Кто открыл конвекцию: () (Rumford, Thompson Benjamin) (26

Содержание

Что такое тепловая конвекция?

Тепловая конвекция — это процесс, при котором тепло передается через нагреваемый объект. Это чаще всего наблюдается в жидкостях и газах и может быть легко продемонстрировано на примере воздуха. Тепловая конвекция представляет собой один из основных путей движения тепла, причем проводимость и излучение также являются распространенными способами передачи тепла.

С научной точки зрения, холодность не поддается количественной оценке; просто больше тепла или меньше тепла. Поэтому тепловая конвекция — это не просто перемещение горячих объектов. Речь идет о том, как температура в целом стремится смягчить себя, либо в окружающей среде, либо в отношении объектов, которые вызывают ее нагрев. По своей конструкции движение более теплых и более холодных газов и жидкостей вызывает общее замедление, хотя идеальный баланс никогда не может быть достигнут.

Принцип тепловой конвекции можно легко увидеть, открыв дверцу в печь с подогревом.

Когда дверь открывается, поток горячего воздуха сразу же поднимается вверх из духовки. Если бы поставить небольшой флажок у основания духовки, этот флаг развевался бы в направлении духовки, когда прохладный воздух наполняется, когда горячий воздух поднимается. Когда этот более холодный воздух нагревается, он также поднимется.

Воздух, который поднимается, вытесняет более холодный воздух над ним, часто вытесняя его в сторону и, в конечном итоге, вниз. Этот воздух будет оставаться на этом более низком уровне, пока не будет подогрет, и снова начнет подниматься. Этот процесс теплового потока повторяется до тех пор, пока источник тепла не будет нейтрализован, а температура по всей площади не меняется. Если этого не произойдет, процесс будет продолжаться бесконечно.

Процесс также виден в воде и не всегда полезен. Например, если поверхность озера быстро остывает, вода под ней, которая теплее, поднимается вверх. При таком подъеме может появиться мертвое вещество, такое как водоросли, которые медленно разлагаются на дне озера. Под воздействием воздуха и солнечного света, разлагающееся вещество увеличивает скорость разложения и может поглотить кислород из озера. Таким образом, в этом примере тепловая конвекция является косвенным способом причинения большого вреда живой экосистеме.

Несмотря на предыдущий пример, тепловая конвекция обычно считается полезным явлением. Большинство печей и печей работают по принципам, связанным с тепловой конвекцией, что делает жизнь большинства людей более комфортной. Кроме того, умеренная температура в экосистеме часто очень полезна для форм жизни, которые живут в системе. Тепловая конвекция также является одной из основных движущих сил в погоде.

ДРУГИЕ ЯЗЫКИ

Menumaster JET514V профессиональная печь комбинированная СВЧ, конвекция

Профессиональная печь комбинированная СВЧ, конвекция Menumaster JET514V.

Печь микроволновая профессиональная с электронным управлением, конвекцией имеет программируемое меню на 100 блюд.

Размер камеры – 330 х 381 х 266 мм. Объем камеры – 34 л. Мощность генератора – 1400 Вт. Мощность конвекции – 2700 Вт. Рабочая температура — макс. + 250 С. Комбинирование конвекционного и микроволнового нагрева позволяют выпекать и поджаривать блюда до 4 раз быстрее. Печь программирует до 4 шагов режима приготовления, который можно выбрать одним прикосновением пальца к сенсорной панели. Рабочая камера из нержавеющей стали. Наличие 11 уровней мощности позволяет готовить блюда из свежих и замороженных продуктов. Печь оснащена электронным дисплеем, таймером обратного отсчета на 99 мин 59 с, непрозрачной дверцей, функцией размораживания. Время предварительного разогрева до + 232 С – 7 мин. Печи можно устанавливать друг на друга. Допускается эксплуатация без вытяжного зонта, благодаря каталитическому нейтрализатору отработавших газов, который расщепляет жиры и другие углеводороды во время цикла приготовления и очищает воздух в рабочей камере. Изменения (в сравнении с DS1400E): 2 магнетрона сверху, USB программирование, улучшенная система конвекции, снижена температура корпуса печи, черные крашеные стенки корпуса, литая дверная ручка, режим «только СВЧ», магнитный передний фильтр, съемный бункер для отходов.

40 лет назад Litton Industries, один из лидеров и новаторов в области СВЧ-оборудования, представил бренд MENUMASTER. Около 20 лет назад компания Amana® приобрела бренд Menumaster.

