Konvekcijas šūna ir sistēma, kurā šķidrums tiek sasildīts, zaudē blīvumu un tiek iespiests lielāka blīvuma reģionā. Cikls atkārtojas un veidojas kustības modelis. Zemes atmosfērā esošās konvekcijas šūnas ir atbildīgas par vēja pūšanu, un tās var atrast dažādās citās dabas un cilvēka radītajās parādībās.
Konvekcijas pamati
Konvekcija kopā ar vadīšanu un starojumu ir viena no trim siltuma pārneses metodēm. Konvekcija notiek caur matērijas faktisko kustību. Tas nozīmē, ka konvekcija var notikt tikai gāzēs, šķidrumos un plazmā, nevis cietās vielās. Labs konvekcijas piemērs ir gaisa balonā. Kad gaiss balonā tiek uzkarsēts, molekulas, no kurām tas sastāv, izkliedējas. Tas noved pie gaisa tilpuma palielināšanās, kas noved pie blīvuma samazināšanās. Blīvā viela pāriet mazāk blīvā matērijā, kad vien tai ir iespēja. Silto gaisu gaisa balonā uz augšu virza apkārtējās atmosfēras vēsāks gaiss, ņemot balonu līdzi.
Dabiska un piespiedu konvekcija
Dabiskā konvekcija notiek, kad kustība ir pilnībā saistīta ar blīvuma atšķirībām starp silto un auksto vielu. Piespiedu konvekcija notiek, kad kustību veicina cits spēks, piemēram, ventilators vai sūknis.
Konvekcijas šūnas
Lai izveidotos konvekcijas šūna, nepieciešams siltuma avots. Šķidrumu silda siltuma avots un tas tiek izstumts. Pēc tam šķidrums sāk zaudēt siltumu un neizbēgami atdziest. Šo vēsāko, blīvāko vielu no jauna uzsildītās vielas plūsma piespiež atpakaļ sākotnējā siltuma avota virzienā. Kustības formu sistēma, ko sauc par konvekcijas šūnu. Šķidrums turpinās kustēties tik ilgi, kamēr atrodas siltuma avots.
Konvekcijas šūnas atmosfērā
Konvekcijas šūnas Zemes atmosfērā notiek gan mazos, gan lielos mērogos. Piemēram, jūras brīze var būt konvekcijas šūnas rezultāts. Ūdens labāk uztur siltumu nekā zeme. Tas nozīmē, ka, kad saule lec, gaiss uz zemes sasilst ātrāk nekā gaiss virs ūdens. Virs zemes veidojas zema blīvuma zona. Lielāka blīvuma gaiss no ūdens cenšas to aizstāt, radot okeāna brīzi. Naktī notiek tas pats, bet otrādi. Lielākā mērogā gaisu sasilda augstāka temperatūra pie ekvatora, tas paceļas un izplatās uz ziemeļiem un dienvidiem virzienā uz stabiem, kur tas tiek atdzisis.
Citas konvekcijas šūnas
Konvekcijas šūnas ir atbildīgas par to, lai makaroni paceltos un iegrimtu verdoša ūdens katlā. Viens no spēkiem, kas veicina lavas izdalīšanos no vulkāna, ir konvekcija. Konvekcijas šūnas var atrast pat uz saules.