нагревает воздух; который потом поднимается. Над нагревательным элементом размещаются зерна попкорна. Ядра нагреваются, когда горячий воздух поднимается; следовательно, что приводит к лопанию ядер.

8. Воздушный шар

Воздушные шары способны подниматься вверх благодаря принципу конвекции. Возможно, вы видели нагреватель у основания воздушного шара. Этот нагреватель нагревает воздух, который движется вверх. Горячий воздух, который поднимается вверх, попадает внутрь воздушного шара и, следовательно, заставляет воздушный шар тоже подниматься вверх. Когда необходимо приземлиться на воздушном шаре, пилот выпускает часть горячего воздуха. Холодный воздух заменяет выпущенный горячий воздух; следовательно, воздушный шар опускается.

9. Горячий напиток

Кто не любит чашку горячего кофе в зимний день? Знаете ли вы, что выделение тепла от дымящейся горячей чашки кофе также происходит по принципу конвекции? Вы могли часто наблюдать пар, выходящий из чашки горячего кофе. Пар в виде теплого воздуха поднимается вверх из-за тепла жидкости. Этот пар передается воздуху.

10. Дожди и грозы

Можно даже наблюдать роль конвекции при осадках и грозах. Посмотрим как? Облака образуются, когда вода в океане нагревается и поднимается вверх. Эти капли теплой воды, в свою очередь, насыщаются, что приводит к образованию облаков. Маленькие облака, которые образуются в результате этого процесса, сталкиваются друг с другом, образуя более крупные облака. Эти большие облака, которые обычно называют кучево-дождевыми, вызывают дожди и грозы.

11. Двигатели с воздушным охлаждением

Двигатели транспортных средств охлаждаются водяными рубашками. Длительная работа двигателей приводит к нагреву воды в водяной рубашке/водяных трубах, окружающих двигатель. Чтобы двигатель работал, вода должна быть охлаждена. Когда вода нагревается, она начинает течь по трубам вокруг двигателя. Когда теплая вода течет по этим трубам, она охлаждается вентиляторами. Эти вентиляторы также присутствуют в трубах. Как только вода остывает, она возвращается в двигатель; следовательно, подчиняясь самому принципу конвекции и охлаждения двигателя.

12. Таяние льда

Таяние льда — еще один пример конвекции. Температура поверхности или границы льда повышается по мере обдува поверхности теплым воздухом; или вода, имеющая более высокую температуру по сравнению со льдом, течет под ним. При изменении температуры поверхности или границы льда лед тает. Подобным образом замороженный материал оттаивает, если его держать в воде.

13. Конвекционная печь

Кто не любит пирожные и печенье? Но знаете ли вы, что в большинстве духовок используется принцип конвекции? В конвекционных печах используется принудительная конвекция. При нагревании молекулы, присутствующие в воздухе, также нагреваются и начинают двигаться. Пища внутри духовки готовится благодаря этому теплому воздуху.

Источники изображений

• free-online-private-pilot-ground-school.com
• суброгацияrecoverylawblog.com
• Flowvella.com
• bestheating.com
• 3.bp.blogspot.com
• i5.walmartimages.ca
• Cradle-cfd.com
• slideplayer.com
• изображения-na.ssl-images-amazon.com
• inabottle.it
• icestories.exploratorium.edu
• ffden-2.phys.uaf.edu

Примеры конвекции

Конвекция возникает, когда тепло передается через газ или жидкость более горячим материалом, движущимся в более холодную область. Узнайте, что такое конвекция на самом деле, и рассмотрите несколько примеров этого явления.

пример конвекции

Реклама

Что такое конвекция?

Прежде чем рассматривать примеры, важно понять определение конвекции, чтобы вы понимали, что такое конвекция на самом деле. Конвекция — это передача тепла, связанная с движением, которое происходит внутри жидкости из-за подъема более горячих материалов в сочетании с опусканием более холодных материалов. Это происходит потому, что более горячие материалы имеют меньшую плотность, чем более холодные.

В метеорологии конвекцией называется перенос тепла и других атмосферных свойств за счет движения масс воздуха, особенно в восходящем направлении. В геологии это медленное движение материала под земной корой. Некоторая конвекция создана человеком.

Повседневные примеры конвекции

В повседневной жизни существует множество примеров конвекции, в том числе несколько обычных бытовых явлений.