В настоящее время Amana и Menumaster стали синонимами ― брендами, которые представляют решения по высокоскоростному приготовлению пищи. Бренд Menumaster обеспечен превосходным обслуживаем и всесторонней поддержкой (как сервисной, так и кулинарной). Долгая история развития, а также приоритет качества и надежности оборудования позволяет считать печи Menumaster лучшим помощником на профессиональной кухне.

Amana® представляет линейку печей, которые смогут удовлетворить запросы любого предприятия питания: от моделей малой мощности до сверхмощных печей с двумя магнетронами, рассчитанных на высокие нагрузки в течение дня.

Компания Amana® с гордостью может сказать, что является единственным производителем СВЧ-печей, имеющим завод по сборке на территории США.

Печам Menumaster доверяют ведущие мировые ресторанные сети и сети фаст-фуда, так как они уверены в надежности и выносливости этих печей. Подтверждением высокого уровня продукции стала награда «Лучший в отрасли» в сегменте СВЧ-печей, которую компания Menumaster получила по итогам 2011 года. Данная награда вручается по итогам опроса клиентов, дилеров и экспертов ресторанного рынка.

как выбрать духовой шкаф с конвекцией?


Конвекция в духовом шкафу и прочие новомодные хитрости позволяют современным хозяйкам не беспокоиться за качество выпечки. А вот лет 20 назад чего только не делали наши мамы и бабушки, чтобы заставить духовку хорошо работать. Подкладывали кирпичи, ставили тазик с водой на дно, переставляли противень с уровня на уровень. И всё для того, чтобы получить продукты, равномерно пропеченные со всех сторон. Поэтому главный вопрос, который волнует покупателей перед приобретением плиты или духового шкафа: «Как будет печь духовка?» В самом деле, плиты меняют редко: раз в 10, а то и раз в 15 лет. Поэтому одна неудачная покупка будет доставлять неудобства владельцу долгие годы. От чего зависит качество выпечки духового шкафа? Частично от её конструкции, частично – от наличия дополнительных функций, в том числе конвекции.

Электрический духовой шкаф

Существует общепризнанное мнение, что электрические духовые шкафы пекут лучше газовых. Это действительно так. Объясняется это просто – разницей в конструкции. В газовых моделях только один источник тепла – горелка, расположенная в нижней части камеры. А в электрических как минимум два, причём один ТЭН греет сверху, а другой снизу, тем самым обеспечивая равномерное запекание продукта. Однако, если в такой шкаф поставить сразу два пирога на разных уровнях, пропекутся они неодинаково. Один сильнее зажарится сверху, другой снизу, в зависимости от того, какая сторона будет ближе к ТЭНу.

Газовый духовой шкаф

Как уже упоминалось ранее, в газовом шкафу установлена только одна горелка внизу, поэтому равномерного распределения тепла достичь сложнее. В первую очередь стараются снизить теплопотери, оборачивая камеру изоляционными и отражающими материалами. Уплотняют зазоры между камерой и дверцей, устанавливая в последней 2-3 стекла.

Наверняка многие хозяйки замечали, что по краям противней проделаны отверстия. Это нужно для того, чтобы металлический лист не препятствовал прохождению тепла, и оно свободно поступало наверх. Однако несмотря на все эти ухищрения, не всегда удаётся добиться хорошей выпечки. Частично это можно объяснить особенностями приготовления на газе. В процессе работы образуются продукты горения, которые необходимо удалять. Поэтому герметичной камера в духовом шкафу быть не может в принципе, а, следовательно, теплопотерь не избежать.


Что такое конвекция?

На данный момент производители стараются компенсировать недостатки конструкции путём добавления дополнительных функций, самая популярная и эффективная из которых – режим конвекции в духовом шкафу.

Под конвекцией понимают вентилятор, встроенный в заднюю стенку, который равномерно распределяет тепло по всему объёму духового шкафа. При активации функции воздух постоянно циркулирует, выравнивая температуру во всех углах.

Преимущества конвекции

  1. Быстрее разогревается духовка.
  2. Поскольку температура по всему объёму шкафа одинакова, пироги пропекаются равномерно. Переставлять лист задом наперёд, чтобы края пирога зарумянились одинаково или менять уровни во время приготовления, не требуется.
  3. Блюда готовятся быстрее, меньше пригорают.
  4. Появляется возможность готовить на нескольких уровнях сразу. Пожалуй, это одно из главных преимуществ конвектора.

Действительно, сколько раз хозяйки сталкивались с ситуацией, когда необходимо готовить одновременно и гарнир и мясное? А когда приходится печь торт из нескольких коржей? В последнем случае готовка затягивалась на несколько часов: сначала ставился первый корж, когда он пропекался – второй, потом третий и так далее. О том, чтобы одновременно готовить несколько коржей на разных уровнях, оставалось только мечтать. В духовке с конвекцией можно разложить тесто на нескольких противнях, и оно на всех пропечется одинаково хорошо.

