În cazul în care mâna pentru a aduce becurile activate sau palma plasate pe placa fierbinte, se poate simți mișcarea fluxurilor de aer cald. Același efect poate fi observat când foaie de hârtie oscilație plasată peste o flacără deschisă. Ambele efecte sunt explicate prin convectie.
Ce este?
Baza fenomenului de convectie se extinde materie mai rece în contact cu masele calde. În aceste condiții, substanța care trebuie încălzită pierde densitatea și devine mai ușoară decât spațiul rece din jur. Cel mai precis acest fenomen caracteristic corespunde mișcării fluxurilor de căldură pentru încălzirea apei.
mișcarea moleculară în direcții opuse sub influența căldurii - aceasta este exact ceea ce este baza de convecția. Radiații, de conducere și de a efectua un proces similar, dar se referă în primul rând la transferul de căldură în solide.
exemple notabile de convecție - circulația aerului cald în mijlocul camerei cu dispozitivele de încălzire atunci când fluxurile încălzite trece la tavan și aer rece cade pe podea de suprafață. De aceea, atunci când încălzirea aerul din cameră mai cald decât partea inferioară a camerei.
legea lui Arhimede, și expansiunea termică a corpului fizic
Pentru a înțelege ce este o convecție naturală, procesul este suficient să se ia în considerare exemplul legii lui Arhimede și fenomenul de expansiune a organismelor sub influența radiațiilor termice. Astfel, conform legii, o creștere a temperaturii mărește volumele necesare de lichid. Lichidul încălzit în fundul containerelor situate deasupra, în timp ce umiditatea mai mare densitate, respectiv, este mutat mai jos. În cazul încălzirii de mai sus și un fluid mai puțin dens va rămâne în vigoare, în acest caz, fenomenul nu va avea loc.
Apariția conceptului de
Pentru prima dată termenul „convecție“, a fost propus de savantul englez William Prut încă în anul 1834. Este folosit pentru a descrie mișcarea masei termice în amestec se incalzeste, fluide în mișcare.
Primele studii teoretice ale fenomenului de convectie a început abia în 1916. In timpul experimentelor sa constatat că trecerea de la difuzie la convecția în fluidele încălzite cu fund are loc atunci când anumite valori critice de temperatură. Mai târziu, această valoare a primit definiție a „numărul de Roel." A fost numit astfel în onoarea cercetătorilor implicați în studiul său. Rezultatele experimentale au permis să explice mișcarea fluxului de căldură sub influența forței Arhimede.
tipuri de convectie
Convecția nu este posibilă în timpul încălzirii solidelor. Vina atracție reciprocă suficient de puternic de oscilație a particulelor. Ca urmare, structura solidă corpurile de încălzire nu apar convecție, radiație. Conductivitatea termică înlocuiește aceste fenomene în astfel de organisme și facilitează transferul de energie termică.
specii separate acte așa-numita convectie capilară. Procesul are loc atunci când temperatura se modifică în timpul curgerii fluidului prin conducte. În condiții naturale, valoarea unei astfel de convecție naturală și, împreună cu un forțată extrem de nesemnificativ. Cu toate acestea, în tehnologia spațială convecție capilară, radiație și conductivitate termică a materialelor sunt factori foarte importanți. Chiar și mișcările convective slabe în imponderabilitate duce la dificultăți de punere în aplicare unele probleme tehnice.
Convecție în straturi scoarța terestră
Din jurul straturilor de bază Pământului sunt litosferă și mantaua semilichidă. Stratul superior al globului este direct crusta. Lithosphere formate din plăci separate, care sunt în mișcare liberă, se deplasează de-a lungul suprafeței mantalei lichidului. În timpul încălzirii manta diferite porțiuni și roci inegale, care sunt compoziții diferite și densitate diferite, formarea curenților convectivi. A fost sub influența unor astfel de fluxuri există o transformare naturală a patului oceanului și sprijinind mișcarea continentelor.