• кипящая вода — Когда вода закипает, тепло от горелки переходит в кастрюлю, нагревая воду на дне. Эта горячая вода поднимается, а более холодная вода движется вниз, чтобы заменить ее, вызывая круговое движение.
• радиатор — Радиатор выпускает теплый воздух сверху и втягивает более холодный воздух снизу.
• дымящаяся чашка горячего чая — Пар, который вы видите, когда пьете чашку горячего чая, указывает на то, что тепло передается воздуху.
• таяние льда — Лед тает, потому что тепло передается льду из воздуха. В результате лед превращается из твердого в жидкое.
• размораживание замороженных продуктов — Замороженные продукты быстрее оттаивают под холодной проточной водой, чем если их поместить в воду. Это связано с тем, что под действием проточной воды тепло передается пище быстрее, чем если бы замороженный продукт был помещен в стоячую воду.
• принудительная конвекция — Когда для облегчения конвекции используется вентилятор, насос или всасывающее устройство, возникает принудительная конвекция. Повседневные примеры этого можно увидеть в кондиционировании воздуха, центральном отоплении, автомобильном радиаторе, использующем жидкость, или конвекционной печи.

Примеры конвекции в метеорологии

Многие погодные условия являются результатом конвекции. С точки зрения метеорологии конвекция — это просто восходящее движение воздуха в атмосфере. Звучит достаточно просто, но при определенных условиях это может привести к суровым погодным условиям.

• конвективные облака — Когда в воздухе много влаги, конвекционные потоки уносят эту влагу в небо, образуя конвективные облака. Когда капли накапливаются в облаках в достаточной степени, результатом будут осадки в виде конвективной грозы.
• линии шквала — Линия шквала является разновидностью конвективной грозы. Этот тип конвективного явления вызывает череду гроз, сопровождаемых сильным ветром и ливневым дождем.
• суперячейка — Суперячейка представляет собой более сильную форму конвективной грозы. Этот тип шторма обычно длится в течение длительного периода времени (час или дольше) и имеет высокую вероятность образования опасных торнадо.

Реклама

Примеры конвекции, связанной с движением воздуха

Хотя конвекция наблюдается реже, чем повседневные примеры конвекции, происходящей дома и при погодных явлениях, существует ряд других примеров конвекции, связанной с движением воздуха.

• воздушный шар — Обогреватель внутри воздушного шара нагревает воздух, заставляя воздух двигаться вверх. Это заставляет воздушный шар подниматься, потому что горячий воздух попадает внутрь. Когда пилот хочет снизиться, человек выпускает часть горячего воздуха. Его место занимает холодный воздух, заставляя воздушный шар опускаться.
• эффект дымохода — Эффект дымохода, также называемый эффектом дымохода, представляет собой движение воздуха внутрь и наружу зданий, дымоходов или других объектов из-за плавучести. В этом случае плавучесть относится к различной плотности воздуха между воздухом внутри и воздухом снаружи. Выталкивающая сила увеличивается из-за большей высоты конструкции и большей разницы между уровнем нагрева внутреннего и наружного воздуха.

Примеры конвекции, относящиеся к геологии

Хотя влияние геологической конвекции нельзя наблюдать в режиме реального времени, она сильно влияет на мир природы. Ряд природных явлений связан с конвекцией, связанной с геологией.

• мантийная конвекция — Каменистая мантия Земли движется медленно из-за конвекционных течений, переносящих тепло из недр Земли на поверхность. Это причина того, что тектонические плиты постепенно движутся вокруг Земли. Горячий материал добавляется на растущие края пластины, а затем охлаждается. На краях потребления материал становится плотным, сжимаясь от тепла, и погружается в землю в океанской впадине. Это провоцирует образование вулканов.
• гравитационная конвекция — Поскольку пресная вода плавает в соленой воде, сухая соль диффундирует вниз во влажную почву. Это пример гравитационной конвекции.

• океаническая циркуляция — Конвекция заставляет океаны постоянно циркулировать по всему миру. Теплая вода вокруг экватора циркулирует к полюсам, а более холодная вода на полюсах движется к экватору.

Реклама

Конвекция, связанная со звездами

Хотя звезды не находятся ниже поверхности земли, вы также можете увидеть принципы конвекции в действии при рассмотрении конвекции, связанной со звездами, которую также можно назвать звездной конвекцией. У звезды есть конвекционная зона, где энергия перемещается за счет конвекции. За пределами активной зоны находится зона излучения, в которой движется плазма. Конвекционный ток образуется, когда плазма поднимается, а охлажденная плазма опускается.

Понимание конвекции

Эти различные примеры конвекции показывают, как конвекция происходит во многих антропогенных и природных явлениях. Теперь, когда вы знакомы с примерами конвекции, рассмотрите возможность расширения своих знаний о связанных с ней научных явлениях. Начните с изучения десяти примеров конденсации, распространенных в реальной жизни.

Штатный писатель

• средняя школа
• старшая школа
• колледж

Статьи по теме

• Примеры тепловой энергии

  Теплота и тепловая энергия — это термины, которые мы используем для описания уровня активности молекул.