Tez-tez sadəcə olaraq konveksiya adlandırılan konvektiv istilik ötürülməsi mayelərin hərəkəti ilə istiliyin bir yerdən digərinə ötürülməsidir. Konveksiya adətən mayelərdə və qazlarda istilik ötürülməsinin dominant formasıdır.
Konveksiya maye və ya qazın daha isti sahələri maye və ya qazda daha soyuq ərazilərə qalxdıqda baş verir. Daha yüksək yüksəlmiş isti sahələrin yerini daha soyuq maye və ya qaz tutur. Bu, davamlı dövriyyə modelinə səbəb olur.
Konveksiya istilik ötürmə prosesidir. Cərəyanlar yarandıqda, maddə bir yerdən başqa yerə köçürülür. Deməli, bu həm də kütləvi köçürmə prosesidir.
Konveksiya, keçiricilikdə iştirak edən atomlar arasında istilik mikroskopik ötürülməsindən fərqli olaraq, maddənin isti bölgədən sərin bölgəyə kütləvi, makroskopik hərəkəti vasitəsilə istilik axınıdır.
Tutaq ki, havanın yerli bölgəsini qızdırmağı düşünürük. Bu hava qızdıqca molekullar yayılaraq bu bölgənin ətrafdakı, isidilməmiş havadan daha az sıx olmasına səbəb olur. Ətrafdakı soyuducu havadan daha az sıx olduğundan, isti hava sonradan qaldırıcı qüvvələr səbəbindən yüksələcək - isti havanın daha soyuq bir bölgəyə bu hərəkəti daha sonra konveksiya ilə istiliyi ötürdüyü deyilir.
Tavada qaynayan su, konveksiya ilə istiliyin ötürülməsinə yaxşı bir nümunədir. Soba ilk dəfə yandırıldıqda istilik ilk növbədə elementlər arasında keçiricilik yolu ilə qazanın dibindən suya ötürülür. Ancaq sonda su qaynamağa başlayır, bu qabarcıqlar əslində səthə qalxan isti suyun yerli bölgələridir və bununla da istiliyi konveksiya yolu ilə altdakı isti sudan yuxarıdakı soyuducu suya ötürür. Eyni zamanda, yuxarıdakı daha soyuducu, daha sıx su, sonradan qızdırıldığı yerə batacaq.
Konveksiyanın başqa bir yaxşı nümunəsi atmosferdir. Yerin səthi günəş tərəfindən isinir, isti hava yüksəlir və sərin hava içəri daxil olur.
Təbiətdə baş verən konveksiya təbii konveksiya və ya sərbəst konveksiya adlanır. Bir maye bir fan və ya nasosdan istifadə edərək dövr edirsə, buna məcburi konveksiya deyilir. Konveksiya cərəyanlarının yaratdığı hüceyrəyə konveksiya hüceyrəsi və ya Benard hüceyrəsi deyilir.
Konveksiya cərəyanlarının digər mühüm nümunəsi böyük su obyektlərinin yanında quru kütlələri üzərində küləklərin yaranmasıdır. Su qurudan daha böyük istilik tutumuna malikdir və sonradan istiliyi daha yaxşı saxlayır. Buna görə də onun temperaturunu yuxarı və ya aşağı dəyişmək üçün daha çox vaxt lazımdır. Beləliklə, gün ərzində suyun üstündəki hava qurudan daha soyuq olacaq. Bu, su üzərindəki yüksək təzyiq sahəsinə nisbətən torpaq üzərində aşağı təzyiqli sahə yaradır və sonradan sudan quruya əsən küləklər tapılır. Digər tərəfdən, gecə vaxtı su qurudan daha yavaş soyuyur və suyun üstündəki hava qurudan bir qədər isti olur. Bu, quru üzərindəki yüksək təzyiq sahəsinə nisbətən suyun üzərində aşağı təzyiq sahəsi yaradır və qurudan suya küləklər əsəcək.
İstilik konveksiyasının növləri
İstilik konveksiyası üç növdür - təbii, məcburi və qarışıq.