Diferențele față de conducta de căldură prin convecție
Sub conductivitate termică trebuie să fie înțeleasă capacitatea organismelor de a transferul fizic de căldură prin mișcarea compușilor atomice și moleculare. Fier acționează conductori de căldură excelente, deoarece moleculele lor sunt în contact neîntrerupt unul cu celălalt. În contrast, substanțe volatile gazoase și ies în afară conductorii săraci de căldură.
Cum convectie? Fizica procesului se bazează pe transferul de căldură datorită liberei circulații a substanțelor moleculare în masă. La rândul său, conductivitatea termică este exclusiv în transferul de energie între particulele constituente ale corpului fizic. Cu toate acestea, unul și celălalt proces nu este posibilă fără prezența unor particule în suspensie.
fenomene exemple
Situat pe panoul din spate acționează frigider ca element grilaj care promovează retragerea de aer cald generat în unitatea compresor în timpul comprimării gazului. zăbrele de răcire, de asemenea, bazat pe mecanisme de convective. Din acest motiv, nu este recomandat să aglomerați spațiul din spatele frigiderului. Numai în acest caz, sistemul de răcire poate avea loc fără dificultate.
Alte exemple de convecție pot fi văzute prin observarea fenomenului naturale, cum ar fi mișcarea vântului. uscat incalzit peste continente și răcite pe teren cu condiții mai severe, fluxurile de aer începe să se deplaseze reciproc, ceea ce duce la mișcarea lor, iar mișcarea de umiditate și de energie.
Pe convectie legat posibilitatea de păsări extrem de ridicate și planoare. mase mai puțin dense și mai calde de aer, cu încălzire neuniformă la suprafața pământului conduce la formarea unor fluxuri ascendente care facilitează procesul de aburire. Pentru a depăși distanța maximă fără efort și energie păsările au nevoie de capacitatea de a găsi aceste fluxuri.
Exemple bune de convecție - formarea de fum în coșurile și cratere vulcanice. Mutarea în sus fumul se bazează pe temperatura mai ridicată și o densitate mai mică în comparație cu mediul. La fumul de răcire se stabilește treptat în atmosfera inferioară. Din acest motiv, conducte industriale, prin care există o emisie de substanțe nocive în atmosferă, ceea ce face posibil de mare.
Cele mai frecvente exemple de convecție în natură și tehnologie
Printre cele mai simple exemple, ușor de înțeles, care pot fi observate în natură, viața și tehnologia de zi cu zi, trebuie subliniat:
- mișcarea aerului în timpul funcționării fluxurilor de radiatoare de uz casnic;
- formarea și deplasarea norilor;
- proces de vânt mișcare, musonice și brizele;
- plăci tectonice de deplasare Pământ;
- Procesele care duc la gazeificarea liberă.
gătire
Din ce în ce, fenomenul de convecție se realizează în aparate moderne de uz casnic, în special în cuptoare. cabinet de convecție cu gaz permite de a găti diverse feluri de mâncare simultan pe niveluri separate la diferite temperaturi. În același timp, exclus complet amestec de gusturi și mirosuri.
încălzirea aerului într-un cuptor tradițional se bazează pe un singur arzător, ceea ce conduce la o distribuție inegală a căldurii. Datorită mișcarea intenționată a fluxului de aer cald cu ajutorul unui vas de ventilator dedicat într-un cuptor cu convecție sunt mai suculente, mai bine coapte prin intermediul. Astfel de dispozitive vor încălzi, reducând astfel timpul necesar pentru gătit.
În mod firesc, gospodinele care gătesc în cuptor de câteva ori pe an, un aparat de uz casnic cu funcție de convecție nu poate fi numit esențiale de tehnologie. Cu toate acestea, pentru cei care nu pot trăi fără experimente culinare, un astfel de dispozitiv ar fi pur și simplu indispensabil în bucătărie.
Sperăm că materialul prezentat a fost util pentru tine. Toate cele bune!