תופעת הסעה ואת דוגמאות ההסעה

אם מצד להביא את הנורות המופעלות או כף מונחות על הצלחת החמה, אפשר להרגיש את התנועה של זרמי האוויר החמימים. את אותו אפקט ניתן להבחין כאשר גיליון נייר תנודה להציב מעל להבה פתוחה. ההשפעות הן מוסברות על ידי הסעה.

מהו?

הבסיס של תופעת ההסעה מתרחב משנה קר יותר במגע עם ההמונים החמים. בנסיבות כאלה, החומר להיות מחומם מאבד צפיפות והופך קל יותר מאשר החלל הקר שמסביב. רוב דווקא תופעה אופיינית זו תואמת את התנועה של ונתיבים חומים לחמם מים.

תנועה מולקולרית בכיוונים מנוגדים תחת שפעת החום - זה בדיוק מה הוא הסעת הבסיס. קרינה, הולכה ולבצע תהליך דומה, אך בעיקר מתייחסים ההעברה של חום במוצקים.

דוגמאות בולטות הסעה - תנועת האוויר החם באמצע החדר עם התקני החימום כאשר תזרים מחומם לעבור את התקרה ואוויר קר נופל על רצפת המשטח. לכן כאשר מתחמם האוויר של החדר החם במידה ניכרת מאשר החלק התחתון של החדר.

חוק ארכימדס, ואת התפשטות תרמית של הגוף הפיזי

כדי להבין מה היא הסעה טבעית, התהליך די להידרש הדוגמא של חוק ארכימדס ואת תופעת ההתרחבות של גופים תחת השפעת קרינת תרמית. לפיכך, על פי החוק, עלייה בטמפרטורה מגדילה את היקף הנדרש של נוזל. הנוזל החם בתחתית המכולות השוכבות מעל, ואילו צפיפות לחות רבה יותר, בהתאמה, מועבר מתחת. במקרה של חימום מלמעלה ואת נוזל סמיך פחות יישארו במקומם, במקרה זה, התופעה לא תתרחש.

הופעתם של המושג

בפעם הראשונה את המונח "הסעה" הוצע על ידי המדען האנגלי ויליאם הפרוט בחזרה 1834. הוא משמש כדי לתאר את התנועה של המסה התרמית של מחוממת, נע נוזלים.

המחקרים התיאורטיים הראשונים של תופעה של הסעה נכתבו רק 1916. במהלך ניסויים נמצא כי המעבר מן דיפוזיה ההסעה בנוזל תחתון מחומם מתרחש כאשר ערכי טמפרטורה קריטיים מסוימים. בהמשך ערך זה קיבל הגדרה של "מספר רואל." זה כל כך נקרא על שמו של החוקרים המעורבים במחקר שלה. תוצאות הניסוי אפשרו להסביר את התנועה של זרימת החום תחת השפעת כוח ארכימדס.

סוגי הסעה

ישנם מספר סוגים של תופעות המתוארות על ידינו - הסעה טבעית והכריחה. דוגמא להזיז תזרימי אוויר חמים וקרים באמצע החדר הוא מאופיין הטוב של תהליך הסעה טבעי. לגבי כפויה, אפשר לבחון את הנוזל עם ערבוב כפית, משאבה או בוחש.

ההסעה אינה אפשרית במהלך החימום של מוצקים. כל פגם משיכה הדדית חזקה דיה של תנודה של חלקיקים. כתוצאה מכך, המבנה המוצק גופי חימום לא להתעורר הסעה, קרינה. מוליכות תרמית מחליף תופעות אלה גופים כאלה ומקל על העברת אנרגיה תרמית.

מינים נפרדים מעשים שנקראים הסעה נימי. התהליך מתרחש כאשר הטמפרטורה משתנה במהלך זרימת הנוזל בצינורות. בתנאים טבעיים, את הערך של הסעה כזו יחד עם טבעי ואלץ לא משמעותי מאוד. עם זאת, ב הסעת נימי טכנולוגיית החלל, קרינת מוליכות תרמית של החומרים הם גורמים חשובים מאוד. אפילו תנועות ההסעה החלשות משקל מוביל הקשיים ביישום כמה בעיות טכניות.

הסעה בשכבות קרום כדור הארץ

תהליכי הסעה קשורות בקשר בל יינתק עם הצורה הטבעית של חומרים גזיים בעובי של הקרום. התייחס גלובוס יכול כאזור המורכב משכבות קונצנטריות מספר. במרכז הוא ליבה חמה מסיבית, שהנה תרחיף בצפיפות גבוהה המכיל ברזל, ניקל ומתכות אחרות.

שכבות שמסביב הליבה של כדור הארץ הן ליתוספירה ומעטפת הנוזלי למחצה. השכבה העליונה של כדור הארץ הוא קרום ישירות. ליתוספירה יצרה של צלחות נפרדות נמצאות בתנועה חופשית, נע לאורך פני השטח של המעטפת הנוזלית. במהלך חלקים שונים אחידים מעטפת חימום סלעים, אשר רכב שונה וצפיפות שונה, היווצרות זרמי הסעה. זה היה תחת השפעת התזרים כזה קיימת הטרנספורמציה טבעית של קרקעית האוקיינוס ותמיכת תנועת יבשות.