Для чего еще стоит выбрать прибор с конвекцией? Далеко не все знают, что конвекцию можно использовать для сушки ягод и зелени. Как обычно сушили раньше в духовых шкафах? Раскладывали продукты на противне и включали минимальный нагрев, открывали дверцу. Чтобы ягоды не подгорели, приходилось регулярно их перемешивать и следить за температурой. В случае использования конвекции в духовом шкафу всё становится намного проще. Вентилятор обдувает зелень и ягоды равномерно, в результате они сушатся быстро и не подгорают. Верхние и нижние нагреватели при этом можно вообще не включать – с конвектором часто соседствует дополнительный маломощный круговой ТЭН, который включается вместе с вентилятором.

В духовых шкафах конвекция очень часто сочетается с другими способами нагрева. Чем дороже модель, чем больше функций у неё имеется, тем больше комбинаций для приготовления разнообразных блюд может в ней быть.

Самые полезные программы

  • Обычная конвекция. Применяется для подогрева тарелок к празднику, подготовки (поднятия) теста перед выпечкой. Используется для сушки ягод, зелени, нарезанных ломтиков фруктов и овощей. Также ее можно выбрать для запекания сочных продуктов с минимальной прожаркой, подходящих для диетического питания. Конвектор пригодится, если нужно разморозить большой объём продуктов, который не поместится в камеру микроволновой печи, например, тушу индейки к Рождеству.

  • Конвектор и нижний нагреватель. Этот режим применяется для приготовления пиццы, хлеба, пирогов. Основной жар идёт снизу, пропекая тесто, а горячий воздух растапливает сыр.
  • Конвектор, нижний нагреватель и гриль. Режим оптимален для приготовления замороженных продуктов, в том числе полуфабрикатов. Такая комбинация нагревателей позволяет не просто запечь продукты, но и образовать на их поверхности румяную корочку.
  • Турбо гриль. В этом режиме включается конвектор, верхний нагреватель и гриль. Используется для жарки больших кусков мяса, запекания корочки на продуктах.
  • Следует уточнить, что все эти режимы, кроме первого, предполагают приготовление только на одном уровне. Если установить в духовом шкафу несколько противней, эффективность комбинаций падает.

Двойная конвекция

Существуют модели, в которых установлено два конвектора, расположенных один над другим. Такая конструкция встречается в духовых шкафах фирмы Samsung, например, Samsung BTS14D4T. Два вентилятора распределяют воздух эффективней, чем один. Если в моделях с одним конвектором пироги на разных уровнях могут получаться пропечёнными неодинаково (на среднем ярусе обдув более интенсивный, на нижнем менее), то с двумя такой проблемы не возникнет. Каждый вентилятор обдувает свой уровень, поэтому продукты пропекается одновременно.

Следует уточнить, что духовой шкаф с конвекцией стоит приобретать в том случае, если владелец будет регулярно готовить на этом режиме, поскольку такая функция существенно увеличивает стоимость техники.


Духовой шкаф электрический с конвекцией Sencer

В отличие от громоздкой кухонной плиты, которая очень часто направлена только на качественное приготовление еду на варочных поверхностях, но не в духовом шкафу, отдельно стоящий духовой шкаф SENCER – это в корне дела универсальное приспособление.

Во-первых, вы можете поставить его на кухне, где вам это будет наиболее удобно, например, на такой высоте, чтобы к духовке не было необходимости наклоняться при ее использовании. Управление у духовки – привычное механическое, посредством поворотных переключателей. Но главной особенностью такого духового шкафа является встроенная конвекция. Режим конвекции позволяет успешно запекать большие куски мяса, печь чудесные пирожки и большие пироги, делать нежные меренги, и даже просто высушивать травы, цедру цитрусов или сухарики. Включенная конвекция позволит вам использовать с максимальной эффективностью весь объем духового шкафа: даже если вы поставите внутрь два или три противня, все равномерно пропечется.

Во-вторых, вы сможете самостоятельно выбирать необходимый режим работы, температурный режим, и устанавливать таймер, который отключить духовой шкаф через заданное количество времени.

