Konvekcijska celica je sistem, v katerem se tekočina ogreje, izgubi gostoto in potisne v območje večje gostote. Cikel se ponovi in vzorec gibanja se oblikuje. Konvekcijske celice v zemeljski atmosferi so odgovorne za pihanje vetra in jih najdemo v številnih drugih naravnih in umetnih pojavih.
Osnove konvekcije
Konvekcija je skupaj s prevodnostjo in sevanjem eden izmed treh načinov prenosa toplote. Konvekcija poteka z dejanskim gibanjem snovi. To pomeni, da lahko konvekcija poteka le v plinih, tekočinah in plazmi - in ne v trdni snovi. Dober primer konvekcije je v balonu z vročim zrakom. Ko se zrak v balonu segreje, se molekule, iz katerih je sestavljen, razširijo. To vodi do povečanja prostornine zraka, kar vodi do zmanjšanja gostote. Gosta snov se premakne v manj gosto snov, kadar koli ima priložnost. Topel zrak v balonu hladnejši zrak okoliške atmosfere potisne navzgor in balon vzame s seboj.
Naravna in prisilna konvekcija
Naravna konvekcija se zgodi, ko je gibanje v celoti posledica razlik v gostoti med toplo in hladno snovjo. Prisilna konvekcija se zgodi, ko k gibanju prispeva druga sila, na primer ventilator ali črpalka.
Konvekcijske celice
Za oblikovanje konvekcijske celice je potreben vir toplote. Tekočino ogreva vir toplote in jo odriva stran. Nato tekočina začne izgubljati toploto in se neizogibno ohladi. Ta hladnejša, gostejša snov se s tokom na novo ogrevane snovi potisne nazaj proti začetnemu viru toplote. Oblikuje se sistem gibanja, imenovan konvekcijska celica. Tekočina se bo še naprej premikala, dokler je prisoten vir toplote.
Konvekcijske celice v ozračju
Konvekcijske celice se v zemeljski atmosferi pojavljajo tako v majhnem kot v velikem obsegu. Morski vetrič je na primer lahko posledica konvekcijske celice. Voda bolje zadržuje toploto kot zemlja. To pomeni, da se ob sončnem vzhodu zrak na kopnem segreje hitreje kot zrak nad vodo. Nad kopnim se tvori območje z nizko gostoto. Zrak iz vode z večjo gostoto ga skuša nadomestiti in ustvariti oceanski vetrič. Ponoči se zgodi isto, vendar obratno. V večjem obsegu se zrak na ekvatorju segreje z višjimi temperaturami, dviguje in širi proti severu in jugu proti polovom, kjer se ohladi.
Druge konvekcijske celice
Konvekcijske celice so odgovorne za to, da makaroni narastejo in potonejo v loncu z vrelo vodo. Ena od sil, ki prispeva k izbruhu lave iz vulkana, je konvekcija. Konvekcijske celice lahko najdemo celo na soncu.
