Konwekcja- prosty temat, który stawia wielu ludziom wiele problemów. Pomyślałem, że dobrze byłoby wytłumaczyć na czym to zjawisko polega, ponieważ spotykamy się z nim dość często, zaczynając od skali astronomicznej (prądy konwekcyjne w gwiazdach), schodząc na naszą Ziemię, gdzie konwekcja odgrywa wielką rolę w kształtowaniu powierzchni Ziemi, kończąc na gotowaniu wody w czajniku. Sam proces polega na przekazywaniu ciepła (tutaj kolejny problem, czym jest ciepło, ale o tym później) przez cząsteczki. Przez konwekcje można rozumieć ruch całości materii wywołany różnicą temperatur, co prowadzi do przenoszenia ciepła. Mówiąc o cieple mówimy o szybkości drgań i ruchu cząsteczki. Im cząsteczka szybciej się porusza, bardziej drga i częściej zderza się z innymi mówimy, że jest "cieplejsza" od innych cząstek. Dlatego np. w temperaturze 0 stopni Celsjusza woda zamarza, ponieważ cząsteczki wody zwalniają do tego stopnia, że zaczynają zestalać się ze sobą w kryształy lodu, natomiast przy 100 stopniach Celsjusza, cząsteczki kręcą się/ zderzają/ poruszają się tak szybko i z taką energią, że odbijając się od siebie "wypadają" z cieczy przechodząc w parę.
Co do konwekcji wynika ona z faktu istnienia tzw. prądu konwekcyjnego. Powstaje on na skutek różnicy gęstości między obszarami o różnej temperaturze. Często mamy problem ze zrozumieniem, skąd różnica w gęstości np. w garnku z wodą, którą gotujemy. Musimy pamiętać, że wynika ona z tego, że w różnych temperaturach, różne substancje mają różną gęstość. Wyjaśnię to na przykładzie gotowania wody.
Załóżmy, że do garnka wlewamy wodę o temperaturze 10 stopni Celsjusza. Ma ona w tedy gęstość 999,7026 kg/m3. Podczas podgrzewania cząsteczki zaczynają przyspieszać, a gęstość malec, dlatego woda, znajdująca się na dnie naczynia osiąga pierwsza wyższą temperaturę, na skutek czego spada jej gęstość. Ponieważ spada gęstość ta część wody zaczyna się unosić do góry. Załóżmy, że woda ma temperaturę około 80 stopni Celsjusza na spodzie garnka i na skutek ochładzania przy powierzchni ma około 60 stopni Celsjusza. W tym momencie woda chłodniejsza ma gęstość wyższą od wody cieplejszej i zaczyna opadać na dno garnka, gdzie ponownie się ogrzeje, a woda, która jest cieplejsza unosi się, by znowu ostygnąć i wrócić na dno. Po pewnym czasie w naszym garnku tworzy się tzw. komórką konwekcyjna- czyli w miarę jednolity i stały tor, po którym porusza się woda o różnych temperaturach. Z komórkami takimi spotykamy się również w przyrodzie. Czasami patrząc na chmury widzimy, że są ułożone one w jednolitych pasach- powstają tak one ponieważ między pasami tworzą się rolki, które są komórkami konwekcyjnymi "trzymającymi" chmury w określonym położeniu.
Jeśli chodzi o ruch tektoniczny, również wywołany jest on konwekcją w płaszczu Ziemi. Gazy, materia ogrzewa się ciepłem jądra Ziemi, dzięki czemu po czasie zostaje owa materia wypychana w kierunku płaszcza Ziemi. Ponieważ z reguły nie znajduje ta materia ujścia (np. wulkanu) oddaje ona ciepło płaszczowi, wprawiając go w ruch, co może prowadzić do jego rozrywania albo wypuklenia (tworzenie się pasm górskich). Gdy materia odda wystarczająco dużo ciepła wraca z powrotem do wnętrza Ziemi, by po kolejnym okresie ogrzewania powrócić.
***
Convection-simple theme that puts a lot of problems. I thought it would be good to explain what this phenomenon is, as we meet with him quite often, starting with the astronomical scale (convection currents in the stars), going down to our earth, where convection plays a major role in shaping the Earth's surface, ending with boiling water in the kettle. The process itself involves the transfer of heat (another problem here, what is heat, but more on that later) by the particles. By convection it can be understood like a full motion of matter caused by temperature difference, which leads to heat transfer. Using "heat" we are talking about the speed of vibration and motion of the molecule. The particle is moving faster and they have more vibration and more often collides with the other, when they're "hotter" than other particles. So for example, at 0 degrees Celcjus water freezes, because the water molecules slow down to the "line" when they begin to solidify together in ice crystals. While at 100 degrees Celsius, the particles are spinning / collide / move so quickly and with such energy that the bouncing off each other it could making "fall out" of the liquid passing into steam.
As for the convection, it follows from the existence of the so-called. convection current. It arises due to the difference in density between areas of different temperatures. We often have trouble understanding where the difference in density, eg in a pot with water, you cook. We must remember that it results from the fact that at different temperatures, different substances have different densities. Let me explain with an example boiling water.
Suppose you pour water into a pot temperature of 10 degrees Celsius. It is then the density of 999.7026 kg/m3. During the heating, molecule begins to moving faster, and the density of the water on the bottom getting higher temperature first, with the result that its density decreases. As the density decreases some of the water begins to float to the top. Assume that the water has a temperature of about 80 degrees Celsius at the bottom of the pot, and as a result of cooling at the surface is about 60 degrees Celsius. At this point the water cooler has a density higher than the warmer water and begins to fall to the bottom of the pot, where it is heated again and the water that is warmer rises to cool down again and go back to the bottom. After some time, in our so-called pot are created. convection cell, which is as uniform and continuous track, after which the water moves at different temperatures. From these cells we also encounter in nature. Sometimes looking at the clouds, we see that they are arranged in a single lane, so they are formed between the belts formed as rollers, convection cells that are "holding the" cloud in a particular position.
When it comes to tectonic movement, it is also caused by convection in the mantle of the Earth. Gases, matter is heated into Earth's core, so that over time this matter is pushed toward the Earth's mantle. The heated material is not output (eg volcano) gives a warm into surface od Earth setting it in motion, which can lead to tearing or outgrowths (formation of mountain ranges). When the matter will give enough heat it's returns to the Center of the Earth.
very sorry for my broken English, but I try to do my best.
Brak komentarzy:
Prześlij komentarz