КОНВЕКЦИЯ - КОНВЕКЦИЯ явление переноса энергии самими струями жидкости или газа. (латинское слово «конвекцио» – перенесение). КОНВЕКЦИЯ Естественная Естественная конвекция возникает при неравномерном нагреве веществ, находящихся в поле тяготения Земли из-за действия силы Архимеда . Под действием силы Архимеда нагретое вещество поднимается вверх, унося с собой внутреннюю энергию. На место ушедшего вещества притекает менее нагретое вещество. Затем это вещество нагревается и всё повторяется. Вынужденная Принудительное перемещение теплоносителя (жидкости, газа) вдоль нагретой или холодной поверхности (насосом или вентилятором) МЕХАНИЗМ КОНВЕКЦИИ Из-за разности плотностей нагретых и холодных слоев в соответствии с законами гидростатики возникает подъемная сила, под действием которой нагретые частицы снизу перемещаются вверх, перенося с собой свою энергию (теплоту). Для возникновения естественной конвекции необходимо, чтобы вещество нагревалось снизу. Например, если кастрюлю с водой нагревать сбоку, то конвекция будет идти от уровня нагрева и выше, а ниже уровня нагрева конвекция идти не будет. Можно ли пробирку удержать голыми руками? Где нужно расположить пламя? Особенности конвекции • возникает в жидкостях и газах. • невозможна в твердых телах, т.к. молекулы твердых тел не могут свободно двигаться. • невозможна в вакууме, т.к. там отсутствует вещество. • само вещество переносится; •нагревать вещества нужно снизу. •В отсутствие силы тяжести (в ракете, спутнике, межпланетном корабле) конвекция не происходит. Естественная конвекция происходит из-за различия температур в разных местах среды и вызванного этим различия плотностей. При вынужденной конвекции энергия нагретой жидкости или газа переносится, главным образом, с помощью насоса, мешалок и других устройств. Конвекция - перенос энергии самими струями жидкости или газа. Рис 3. Конвекция в жилых комнатах. КОНВЕКЦИЯ БЫВАЕТ: Естественная -образование ветров; -образование облаков; - конвекционные потоки в недрах Земли и Солнца Вынужденная -обогревание помещений; -смешивание жидкостей с разными температурами; - конвертерные печи ПРИМЕРЫ КОНВЕКЦИИ В ПРИРОДЕ Образование ветров (дневной и ночной бриз) В каком направлении дуют бризы в летние дни днем и ночью и почему? Ветер — конвекционный поток воздуха, движущийся относительно земной поверхности со скоростью свыше 0,6 м/с. Бриз — это местный ветер. Его скорость небольшая — до 4 м/с. Бриз дует с суточной периодичностью на побережье морей, больших озёр и некоторых крупных рек. Бриз возникает вследствие неодинакового нагревания и охлаждения суши в моря. ОБРАЗОВАНИЕ ОБЛАКОВ в атмосфере вертикальные перемещения объёмов воздуха с одних высот на другие обусловлены архимедовой силой: воздух более тёплый и, следовательно, менее плотный, чем окружающая среда, перемещается вверх, а воздух более холодный и более плотный — вниз. ПАРЕНИЕ ПТИЦ Связано с явлением конвекции. Разные участки земной поверхности нагреваются неодинаково. Из-за этого неодинаково нагревается и воздух у поверхности. Более теплые и менее плотные массы воздуха создают восходящие потоки, в которых могут долго парить птицы и планеры. Мастерство планериста заключается в умении находить такие потоки и с их помощью преодолевать большие расстояния. СОЗДАНИЕ ТЯГИ В ПЕЧАХ Леонардо да Винчи использовать трубу (металлическую) для создания тяги. «Где появляется огонь, говорил Леонардо да Винчи - там вокруг него образуется воздушное течение, оно его поддерживает и усиливает». Чем выше труба, сооруженная над топкой, тем больше разница давлений наружного воздуха и воздуха в трубе. Поэтому тяга усиливается при увеличении высоты трубы. СИСТЕМА ОБОГРЕВА ЖИЛЬЯ КЕРОСИНОВАЯ ЛАМПА (ТЯГА) Тысячелетия люди обходились без стекла, используя открытый огонь. И только Леонардо да Винчи придумал окружить огонь цилиндрическим экраном. Главная роль стекла усилить яркость пламени, т.е. ускорить процесс горения ( стекло усиливает приток воздуха к пламени и увеличивает тягу). Второстепенная роль - защита пламени от ветра. ВЫНУЖДЕННАЯ КОНВЕКЦИЯ При вынужденной конвекции перемещение вещества происходит главным образом под воздействием какого-либо устройства (насоса, мешалки и т.п.). В чём различие и сходство между конвекцией и теплопроводностью? Различие Сходство ОСОБЕННОСТИ КОНВЕКЦИИ 1. Конвекция может осуществляться в газообразной и жидкой среде при условии, что имеется разность температур между частями этой среды. 2. Для осуществления естественной конвекции жидкости и газы следует прогревать снизу, ведь теплые слои и так находятся сверху и опуститься ниже холодных, более тяжелых, они не могут. 3. В отсутствие силы тяжести (в ракете, спутнике, межпланетном корабле) конвекция не происходит. 4. Конвекция в твердых телах происходить не может, поскольку в них невозможны потоки вещества. Энергия в твердых телах передается теплопроводностью. 5. Конвекция не происходит в вакууме, поскольку там отсутствует вещество. ВОПРОСЫ Почему радиаторы водяного отопления чаще всего располагают внизу комнаты? Когда тяга в трубах лучше- зимой или летом? Почему в утренние и ночные часы полет на самолете происходит спокойнее- меньше болтает и укачивает? Почем в искусственных спутниках Земли необходима принудительная вентиляция воздуха?