 

  • Три режима нагрева, а также возможность ручной регулировки температуры в духовке позволяют готовить в ней широкий выбор блюд.
  • Очень удобно наличие таймера с выставлением времени выпечки, что больше чем достаточно для приготовления большинства блюд.
  • Корпус шкафа сделан из качественной нержавеющей стали с эмалированным покрытием.
  • Встроенная конвекция позволит вам пропечь равномерно большие куски мяса или объемные пироги равномерно и быстро.
  • Встроенная подсветка позволит вам полностью контролировать процесс приготовления, не открывая стеклянную дверцу шкафа.
  • В комплекте с духовым шкафом идут 2 листа: круглый и квадратный.

ХАРАКТЕРИСТИКИ:

  • Материал корпуса: нержавеющая сталь
  • Объём духовки: 38 л
  • Мощность подключения: 1500 Вт
  • Управление: механическое, поворотные переключатели
  • Режимов нагрева: 3
  • Регулирование температуры: есть, 50-300 °С
  • Таймер: есть, 0-90 мин
  • Число стекол дверцы: 1
  • В комплекте: духовой шкаф, 2 листа (круглы, квадратный), решетка
  • Срок гарантии: 1 год
  • Производство: Турция

Что такое естественная конвекция — Ваша техника

Конвекция (от лат. convecti — «перенесение») – это физическое явление, при котором наблюдается перенос теплоты в жидкости или газе, или же сыпучих средах при помощи потока вещества. В зависимости от порождающих причин, конвекция бывает: естественной (свободной) и вынужденной. В твердом теле и вакууме данное явление невозможно.

Конвекция в веществе возникает самопроизвольно под воздействием неравномерного прогревания в зоне тяготения. Осуществляется нагрев нижнего слоя вещества, в процессе чего тот становится легче и «поднимается». Верхний слой, напротив, становится тяжелее при остывании и опускается на нижний уровень. При повышении разницы температур между отдельными частями среды величина доли переноса в свободной конвекции становится выше. При этом наблюдается уменьшение скорости вынужденного движения.

Простейшим примером естественной конвекции в природе является движение тектонических плит. Свободная конвекция отлично проявляется в таких атмосферных явлениях, как образование облаков. Также благодаря этому явлению на Солнце появляются солнечные пятна и гранулы.


Вынужденная конвекция  представляется собой движение жидкостей, вызываемое внешними поверхностными силами, которые создаются при работе компрессора, насоса и т.д. Главное отличие вынужденной конвекции от свободной – вынужденная может не сопровождаться теплообменом. В таком случае осуществляется конвективный перенос масс. Другим важным отличием является то, что для вынужденной конвекции характерно воздействие внешних тел.

Наглядным примером такого явления можно считать процесс перемешивания жидкости при помощи ложки.

Выводы:

  1. Конвекция в веществе возникает самопроизвольно под воздействием неравномерного прогревания.
  2. Свободная конвекция часто встречается в природе.
  3. Вынужденная конвекция может не сопровождаться теплообменом.
  4. Для вынужденной конвекции характерно воздействие внешних поверхностных сил.

 

Источник: thedb.ru

Вода — плохой проводник теплоты, а воздух еще хуже. Почему же тогда вода быстро прогревается в чайнике, температура воздуха в разных частях комнаты одинакова? Причина этого — земная гравитация, а процесс, возникающий в газах и жидкостях под действием земного притяжения называется конвекцией.


Источник: elementy.ru

Вода в чайнике полностью и быстро прогревается, так как нижние слои, нагреваясь, расширяются, становятся легче и поднимаются вверх, а их занимают более тяжелые, холодные слои. Нагреть воду в невесомости будет не так то просто.

Почему радиаторы отопления устанавливают, как можно ближе к полу, а форточки открываются вверху окна? Батареи, чтобы не мешались, можно бы поднять наверх, а форточку сделать пониже. Но если бы кто-то так сделал, то сразу бы обнаружили, что комната при новом устройстве не прогревается и не проветривается.

Потому что у конвекции есть один замечательный закон: чтобы конвекция произошла нагревать надо снизу, а охлаждать сверху.

Источник: severdv.ru

С воздухом в комнате происходит тоже самое,что и с водой, при нагревании в чайнике. Воздух в нижних слоях начинает нагреваться от радиатора отопления. Он расширяется и поднимается к потолку. Его место внизу занимают холодные, тяжелые слои воздуха. То есть идет постоянное перемешивание, непрерывное течение воздуха — теплого снизу вверх и холодного сверху вниз.

Открыв окно для проветривания мы запускаем поток холодного воздуха, он тяжелый и опускается вниз, вытесняя теплый в открытое окно.

Печное отопление, камины, трубы в котельных, керосиновые лампы — все эти устройства требуют так называемой тяги. Чем выше труба, тем лучше будет гореть топливо (дрова, уголь и т.п), то есть будет лучше тяга.