- Məcburi konveksiya - Bir halda, istilik mayenin hərəkəti ilə passiv şəkildə daşına bilər, bu istilik prosesi olmadan da baş verə bilər, istilik köçürmə prosesi sərbəst şəkildə məcburi konveksiya adlanır.
- Təbii konveksiya - Digər halda, qızdırmanın özü mayenin genişlənmə və üzmə qüvvələri ilə hərəkət etməsinə səbəb ola bilər, eyni zamanda bu hərəkətlə istiliyin daşınmasına səbəb ola bilər - təbii konveksiya və ya sərbəst konveksiya kimi tanınan proses.
- Qarışıq (birləşmiş) konveksiya məcburi və sərbəst konveksiyanın birləşməsidir ki, bu da axın eyni vaxtda həm xarici məcburetmə sistemi (yəni, maye ilə tənzimlənmiş bədən sisteminə xarici enerji təchizatı), həm də daxili həcm () tərəfindən təyin edildikdə ümumi konveksiya halıdır. kütlə) qüvvələr, yəni cazibə sahəsində maye mühitin qeyri-bərabər sıxlıq paylanması ilə.
Təbii konveksiyanın bəzi gündəlik nümunələri
- Qaynar su – Bir qabda qaynar su da konveksiya prinsipi ilə işləyir. Su qızmağa başlayanda su molekulları genişlənir və qazanda hərəkət edir. Beləliklə, istilik qazanın digər hissələrinə ötürülür və isti su qalxarkən soyuq su batmağa başlayır.
- Konveksiya cərəyanlarının sadə bir nümunəsi, evin tavanına və ya çardaqına doğru yüksələn isti havadır . İsti hava sərin havadan daha az sıxdır, ona görə də yüksəlir.
- Külək konveksiya cərəyanına misaldır. Günəş işığı və ya əks olunan işıq istilik yayır, havanın hərəkətinə səbəb olan temperatur fərqi yaradır. Kölgəli və ya nəmli sahələr daha soyuqdur və ya istiliyi udmaq qabiliyyətinə malikdir, bu da effekti artırır. Konveksiya cərəyanları Yer atmosferinin qlobal dövranını idarə edənlərin bir hissəsidir.
- İsti içkinin buxarlanması – Bir fincan isti çay və ya qəhvədən buxar çıxdığını müşahidə etmiş ola bilərsiniz. Mayenin istiliyinə görə isti hava yuxarı qalxır. Bu isti hava buxardır.
- Buz əriməsi - İstilik havadan buza keçir. Bu, bərkdən mayeyə əriməyə səbəb olur.
- İsti hava balonu – Balonun içindəki qızdırıcı havanı qızdırır və beləliklə hava yuxarıya doğru hərəkət edir. Bu, balonun yüksəlməsinə səbəb olur, çünki isti hava içəridə tutulur. Pilot enmək istədikdə isti havanın bir hissəsini buraxır və onun yerini sərin hava tutur, nəticədə şar aşağı düşür.
- Dondurulmuş materialın əriməsi – Dondurulmuş qida soyuq axan suyun altında suya qoyulduğundan daha tez əriyir. Axar suyun hərəkəti istiliyi qidaya daha sürətli ötürür.
- Tufan - Okeanlardan gələn isti su havaya qalxır və buludları əmələ gətirən doymuş su damcılarına çevrilir. Bu proses davam etdikdə kiçik buludlar bir-biri ilə toqquşur və daha böyük buludlar əmələ gəlir. Son böyümə mərhələsinə çatdıqda, cumulonimbus buludları və ya tufanlar əmələ gəlir.
Meteorologiya və geologiyada konveksiya
- Mantiya konveksiyası - Yerin qayalı mantiyası istiliyi Yerin içindən səthə ötürən konveksiya cərəyanları səbəbindən yavaş hərəkət edir. Bu, tektonik plitələrin Yer ətrafında tədricən hərəkət etməsinin səbəbidir. Bir boşqabın böyüyən kənarlarına isti material əlavə edilir və sonra soyudulur. İstehlak kənarlarında material istilikdən büzülərək sıxlaşır və okean xəndəyində Yerə batır. Bu, vulkanların əmələ gəlməsinə səbəb olur.
