Pemindahan haba perolakan (dengan contoh)

The Pemindahan haba melalui perolakan Ia berlaku melalui pergerakan cecair, yang boleh menjadi gas atau cecair. Apabila ketumpatan berkurangan apabila suhu meningkat, massa cecair terpanas meningkat, sementara bahagian paling sejuk turun. Dengan cara ini terdapat pergerakan jisim cecair, di mana haba diangkut dari satu tempat ke tempat lain.

Ini adalah ciri yang membezakan perolakan memandu dan radiasi, kerana dalam perolakan selalu ada anjakan jisim bersih. Sebaliknya, radiasi tidak memerlukan medium material untuk menyebarkan dan dari segi penghantaran memandu, ia adalah disebabkan oleh perlanggaran berturut -turut antara atom dan molekul, tanpa pergerakan bersih.

Walau bagaimanapun, di peringkat atmosfera dan lautan, mudah bagi anjakan udara besar dan air besar berlaku. Itulah sebabnya perolakan adalah mekanisme pemindahan tenaga yang lebih penting dalam media ini, dan adalah yang sebahagian besarnya menentukan iklim bumi.

Di dapur rumah, anda dapat melihat mekanisme pemindahan haba. Cukup masukkan air ke dalam periuk. Bahagian bendalir yang paling dekat dengan api Hornilla dipanaskan, ketumpatannya berkurangan dan meningkat. Tempatnya diduduki oleh air yang lebih sejuk, yang turun ke bawah periuk.

[TOC]

Jenis perolakan

Apabila bahagian bendalir dipanaskan, molekulnya bergerak lebih cepat dan berlepas antara satu sama lain. Atas sebab itu cecair pada suhu yang lebih tinggi menjadi kurang padat dan mampu menaik dengan pengapungan, membawa haba dengannya.

Kemudian jisim cecair yang lebih sejuk menduduki tempat yang ditinggalkan oleh molekul menaik ini dan pertukaran berterusan ini menjana panggilan arus perolakan.

Ini dapat dicapai dalam dua cara: oleh perolakan semula jadi (percuma) atau oleh perolakan paksa. Begitu juga, kedua -dua bentuk perolakan hadir di sistem pemanasan pusat atau loji kuasa solar.

Boleh melayani anda: biofizik: sejarah, kajian, aplikasi, konsep, kaedah apa

Seterusnya, masing -masing terdiri daripada:

Perolakan semula jadi dan paksa

Dalam mekanisme ini, haba mengalir hanya terima kasih kepada fakta bahawa perbezaan suhu cecair yang dipersoalkan. Tanpa graviti tidak ada perolakan semula jadi.

Terdapat percubaan mudah di makmal yang membolehkan menggambarkan arus perolakan semulajadi apabila ia terbentuk di dalam air.

Paip kaca dilipat diperlukan dalam bentuk persegi atau segi empat tepat dan pewarna yang membuat arus menaik kelihatan. Ini biasanya kalium permanganat, yang pewarna air ungu atau titisan sejenis dakwat.

Sekarang salah satu sudut bawah paip dan ketumpatan bahagian air yang hanya pada api berkurangan dan naik, digantikan oleh bahagian air yang lebih sejuk.

Percubaan mudah untuk menggambarkan bagaimana arus perolakan terbentuk di dalam air. Sumber: f. Zapata.

Proses pertukaran berterusan antara air sejuk dan panas menjana arus perolakan yang bertentangan dengan jam, yang diperhatikan terima kasih kepada pewarna ungu, seperti yang ditunjukkan pada angka atas.

Cecair untuk beredar juga boleh dipaksa untuk menghantar haba, bukannya membiarkan arus perolakan secara semulajadi berlaku kerana perbezaan kepadatan.

Apabila perolakan berlaku terima kasih kepada cara luaran yang memacu cecair, seperti kipas atau pam, ia dipaksa perolakan. Cecair boleh dipaksa mengalir melalui paip, seperti dalam sistem pemanasan pusat rumah, radiator kereta atau di ruang yang lebih terbuka, terima kasih kepada kipas Aspas.