Потому что тяга — это скорость, с которой холодный воздух устремляется в топку печи, горелку лампы. И она зависит от разности давлений холодного воздуха вне трубы и теплого воздуха в трубе. Чем выше столб воздуха, тем больше будет разность давлений. Поэтому трубы котельных высокие, а заводов еще выше.

Источник: oboiman.ru

В условиях невесомости, такое явление, как тяга возникать не будет. Да и вообще конвекции в невесомости не будет. Поэтому в космическом корабле не получится пользоваться спичками или зажигалками. Продукты сгорания не будут подниматься и не будут давать гореть пламени. «Задушат «его.

Воздух — теплоизолятор, и с его помощью можно сохранять тепло, но только при условии, что мы избежим конвекции. Конвекция уничтожает теплоизоляционные свойства газов. Устранить конвекцию можно, применяя пористые и волокнистые материалы. Они удерживают слой воздуха, не дают ему конвектировать.

Источник: baskcompany.ru

Например, есть такой уникальный материал — гагачий пух. Из такого пуха можно изготовить спальный мешок весом меньше полукилограмма из-за исключительной тонкости волокон. Полкилограмма этого пуха могут задержать столько же воздуха, как десять килограмм ваты.

Двойные, тройные стеклопакеты (рамы) — это тоже способ борьбы с конвекцией. Воздух между стеклами не участвует в конвекции с воздухом в комнате. Всякое движение воздуха усиливает перемешивание и увеличивает передачу тепла.

Вот такая она — конвекция.

Источник: zen.yandex.ru

Естественная конвекция 

Изучение естественной конвекции, ее процессов и свойств имеет очень важное значение для стабильной работы многих технических систем, так как это напрямую связано с отводом тепловой энергии. В случае, когда обычные способы сброса избыточного тепла являются недостаточно эффективными, применяются принудительную конвекцию.

Самыми распространенными отопительными приборами являются конвекторы, в которых основная часть теплоносителя подается как раз посредством конвекции, например конвекторы из оребренных труб, по которым перемещается теплоноситель. Сама труба заключается в специальный кожух с отверстиями для прохода воздуха.

Привычные всем радиаторы отопления совмещают в себе принципы естественной и принудительной конвекции. Внутри радиаторов теплоноситель перемещается принудительно, но обогрев непосредственно самого помещения происходит посредством естественных процессов.

Тем не менее, в некоторых случаях необходимо подавлять естественную конвекцию, чтобы снизить потери тепла. Это, к примеру, происходит в солнечных коллекторах, когда снижение теплопотерь через прозрачную изоляцию является первостепенной задачей.

Еще одним широко используемым в быту и промышленности прибором, основанным на принципе конвекции, является воздухонагреватель. Его используют не только для обогрева помещений, но также для продувки доменных печей и других целях. Когда воздухонагреватель работает в режиме нагрева, продукты сгорания устремляются вверх и попадает в коллектор. В режиме продувки холодный воздух забирает тепловую энергию, аккумулирующуюся в коллекторе, после чего сам нагревается и направляется в воздухопровод, где и используется в различных целях.

Вынужденная конвекция 

Когда происходит процесс течения жидкости, то непосредственно к поверхности твердого тела образуется пограничный неподвижный слой. Теплота передается через этот слой путем теплопроводности. плотность теплового потока через пограничный слой пропорциональна разности температур жидкости и поверхности тела

Источник: spravochnikvs.com

Конвекция

Если жидкости и газы обладают низкой теплопроводностью, то как же тогда нам удаётся достаточно быстро прогреть воздух в помещении и вскипятить воду?

ЯВЛЕНИЕ ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ В ВОЗДУХЕ

Находясь рядом с горячей плитой, можно почувствовать тёплые струи воздуха, поднимающиеся над ней. Этот же эффект хорошо ощущается, если сверху поднести руку к горящей свече или горящей электрической лампочке.

Это физическое явления используется в игрушке «музыкальная ёлочка». Когда зажигаются свечки, под действием возникающих струй тёплого воздуха, направленных вверх, вертушка начинает вращаться, а колокольчики — звенеть.

Если сделать из бумаги спираль и поместить её над включённой электрической лампочкой, как показано на рисунке, под действием поднимающегося нагретого воздуха спираль начнёт вращаться.

В этом опыте, так же как и в игрушке «музыкальная ёлочка», происходит нагревание воздуха, находящегося вблизи горящей лампочки или свечи. При этом он расширяется, и его плотность становится меньше плотности окружающего холодного воздуха. Под действием выталкивающей (архимедовой) силы со стороны холодного воздуха тёплый воздух вытесняется вверх. Образовавшийся воздушный поток и вращает спираль.


