Definice konvekční buňky

Konvekční buňka je systém, ve kterém se tekutina zahřívá, ztrácí hustotu a je tlačena do oblasti s vyšší hustotou. Cyklus se opakuje a vytváří se vzor pohybu. Konvekční buňky v zemské atmosféře jsou zodpovědné za foukání větru a lze je najít v celé řadě dalších přírodních a člověkem vytvořených jevů.

Konvekce je spolu s vedením a zářením jednou ze tří metod přenosu tepla. Konvekce probíhá skutečným pohybem hmoty. To znamená, že proudění může probíhat pouze v plynech, kapalinách a plazmě - ne v pevné látce. Dobrým příkladem konvekce je horkovzdušný balón. Jak se vzduch v balónu zahřívá, molekuly, z nichž se skládá, se rozprostírají. To vede ke zvýšení objemu vzduchu, což vede ke snížení hustoty. Hustá hmota se přesouvá do méně husté hmoty, kdykoli má šanci. Teplý vzduch v balónu je tlačen nahoru chladnějším vzduchem okolní atmosféry, přičemž balon s sebou.

Přirozená konvekce probíhá, když je pohyb zcela způsoben rozdíly hustoty mezi teplou a studenou hmotou. Nucená konvekce nastává, když k pohybu přispívá jiná síla, například ventilátor nebo čerpadlo.

K vytvoření konvekčního článku je zapotřebí zdroj tepla. Kapalina se ohřívá zdrojem tepla a je odtlačována. Tekutina poté začne ztrácet teplo a nevyhnutelně ochlazuje. Tato chladnější a hustší hmota je proudem nově zahřáté hmoty vytlačována zpět k počátečnímu zdroji tepla. Systém pohybu se nazývá konvekční buňka. Tekutina se bude nadále pohybovat tak dlouho, dokud bude přítomen zdroj tepla.

Konvekční buňky se vyskytují v zemské atmosféře v malém i velkém měřítku. Například mořský vánek může být výsledkem konvekční cely. Voda drží teplo lépe než pevnina. To znamená, že když vychází slunce, vzduch na zemi se ohřívá rychleji než vzduch nad vodou. Nad pevninou se tvoří oblast s nízkou hustotou. Vzduch s vyšší hustotou z vody se ho snaží nahradit a vytváří oceánský vánek. V noci se děje totéž, ale obráceně. Ve větším měřítku je vzduch ohříván vyššími teplotami na rovníku, stoupá a šíří se na sever a na jih k pólům, kde je ochlazován.

Konvekční buňky jsou zodpovědné za to, že makarony rostou a klesají v hrnci s vroucí vodou. Jednou ze sil, která přispívá k erupci lávy ze sopky, je konvekce. Konvekční buňky lze dokonce najít na slunci.