Boleh melayani anda: Undang -undang Lenz: Formula, Persamaan, Aplikasi, Contoh

Contoh pemindahan haba perolakan

Sistem pemanasan pusat

Sistem pemanasan pusat di rumah menggunakan pemindahan haba dengan perolakan di dalam air.

Untuk ini anda perlu mengedarkan air panas melalui paip di bawah lantai, dari dandang pusat. Dengan cara ini, air memindahkan air panas ke radiator atau pemanasan dan haba ini berlalu ke bilik, sementara air sejuk kembali ke dandang pemanasan untuk mengulangi kitaran.

Seperti yang dapat dilihat, kedua -dua perolakan semula jadi dan terpaksa hadir dalam mekanisme pemanasan pusat.

Radiator, dapur dan cerobong

Sumber haba seperti radiator memanaskan udara yang mengelilingi mereka dan ia naik, sementara udara dari bahagian atas turun, menghasilkan arus udara konveksi di bilik hangat.

Masak: Rebus dan goreng

Apabila air yang terkandung di dalam periuk ini dipanaskan, pemindahan haba oleh perolakan mendominasi

Setiap kali makanan direbus di dalam air atau tenggelam dalam minyak goreng, mereka dimasak oleh haba yang dipindahkan oleh perolakan.

Dalam susu pasteurisasi dan makanan cecair lain dipanaskan hingga suhu tinggi untuk tempoh masa tertentu, mengikut varian pasteurisasi yang digunakan. Ini dilakukan untuk menghapuskan bakteria dan meningkatkan ketahanan produk.

Konvensional adalah mekanisme pemindahan haba utama dalam kes ini, walaupun mekanisme lain, seperti memandu, tidak dikecualikan.

Angin

Arus perolakan di atmosfera menyebabkan angin. Arus ini dibentuk kerana banyak faktor, termasuk fakta bahawa permukaan bumi dipanaskan secara tidak seimbang.

Sebagai contoh, pada siang hari pantai memanaskan lebih banyak daripada air laut, jadi pengapungan membuat udara di atas pantai bertanya dan udara yang paling sejuk, tiba dari laut, menduduki tempatnya.

Ia dapat melayani anda: Teori Big Bang: Ciri -ciri, Tahap, Bukti, Masalah

Tetapi pada waktu malam proses berlaku sebaliknya, kerana pantai kehilangan haba lebih cepat daripada air yang lebih panas dan udara pergi ke laut. Itulah sebabnya di kelab malam di pantai, asap bergerak ke arah laut, sementara jika api dibuat pada siang hari, asap bergerak ke arah tanah.

Medan magnet bumi

Bumi terdiri daripada lapisan, dan nukleus mempunyai lapisan luar, pada suhu tinggi, yang tidak dipenuhi. Pergerakan planet mewujudkan arus perolakan dalam cecair ini, yang dipercayai bertanggungjawab untuk medan magnet bumi.

Medan magnet disebabkan oleh kehadiran beban elektrik bergerak. Ion dan zarah -zarah yang dikenakan yang terdapat dalam nukleus luaran mampu menghasilkan bidang ini, kerana pergerakan planet membuat zarah -zarah tersebut mempunyai tingkah laku yang serupa dengan giliran kecil (litar tertutup) semasa.

Para saintis telah menemui korelasi antara keamatan medan magnet dan kelajuan putaran planet ini. Dipercayai bahawa medan magnet yang lemah dari Venus adalah disebabkan oleh fakta bahawa kelajuan putarannya kurang daripada Musytari, yang medan magnetnya lebih sengit.

Rujukan

1. GiMbattista, a. 2010. Fizik. 2. Ed. McGraw Hill.
2. Giancoli, d.  2006. Fizik: Prinsip dengan aplikasi. 6th. Ed Prentice Hall.
3. Hewitt, Paul. 2012. Sains Fizikal Konsep. 5th. Ed. Pearson.
4. Sears, Zemansky. 2016. Fizik universiti dengan fizik moden. Ke -14. Ed. Jilid 1. Pearson.
5. Serway, r., Jewett, J. 2008. Fizik untuk Sains dan Kejuruteraan. Jilid 1. Ke -7. Ed. Pembelajaran Cengage.
6. Tippens, ms. 2011. Fizik: Konsep dan aplikasi. Edisi ke -7. McGraw Hill.