Inhoud
- Convectie Basics
- Natuurlijke en gedwongen convectie
- Convectiecellen
- Convectiecellen in de atmosfeer
- Andere convectiecellen
Een convectiecel is een systeem waarin een vloeistof wordt verwarmd, de dichtheid verliest en in een gebied met een grotere dichtheid wordt gedwongen. De cyclus herhaalt zich en er ontstaat een bewegingspatroon. Convectiecellen in de aardatmosfeer zijn verantwoordelijk voor het blazen van wind en kunnen worden gevonden in een verscheidenheid aan andere natuurlijke en door de mens veroorzaakte fenomenen.
Convectie Basics
Convectie, samen met geleiding en straling, is een van de drie methoden voor warmteoverdracht. Convectie vindt plaats door de feitelijke beweging van materie. Dit betekent dat convectie alleen kan plaatsvinden in gassen, vloeistoffen en plasma - geen vaste stoffen. Een goed voorbeeld van convectie is in een luchtballon. Terwijl de lucht in de ballon wordt verwarmd, verspreiden de moleculen waaruit deze is samengesteld zich. Dit leidt tot een toename van het luchtvolume, wat leidt tot een afname van de dichtheid. Dichte materie verplaatst zich naar minder dichte materie wanneer het een kans krijgt. De warme lucht in de ballon wordt omhooggeduwd door de koelere lucht van de omringende atmosfeer, waardoor de ballon wordt meegenomen.
Natuurlijke en gedwongen convectie
Natuurlijke convectie vindt plaats wanneer de beweging volledig te wijten is aan dichtheidsverschillen tussen warme en koude materie. Geforceerde convectie vindt plaats wanneer een andere kracht, zoals een ventilator of pomp, bijdraagt aan de beweging.
Convectiecellen
Een warmtebron is vereist om een convectiecel te vormen. Vloeistof wordt verwarmd door de warmtebron en wordt weggeduwd. De vloeistof begint dan warmte te verliezen en koelt onvermijdelijk af. Deze koelere, dichtere materie wordt teruggedrongen naar de initiële warmtebron door de stroom van nieuw verwarmde materie. Een bewegingssysteem vormt een convectiecel. De vloeistof blijft bewegen zolang de warmtebron aanwezig is.
Convectiecellen in de atmosfeer
Convectiecellen komen voor in de aardatmosfeer op zowel kleine als grote schalen. Een zeebriesje kan bijvoorbeeld het gevolg zijn van een convectiecel. Water houdt warmte beter vast dan land. Dit betekent dat wanneer de zon opkomt, de lucht op het land sneller opwarmt dan de lucht boven het water. Over het land vormt zich een gebied met een lage dichtheid. Lucht met een hogere dichtheid uit het water probeert het te vervangen, waardoor een zeebries ontstaat. 'S Nachts gebeurt hetzelfde, maar dan omgekeerd. Op grotere schaal wordt lucht verwarmd door hogere temperaturen op de evenaar, stijgt en verspreidt zich noord en zuid naar de polen, waar het wordt gekoeld.
Andere convectiecellen
Convectiecellen zijn verantwoordelijk voor het laten rijzen en zinken van de macaroni in een pot kokend water. Een van de krachten die bijdraagt aan het losbarsten van lava uit een vulkaan is convectie. Convectiecellen kunnen zelfs in de zon worden gevonden.