Fizikas, meteoroloģijas un ģeogrāfijas studentiem ir svarīgi saprast dažādus siltuma pārneses mehānismus. Pārsvarā atšķirības ir viegli saprotamas. Tomēr viens kopīgs sajaukšanas punkts ir atšķirība starp konvekciju un advekciju.
Pirmo reizi izlasot abu definīcijas, ir ļoti vilinoši domāt par abiem kā par vienu un to pašu fenomenu, bet patiesībā advekcija ir komponents plašāka, visaptveroša konvekcijas procesa. Izpratne par šo atšķirību ir ļoti svarīga, ja vēlaties aprakstīt abus procesus.
Kas ir konvekcija?
Konvekcija ir daudzpakāpju process, kas bieži vien rada šķidruma ciklisku kustību, reaģējot uz sildīšanu. Iedomājieties ūdeni pannā, kas ir pār karstumu: Kad pannas apakšdaļa sakarst, šis siltums (vadot) tiek pārnests uz ūdeni pannas apakšā.
Pēc tam ūdens uzsilst, liekot tā molekulām vairāk vibrēt un šīs ūdens daļas kopējam blīvumam samazinoties molekulu palielinātas kustības dēļ. Blīvuma samazināšanās izraisa siltākas ūdens daļas pieaugumu, to aizstājot ar vēsāku, blīvāku ūdeni no pannas augšējās daļas.
Pieaugot karstākam ūdenim, tas zaudē daļu no papildu enerģijas (tiek pārnests uz citām ūdens daļām, kā arī tiek zaudēts kustības rezultātā), liekot tai atdzist un kļūt blīvākam.
Tajā pašā laikā vēsāks ūdens, kas to aizstāja pannas apakšā, tagad ir sasilis, kļuvis mazāk blīvs un sācis celties. Process sākas no jauna, kā rezultātā konvekcijas strāvas visā pannā. Šis pats process notiek arī atmosfērā, gaisā pie sildītāja un daudzās citās vietās, kur ir izteikts siltuma avots.
Kas ir advokāts?
Advekcija ir specifiskāks process, ko definē kā kaut kā (piemēram, temperatūras, mitruma vai vielas) transportēšanu no vienas vietas uz otru ar šķidruma lielapjoma kustību, parasti horizontāli.
Šīs definīcijas galvenā daļa ir tā, ka tas ir tikai materiāla vai daudzuma pārvadāšana ar šķidruma kustība, un tāpēc advekcijas ģeogrāfijas definīcija ir ļoti atkarīga no vēja straumēm vai okeāna strāvas.
Piemēram, silta okeāna straume augstākas temperatūras ūdeni pārvieto no vienas vietas uz otru, jo tā tiek pārvadāta kopā ar ūdens tilpuma lielāko kustību. Līdzīgā veidā siltā un aukstā gaisa ķermeņu (t.i., karstā un aukstā frontona) kustība meteoroloģijā ir advekcijas piemērs.
Konvekcija vs. Advekcija
Tagad vajadzētu būt skaidram par neskaidrības avotu starp konvekciju un advekciju. Abos procesos siltumu no šķidruma kustības var pārnest no vienas vietas uz otru, tāpēc savā ziņā procesos ir liela pārklāšanās. Tomēr galvenais faktors ir šī konvekcija satur advekcija, bet ietver arī vadošu vai difūzu pārnesi, savukārt advekcija attiecas tikai uz daudzuma pārsūtīšanu caur šķidruma kustību.
Jūs varat domāt par konvekciju pret advekciju sīkāk, lai saprastu atšķirību. Sākumā siltums tiek pārnests uz šķidrumu, un tas liek tajā esošajām molekulām kustēties nejaušos virzienos, izkliedējot siltumu.
Tad kā difūzija turpinās, un šķidruma daļas blīvums samazinās, notiek proporcionāla iekšējā enerģija citā šķidruma vietā, pēc kuras notiek difūzija uz citām šķidruma daļām šķidrums.
Īsāk sakot, advekcija ir īpaši atkarīga no šķidruma strāvām, savukārt konvekcija ir plašāks process, kas satur arī difūzu siltuma pārnesi. Advekcija kā tāda var pastāvēt tikai gāzēs un šķidrumos, un cietā veidā tā nav iespējama.