ЯВЛЕНИЕ ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ В ЖИДКОСТИ

Аналогичные явления происходят и при нагревании жидкости, если источник тепла находится снизу.

Нагретые слои жидкости имеют меньшую плотность. Поэтому сила тяжести, действующая на них, становится меньше архимедовой силы, действующей на эти слои со стороны окружающей жидкости. Вследствие этого нагретые слои воды начинают подниматься вверх, а на их место опускаются более холодные слои жидкости. Этот процесс продолжается до тех пор, пока вся жидкость не прогреется одинаково по всему объёму.

Рассмотрим следующий опыт. На дно колбы с водой аккуратно опустим несколько кристалликов любого красителя (например, марганцовокислого калия). Начнём нагревать колбу снизу. Сразу станет хорошо видно, как со дна колбы поднимаются окрашенные струйки воды.

КОНВЕКЦИЯ

При нагревании воздуха или воды снизу происходит теплопередача, обусловленная переносом вещества и отличающаяся от теплопроводности. Этот процесс называют конвекцией (от лат. convectio — перенесение).

Конвекция — это вид теплопередачи, при котором энергия передаётся потоками (или струями) жидкости или газа.

В 7 классе мы говорили о том, что строение твёрдых тел отличается от строения жидкостей и газов. В твёрдых телах перенос вещества невозможен, поэтому конвекция наблюдается только в жидкостях и газах. В твёрдых телах она не происходит.

В закрытом помещении при работе отопительных приборов всегда возникает явление конвекции. Поэтому разница температур воздуха у пола и вблизи потолка может достигать нескольких градусов.


ЕСТЕСТВЕННАЯ И ВЫНУЖДЕННАЯ КОНВЕКЦИЯ

Различают два вида конвекции: естественную и вынужденную. Рассмотренные выше процессы нагревания воздуха и жидкости являются примерами естественной конвекции. Для её возникновения требуется либо подогрев жидкости или газа снизу, либо охлаждение сверху.

Вынужденная конвекция наблюдается в случае, когда потоки нагретой или охлаждённой жидкости или газа переносятся под действием насосов или вентиляторов.

КОНВЕКЦИЯ В ПРИРОДЕ

Конвекция является очень распространённым явлением в природе. Она выполняет основную роль в образовании в атмосфере потоков воздуха — ветров. Нагреваясь над одними участками земли и охлаждаясь над другими, воздух начинает циркулировать, перенося с собой энергию и влагу.

Эти же причины порождают дневные и ночные бризы — ветры, попеременно дующие от моря к суше днём и от суши к морю ночью. В течение дня температура земли становится заметно выше, чем температура моря. Соответственно и воздух, соприкасающийся с землёй, теплеет, расширяется и его плотность уменьшается. За счёт явления конвекции возникает циркулирующее течение воздушных масс. Ночью происходит обратный процесс, так как земля охлаждается до температуры, которая ниже, чем температура моря.

Благодаря конвекции птицы способны подолгу парить в воздухе. Разные участки земли прогреваются по-разному, и из-за этого возни кают восходящие воздушные потоки. Эти же потоки используются при полётах на дельтапланах.

Из-за конвекции нагретый пар из труб котельных и дым из печных труб при отсутствии ветра поднимаются вверх, так как имеют более низкую плотность, чем окружающий воздух.

В быту мы привыкли к тому, что при нагреве воды источник тепла располагается снизу. Нагревательные приборы в комнате также всегда расположены внизу.

Опыты показывают, что при нагревании сверху как жидкостей, так и газов конвекции не происходит. В этом случае просто не возникает выталкивающая сила, так как нагретые слои с меньшей плотностью располагаются сверху.

Естественная и вынужденная конвекция лежат в основе действия отопительной системы зданий. Нагревание воды может производиться либо непосредственно в здании при помощи специального котла, либо за пределами отапливаемого помещения при наличии системы центрального отопления. Горячая вода, поступающая в дом или нагретая в котле, поднимается вверх, а затем спускается по трубам и распределяется по помещениям, отдавая тепло в радиаторах.


Вы смотрели Конспект по физике для 8 класса «Конвекция».

Вернуться к Списку конспектов по физике (Оглавление).

Источник: xn--8-8sb3ae5aa. xn--p1ai

Вынужденная и естественная конвекция – в чем разница?

Конвекция основана на расширении вещества с более низкой температурой в момент контактирования с горячей массой. При нагревании элемент становиться менее плотным. А значит, происходит снижение его массы в относительно холодных условиях окружающей среды.

