Ако приближите ръката си към включената крушкаили поставете длан върху гореща чиния, можете да усетите движението на топъл въздушен поток. Същият ефект може да се наблюдава при люлеене на лист хартия, поставен върху открит пламък. И двата ефекта се обясняват с конвекция.
Феноменът на конвекцията се основава на разширяването настудена материя, когато е в контакт с горещи маси. При такива обстоятелства нагрятата субстанция губи своята плътност и става по-лека в сравнение със заобикалящото студено пространство. Най-точно тази характеристика на явлението съответства на движението на топлинните потоци при нагряване на водата.
Движението на молекулите в противоположни посокипод влиянието на топлина - това е точно това, което е в основата конвекция. Радиационна, проводимост и изпълнява по подобен метод, но се отнасят предимно за трансфер на топлина в твърди вещества.
Ясни примери за конвекция - движещи се топливъздух в средата на стаята с радиатори, когато нагревателните потоци се придвижват към тавана, а студеният въздух се спуска към самата повърхност на пода. Ето защо, когато отоплението е включено в горната част на помещението, въздухът е значително по-топъл от долната част на помещението.
Да разберем какво е естественоконвекция, достатъчно е процесът да бъде разгледан чрез примера на действието на закона на Архимед и на феномена на разширяване на телата под въздействието на топлинната радиация. Така че, според закона, повишаването на температурата задължително води до увеличаване на обема на течността. Течността, загрята отдолу в резервоарите, се издига по-високо и влагата с по-голяма плътност, съответно, се движи по-ниско. В случай на нагряване от горе, все повече и по-малко гъсти течности ще останат на местата си, в който случай няма да има явление.
Терминът "конвекция" беше предложен за първи път от английския учен Уилям Прут през 1834 г. Използва се за описване на изместването на топлинните маси в нагрявани, движещи се течности.
Първите теоретични изследвания на феноменаконвекцията започна едва през 1916 г. В хода на експериментите беше установено, че преходът от дифузия към конвекция в течности, нагряти отдолу, възниква, когато се достигнат определени критични температурни стойности. По-късно тази стойност е определена като "Роел номер". То е кръстено на името на изследователя, който го е изучавал. Резултатите от експериментите позволиха да се обясни движението на топлинните потоци под влияние на силите на Архимед.
Конвекцията е невъзможна при нагряване на твърдите вещества. Всичко е виновен за силната взаимна привлекателност с вибрацията на твърдите частици. В резултат на нагряването на телата на твърда структура не се появяват конвекция и радиация. Термичната проводимост замества тези явления в такива тела и насърчава преноса на топлинна енергия.
Отделен поглед е т.наркапилярна конвекция. Има процес с падане на температурата по време на протичането на течността през тръбите. Природните условия значението на тази конвекция, както и естественото и принудителното, са несъществени. Въпреки това, в космическата технология капилярната конвекция, радиацията и топлопроводимостта на материалите стават много важни фактори. Дори най-слабите конвективни движения в условията на безтегловност водят до трудности при осъществяването на определени технически проблеми.
Процесите на конвекция са неразривно свързаниестествено образуване на газообразни вещества в дебелината на земната кора. Помислете за глобуса като сфера, състояща се от няколко концентрични слоя. В центъра има масивно горещо ядро, което е течна маса с висока плътност с желязо, никел и други метали.
Околните слоеве за ядрото на земята салитосфера и полутечна мантия. Горният слой на земното кълбо е пряко земната кора. Литосферата се формира от отделни пластини, които са в свободно движение, движещи се по повърхността на течния кожух. По време на неравномерното загряване на различни части на мантията и скалите, които се различават по различен състав и плътност, се образуват конвективни токове. Под въздействието на такива потоци е налице естествена трансформация на океанския под и движението на лагерните континенти.
Трябва да се разбира термичната проводимостСпособността на физическите тела да прехвърлят топлината чрез движението на атомните и молекулните съединения. Металите са отлични проводници на топлината, тъй като техните молекули са в неразглобяем контакт един с друг. Напротив, газообразните и летливи вещества действат като лоши топлинни проводници.
Как протича конвекцията? Физиката на процеса се основава на предаването на топлина, дължащо се на свободното движение на масата на молекулите на веществата. От своя страна топлопроводимостта се състои единствено в трансфера на енергия между съставните частици на физическото тяло. Обаче и двата процеса са невъзможни без наличието на частици от материята.
Намира се на гърба на хладилникаРешетката играе ролята на елемент, допринасящ за отстраняването на топлия въздух, генериран в компресора на уреда по време на компресиране на газ. Охлаждането на решетките също се основава на конвективни механизми. Поради тази причина не се препоръчва да затрупвате пространството зад хладилника. В крайна сметка само в този случай охлаждането може да се осъществи без затруднения.
Други примери за конвекция могат да се видят чрез наблюдениеЗа такъв естествен феномен като движението на вятъра. Затоплянето на сухи континенти и охлаждането на терена при по-тежки условия, въздушните потоци започват да се изместват, което води до тяхното движение, както и движението на влага и енергия.
Конвекцията свързва възможността за задържане на птици ибезмоторни самолети. По-малко плътни и по-топли въздушни маси с неравномерно нагряване на повърхността на Земята водят до образуване на възходящи потоци, което допринася за процеса на изкачване. За да се преодолеят максималните разстояния без изразходването на енергия и енергия, птиците се нуждаят от способността да намират подобни потоци.
Добри примери за конвекция са образуването на димкомините и вулканичните кратери. Преместването на дима се основава на по-високата му температура и по-ниската му плътност в сравнение с околната среда. При охлаждане димът постепенно се утаява в долните слоеве на атмосферата. Именно поради тази причина индустриалните тръби, през които в атмосферата се отделят вредни вещества, се правят възможно най-високо.
Сред най-простите, разбираеми примери, които могат да бъдат наблюдавани в природата, живота и технологията, трябва да се отбележи:
Все повече се осъществява феноменът на конвекциятасъвременни домакински уреди, по-специално в пещи. Газовият шкаф с конвекция позволява готвене на различни съдове едновременно на отделни нива при различни температури. В същото време смесването на вкусовете и миризмите е напълно изключено.
Отопление на въздух в традиционна фурнаВъз основа на работата на единична горелка, което води до неравномерно разпределение на топлината. Благодарение на целенасоченото движение на горещите въздушни потоци с помощта на специализиран вентилатор, съдовете в конвекционната фурна са по-сочни, по-добре печени. Такива устройства бързо се загряват, което ви позволява да намалите времето, необходимо за готвене.
Естествено, за домакините, които готвятпечката само няколко пъти в годината, един домакински уред с функция на конвекция не може да се нарече техника на първа необходимост. Но за тези, които не могат да живеят без кулинарни експерименти, такова устройство ще стане просто незаменима в кухнята.
Надяваме се, че представеният материал е полезен за вас. Всичко най-хубаво!
</ p>