- Okean sirkulyasiyası - Ekvatorun ətrafındakı isti su qütblərə doğru, qütblərdəki soyuq su isə ekvatora doğru hərəkət edir.
- Baca və ya baca effekti - Bu, üzmə qabiliyyətinə görə havanın binalara, bacalara və ya digər obyektlərə daxil və xaricə hərəkətidir. Bu halda, üzmə qabiliyyəti içəridəki hava ilə xaricdəki hava arasındakı havadakı müxtəlif sıxlıqlara aiddir. Quruluşun daha böyük hündürlüyünə və daxili və xarici havanın istilik səviyyəsi arasında daha böyük fərqə görə üzmə qüvvəsi artır.
- Bir ulduzun konveksiyası - Bir ulduzun enerjinin konveksiya ilə hərəkət etdiyi bir konveksiya zonası var. Nüvənin xaricində plazmanın hərəkət etdiyi radiasiya zonası var. Plazma yüksəldikdə və soyudulmuş plazma aşağı düşdükdə konveksiya cərəyanı əmələ gəlir.
- Qravitasiya konveksiyası - Bu, quru duzun nəm torpağa aşağıya doğru yayıldığını göstərir, çünki şirin su duzlu suda üzür.
- Günəşdə konveksiya cərəyanları aydın görünür. Günəşin fotosferində görünən qranullar konveksiya hüceyrələrinin zirvələridir. Günəş və digər ulduzlar vəziyyətində maye maye və ya qazdan çox plazmadır.
Məcburi konveksiya
Burada konveksiyanı asanlaşdırmaq üçün fan, nasos və ya emiş cihazı kimi xarici cihaz istifadə olunur.
Məcburi konveksiyanın bəzi nümunələri:
- Radiator - Radiatorda istilik elementi maşının altına yerləşdirilir. Beləliklə, bu qızdırıcı elementdən gələn isti hava soyuq hava ilə əvəz olunur.
- Soyuducu – Dondurucu qurğu yuxarıda yerləşdirilib. Bunun səbəbi soyuducunun içindəki isti havanın yüksəlməsi, lakin dondurucu bölgədəki soyuq havanın batması və soyuducunun alt hissəsini isti saxlamasıdır.
- Kondisioner – Kondisionerdəki soyutma qurğusu yuxarıda yerləşir. Beləliklə, isti hava soyutma qurğusuna qədər yüksəlir, o, soyuq hava ilə əvəz olunur və otaq soyudulur.
- İsti hava popper - Onun fanatı, qızdırıcı elementi və ventilyasiyası var. Popper işə salındıqda, fan ventilyasiya vasitəsilə qızdırıcı elementə hava üfürür. Hava istiləşir və beləliklə yüksəlir. Popkorn ləpələri qızdırıcı elementin bir qədər yuxarısına yerləşdirilir. İsti hava qalxır və popkorn ləpələri qızdırılır. Dadlı popkornumuzu belə alırıq.
- Konveksiya sobası - Konveksiya sobasında məcburi konveksiya prinsipi istifadə olunur. Bölmədəki hava qızdırıcı elementlərdən istifadə edərək istiləşməyə məcbur edilir. Bu qızma nəticəsində hava molekulları genişlənir və hərəkət edir. İçəridəki yeməklər bu isti hava hesabına bişirilir.
- Hava ilə soyudulmuş mühərrik - Hava ilə soyudulmuş mühərriklər su borularında konveksiya cərəyanları ilə soyudulur. Uzun müddət işləyən mühərrik qızdırılır. Mühərrikin işləməsini təmin etmək üçün ayrılan istilik soyudulmalıdır. Mühərrik qızdırılan su gödəkçəsi ilə örtülmüşdür. Bu istilik sayəsində mühərriki əhatə edən borulardan isti su axır. Bu borularda isti suyun soyudulduğu fanatlar var. Bu isti su, konveksiya prinsipi ilə aşağı düşür və beləliklə mühərriki soyuyur.
