Innhold
- Grunnleggende om konveksjon
- Naturlig og tvungen konveksjon
- Konveksjonsceller
- Konveksjonsceller i atmosfæren
- Andre konveksjonsceller
En konveksjonscelle er et system der en væske blir varmet, mister tetthet og blir tvunget inn i et område med større tetthet. Syklusen gjentas og et bevegelsesmønster dannes. Konveksjonsceller i jordens atmosfære er ansvarlige for blåser av vind, og kan finnes i en rekke andre natur- og menneskeskapte fenomener.
Grunnleggende om konveksjon
Konveksjon, sammen med ledning og stråling, er en av de tre metodene for varmeoverføring. Konveksjon skjer gjennom selve bevegelsen av materie. Dette betyr at konveksjon bare kan finne sted i gasser, væsker og plasma - ikke fast materiale. Et godt eksempel på konveksjon er i en luftballong. Når luften i ballongen blir oppvarmet, sprer molekylene den er sammensatt av. Dette fører til en økning i luftets volum, noe som fører til en reduksjon i tetthet. Tett materie går over i mindre tett materie når det har en sjanse. Den varme luften i ballongen skyves oppover av den kjøligere luften i den omkringliggende atmosfæren, og tar ballongen med seg.
Naturlig og tvungen konveksjon
Naturlig konveksjon finner sted når bevegelsen helt og holdent skyldes tetthetsforskjeller mellom varm og kald materie. Tvangskonveksjon skjer når en annen kraft, for eksempel en vifte eller pumpe, bidrar til bevegelsen.
Konveksjonsceller
Det kreves en varmekilde for at det dannes en konveksjonscelle. Væske varmes opp av varmekilden og skyves vekk. Væsken begynner da å miste varmen, og avkjøles uunngåelig. Denne kjøligere, tettere materien tvinges tilbake mot den opprinnelige varmekilden av strømmen av nyoppvarmet materiale. Et bevegelsessystem, kalt en konveksjonscelle. Væsken vil fortsette å bevege seg så lenge varmekilden er til stede.
Konveksjonsceller i atmosfæren
Konveksjonsceller forekommer i jordas atmosfære på både små og store skalaer. En havbris, for eksempel, kan være et resultat av en konveksjonscelle. Vann holder varmen bedre enn land. Dette betyr at når solen står opp, varmer luften på land raskere enn luften over vannet. Det dannes et område med lav tetthet over landet. Luft med høyere tetthet fra vannet søker å erstatte den, og skaper en havbris. Om natten skjer det samme, men omvendt. I større skala varmes luft opp av høyere temperaturer ved ekvator, stiger og sprer seg nord og sør mot polene, der den blir avkjølt.
Andre konveksjonsceller
Konveksjonsceller er ansvarlige for at makaroni stiger og synker i en gryte med kokende vann. En av kreftene som bidrar til at lava bryter ut fra en vulkan er konveksjon. Konveksjonsceller kan til og med finnes på solen.