Это явление мы наблюдаем, когда происходит распространение тепла при нагревании обычной воды.

Конвекцию можно подразделить на два вида:

  • Естественная или самопроизвольная проявляется под воздействием неравномерности нагрева слоёв. Нагреваясь, залегающие в глубине пласты стремятся на верх, а верхние – остывая, тяжелеют и уходят на дно. Такое движение происходит само собой, без какого-либо вмешательства извне.

Она может развиваться по ламинарному и турбулентному типу. Примером естественного конвекционного явления можно назвать облака, тектонические движения участков земли, образование солнечных гранул.

  • Принудительная, другими словами вынужденная – происходит путём механического перемешивания с помощью различных мешалок. Её используют для повышения эффективности естественных процессов.

К естественной конвекции относится разнотемпературный режим слоёв жидкости, воздушного пространства, океанической воды, устойчивые движения воздушных масс.

К вынужденной – механическое перемешивание слоёв жидкости предметом типа мешалки, насоса, вентилятора.

Причины явления и его виды

  • Обычная – под воздействием архимедовой силы, возникает в гравитационном поле из-за разной температуры слоёв.
  • Термокапилярного типа – возникает в связи с поверхностным натяжением.
  • Концентрационного типа – зависит от концентрации раствора.
  • Термомагнитного типа – возникает в гравитационном поле при взаимодействии с магнитным.
  • Гранулярного типа – характерна для сыпучей среды.
  • Термострессового типа – возникает из-за темературного напряжения.
  • Термодинамического типа – возникает в связи с переносом тепловой энергии потоком из-за силы тяжести, если нагрев не равномерен (характерна для газов, в текучих и сыпучих средах).

Движение воздуха в отапливаемом помещении

В этом случае тёплый воздух движется потоками вверх, а холодный – вниз. Когда отопление включено, ближе к потолку воздух в комнате намного теплее, чем над поверхностью пола. Это легко объяснить Архимедовым законом. Только в данном случае тепловое излучение нагревает тела.

Как гласит закон, увеличивается температура – увеличивается объём любой жидкости. Условием такого развития событий является нагрев ёмкости снизу, когда тёплый менее плотный поток устремляется вверх, а более холодные слои, а значит, и более плотные, – вниз.

Если же нагревать ёмкость сверху, то никакого движения внутри жидкости не происходит, а значит и конвекция отсутствует.

История возникновения понятия

Оно было предложено впервые английским учёным В.Прутом в 1834 г. Словом «конвекция» он назвал движение тёплых потоков в нагреваемых жидких средах.

Теоретическое обоснование этому явлению было дано в 1916 г. Опытные исследования проводились с жидкостями, помещёнными в определённые ёмкости, подогреваемые в нижней части.

Исследователи заметили, что потоки диффундируют и переходят на уровень конвекции только тогда, когда температура жидкости близко подходит к отметке критической.

Эти экспериментальные данные стали свидетельством движения тёпловых потоков под воздействием Архимедовой силы.

Примеры различных конвекций

Естественная разновидность конвекции хорошо прослеживается в условиях отапливаемого помещения.

Принудительный вид конвекции характеризуется механическим воздействием. Когда происходит перемешивание каким-либо прибором или техническим устройством, к примеру, обычной ложкой или электронасосом.

Конвекционные процессы не происходят в твёрдых телах. Причиной тому является сильное взаимопритяжение их составляющих. Нагреваясь, твёрдые тела излучают тепловую энергию благодаря свойству теплопроводности.

Большое значение для космической отрасли имеет конвекция капиллярного типа, которая происходит благодаря температурным скачкам при движении жидкости по трубопроводу.

Распространённым примером конвекции является работа бытовых холодильников. Холодный фреон, находящийся в газообразном состоянии, движется по специальным трубкам, охлаждая воздух в верхних слоях. Тогда более тёплый поток устремляется вверх, а холодный – вниз, что создаёт температуру оптимальную для сохранения свежести продуктов.

Внутрипланетарная конвекция

Образование внутри земной коры залежей газа – яркий пример внутрипланетарной конвекции. Дело в том, что центральное ядро планеты Земля жидкое, с большой внутренней плотностью. Эта расплавленная лава богата металлами.

Далее расположен слой литосферы, характерным состоянием которого является полужидкое. Поверхность земли образует земную кору. Состоящая из ряда платформенных участков литосфера, постоянно движется по жидкой поверхности ядра.

Конвекционные процессы возникают из-за разности температур отдельных участков жидкого земного ядра. Под воздействием этого природного явления происходит смещение материковых участков суши и сдвиг океанического ложа.