הבדלים לעומת הולכת חום ההסעה

תחת מוליכות תרמית יש להבין את היכולת של גופים להעברה הפיסית של חום דרך התנועה של תרכובות אטומיות ומולקולריות. מתכות לפעול מוליכי חום מעולים, מאז המולקולות שלהם נמצאות בקשר רצוף עם שני. לעומת זאת, נדיפים גזי בולטי מנצחי עניים של חום.

איך הסעה? הפיזיקה של התהליך מתבססת על העברת החום בשל התנועה החופשית של חומרים מולקולריים המוניים. בתורו, את המוליכות התרמית היא אך ורק על העברת אנרגיה בין החלקיקים המרכיבים של הגוף הפיזי. עם זאת, אחד והתהליך השני אינו אפשרי ללא נוכחות של חומר חלקיקי.

תופעות דוגמאות

הדוגמא הפשוטה ביותר להבין בקלות של הסעה יכולה לשמש בתהליך עבודה של מקרר רגיל. השאלה של קירור גז מקורר בצינורות של תא קירור מפחית את שכבות האוויר העליונות של הטמפרטורה. בהתאם לכך, שהוחלף על ידי זרימת חום, קור לשקוע מטה, ובכך קירור המוצרים.

ממוקם בלוח האחורי של מעשים המקרר כאלמנט צורם שמקדם נסיגה של אוויר החם שנוצר ביחידת המדחס במהלך דחיסת גז. סריג קירור גם מבוסס על מנגנוני הסעה. מסיבה זו לא מומלץ להעמיס את החלל מאחורי המקרר. רק במקרה הזה, קירור יכול להתקיים בלי קושי.

דוגמאות נוספות של הסעה ניתן לראות על ידי התבוננות בתופעה הטבעית כגון תנועת רוח. יבש מחומם מעל יבשות ומקוררות מעל פני השטח עם תנאים קשים יותר, זורם באוויר מתחילים לתפוס אחד את השני, מה שמוביל התנועה, והתנועה של לחות ואנרגיה שלהם.

ביום הסעה קשור לאפשרות של ציפורים דאונים דאיה. פחות צפופים וחמים המוני אוויר עם חימום אחיד על פני השטח של כדור הארץ להוביל להיווצרות של תזרים עולה כי מקל על התהליך של אידוי. על מנת להתגבר על המרחק המרבי ללא מאמץ ואנרגיה הציפורים צריכים את היכולת למצוא זרמים אלה.

דוגמאות טובות של הסעה - היווצרות של עשן ארובות מכתשים וולקניים. הקדמת העשן זה מבוסס על הטמפרטורה שלו גבוהה וצפיפות נמוכה לעומת הסביבה. בשעת עשן הקירור מתמקם בהדרגה באטמוספרה התחתונה. מסיבה זו, צינורות תעשייתיים, שדרכו קיימת פליטת חומרים מזיקים לאטמוספירה, מה שהופך אפשרי גבוהה.

הדוגמאות הנפוצות ביותר של הסעה בכתבי העת Nature ו- Technology

בין הפשוטות ביותר, הדוגמות מובנות בקלות שניתן לצפות בטבע, בחיי היומיום וטכנולוגיה, צריך להיות מודגש:

• התנועה של האוויר זורם במהלך הפעלת רדיאטורים ביתיים;
• היווצרות ותנועה של עננים;
• תהליך תנועת רוח, מונסון ורוחות;
• לוחות הטקטוניים עקירת כדור הארץ;
• תהליכים שיובילו ההמתה בחינם.

בישול

יותר ויותר, את התופעה של הסעה מתממשת מכשירי חשמל ביתיים מודרניים, במיוחד בתנורים. קבינט הסעת גז מאפשר לבשל מאכלים שונים בו זמנית במישורים נפרדים בטמפרטורות שונות. במקביל לחלוטין נשלל תערובת של טעמים וריחות.

חימום האוויר בתנור מסורתי מבוסס על מבער יחיד, מה שמוביל חלוקת חום אחידה. בשל תנועה תכליתית של זרימת האוויר החמה באמצעות צלחת אוהד ייעודית בתנור הסעה יותר עסיסיים, אפוי דרך טוב יותר. מכשירים כאלה יתחממו, ובכך להפחית את הזמן הנדרש לבישול.

באופן טבעי, עקרות הבית אשר לבשל בתנור כמה פעמים בשנה, מכשיר ביתי עם פונקצית הסעה לא יכול להיקרא יסודות טכנולוגיה. עם זאת, עבור מי שלא יכול לחיות בלי ניסויים קולינריים, מכשיר כזה יהיה הכרחי פשוט במטבח.

אנו מקווים החומר שהוצג היה שימושי עבורך. כל טוב!