คำจำกัดความของเซลล์พาความร้อน

เซลล์พาความร้อนคือระบบที่ทำให้ของเหลวอุ่นขึ้น สูญเสียความหนาแน่น และถูกบังคับให้เข้าสู่บริเวณที่มีความหนาแน่นมากขึ้น วัฏจักรเกิดซ้ำและรูปแบบของการเคลื่อนไหว เซลล์พาความร้อนในชั้นบรรยากาศของโลกมีหน้าที่ในการพัดพาลม และสามารถพบได้ในปรากฏการณ์ทางธรรมชาติและที่มนุษย์สร้างขึ้นอีกมากมาย

การพาความร้อนควบคู่ไปกับการนำและการแผ่รังสีเป็นหนึ่งในสามวิธีการถ่ายเทความร้อน การพาความร้อนเกิดขึ้นจากการเคลื่อนที่ของสสาร ซึ่งหมายความว่าการพาความร้อนจะเกิดขึ้นในก๊าซ ของเหลว และพลาสมาเท่านั้น ไม่ใช่ของแข็ง ตัวอย่างที่ดีของการพาความร้อนคือในบอลลูนลมร้อน เมื่ออากาศในบอลลูนร้อนขึ้น โมเลกุลของบอลลูนจะกระจายออกไป สิ่งนี้นำไปสู่การเพิ่มขึ้นของปริมาตรของอากาศ ซึ่งทำให้ความหนาแน่นลดลง สสารหนาแน่นจะเคลื่อนเข้าสู่สสารที่มีความหนาแน่นน้อยกว่าทุกครั้งที่มีโอกาส อากาศอุ่นในบอลลูนจะถูกผลักขึ้นข้างบนโดยอากาศที่เย็นกว่าของบรรยากาศรอบๆ

การพาความร้อนตามธรรมชาติเกิดขึ้นเมื่อการเคลื่อนไหวทั้งหมดเกิดจากความแตกต่างของความหนาแน่นระหว่างวัตถุร้อนและเย็น การพาความร้อนแบบบังคับเกิดขึ้นเมื่อแรงอื่น เช่น พัดลมหรือปั๊ม มีส่วนทำให้เกิดการเคลื่อนที่

จำเป็นต้องมีแหล่งความร้อนเพื่อสร้างเซลล์พาความร้อน ของไหลถูกทำให้ร้อนโดยแหล่งความร้อนและถูกผลักออกไป จากนั้นของเหลวก็เริ่มสูญเสียความร้อนและเย็นตัวลงอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ สสารที่เย็นกว่าและหนาแน่นกว่านี้ถูกผลักกลับไปยังแหล่งความร้อนเริ่มต้นโดยการไหลของสสารที่ให้ความร้อน ระบบของรูปแบบการเคลื่อนที่ เรียกว่า เซลล์พา ของเหลวจะเคลื่อนที่ต่อไปตราบเท่าที่มีแหล่งความร้อนอยู่

เซลล์พาความร้อนเกิดขึ้นในชั้นบรรยากาศของโลกทั้งในระดับขนาดเล็กและขนาดใหญ่ ตัวอย่างเช่น ลมทะเลอาจเป็นผลมาจากเซลล์พาความร้อน น้ำเก็บความร้อนได้ดีกว่าดิน ซึ่งหมายความว่าเมื่อดวงอาทิตย์ขึ้น อากาศบนบกจะอุ่นเร็วกว่าอากาศที่อยู่เหนือน้ำ พื้นที่ความหนาแน่นต่ำก่อตัวขึ้นเหนือแผ่นดิน อากาศที่มีความหนาแน่นสูงขึ้นจากน้ำพยายามที่จะเข้ามาแทนที่ ทำให้เกิดลมทะเล ในเวลากลางคืนสิ่งเดียวกันจะเกิดขึ้น แต่ในทางกลับกัน ในระดับที่ใหญ่กว่า อากาศจะอุ่นขึ้นโดยอุณหภูมิที่สูงขึ้นที่เส้นศูนย์สูตร สูงขึ้นและกระจายไปทางเหนือและใต้ไปยังขั้วที่ซึ่งอากาศเย็นลง

เซลล์พาความร้อนมีหน้าที่ทำให้มักกะโรนีลอยขึ้นและจมลงในหม้อน้ำเดือด หนึ่งในแรงที่ก่อให้เกิดลาวาที่ปะทุจากภูเขาไฟคือการพาความร้อน เซลล์พาความร้อนสามารถพบได้แม้กระทั่งบนดวงอาทิตย์