Источник: askonline.ru


мультиварку, мини-печь с конвекцией или аэрогриль?

Этот текст написан в Сообществе, в нем сохранены авторский стиль и орфография. Профиль автора

Мой сын очень любит пиццу, картошку фри, сырные палочки и вареники, обжаренные во фритюре. Оставим вопрос о полезности таких блюд: я в курсе, что такое здоровое питание, поэтому стараюсь компенсировать фритюр увеличенной долей свежих овощей и фруктов в рационе сына. Однако ребенком я занимаюсь в одиночку, поэтому стараюсь максимально оптимизировать все хозяйственные хлопоты, чтобы было время и на другие занятия.

Например, покупаю «оптом» большие упаковки полуфабриката фри, потому что устала делать ломтики из цельного картофеля. В качестве фритюрницы использую небольшую стальную кастрюлю и дуршлаг, в котором погружаю заготовки в кипящее масло, но это неудобно: много брызг масла и нагара, масло приходится менять постоянно, плита и рабочая зона вечно в пятнах жира, посуду для приготовления приходится регулярно чистить от нагара. Еще много тратится бумажных салфеток — их приходится использовать для удаления излишка масла в готовом блюде. Однажды у нас даже взорвалось масло в процессе его разогревания: с громким хлопком выстрелило прямо в потолок, оставив на нем жирные пятна и напугав меня и ребенка.

Недавно я увидела такой прибор, как аэрофритюрница (названия класса товаров разнятся: где-то они называются мультипечь, где-то — аэрогриль). Это разновидность аэрогриля, в котором используется технология обжарки горячим воздухом, разогретым до 360°С. Описание девайса гласило, что масла для жарки не требуется совсем, а сам процесс приготовления — быстрее, чем в духовке, да и блюда получаются сочными, с аппетитной корочкой. Управление — максимально простое и доступно даже ребенку, что для меня большой плюс. Отзывы покупателей, в основном, восторженные.

Примечание: аэрофритюрница отличается от классического аэрогриля тем, что рабочая емкость — из металла с антипригарным покрытием, а не из стекла, и, чаще всего, значительно меньше по размеру. Например, запечь курицу целиком в аэрофритюрнице вряд ли получится. Но нам столько и не надо: небольшая пицца, порция картошки, сырных палочек, а иногда — поп-корна — это все, что нужно, чтобы разгрузить меня от хлопот, а сына постепенно приучить к самообслуживанию. Ведь процесс приготовления максимально прост и безопасен: заготовку — в чашу, чашу — в прибор, нажал кнопку, через 15 минут — готово. Вытряхнул на тарелку, не прикасаясь — и ешь.

Внешне аэрофритюрница больше напоминает мультиварку, а функционально — небольшую электродуховку с конвекцией — мини-печь. Некоторые модели аэрофритюрниц имеют функцию отложенного старта, что очень мне импонирует, так как я надеюсь, что в этой микро-духовке можно будет запекать, например, кашу (как в горшочке) на завтрак ребенку. Но это не точно: отзывов о запекании каш в аэрофритюрнице я не нашла. И в этом для меня загвоздка: у многих мультиварок есть функция фритюра (правда, в этом случае масло нужно), и — совершенно точно — функция отложенного старта.

Как вариант я рассматриваю покупку мини-печки с режимом конвекции. По объему она значительно больше — можно испечь больше пирожков, печенья или булочек, запечь птицу целиком. Но с ее обслуживанием ребенок точно не справится: корпус и передняя дверца сильно нагреваются в процессе, не говоря уже о самой форме для запекания, а ребенок у меня — не из самых осторожных и внимательных. В плане простоты и безопасности аэрофритюрница лидирует: корпус не нагревается, достать готовое блюдо — проще простого.

В бюджет я могу заложить покупку только одного прибора из вышеперечисленных. Можно было бы взять аэрофритюрницу и в дополнение к ней — недорогую и небольшую рисоварку. Но у последней, в этом случае, точно не будет функции отложенного старта, а значит, с идеей полезных завтраков для сына без моего участия придется распрощаться… Да и функционал у такого прибора будет сильно урезан по сравнению с обычной мультиваркой. Плюс не хочется уставлять всю свою небольшую кухню электроприборами (там и так уже есть соковыжималка, кофеварка, кофемолка и чайник). Аэрофритюрница в этом плане очень привлекает меня своей компактностью и герметичностью — никаких запахов и нагара на кухонной мебели.

В общем, нужно что-то одно. Какой прибор вы бы выбрали на моем месте и почему?


Газовые духовые шкафы с конвекцией Freggia — Статьи и советы — Freggia

Технология «газ с конвекцией» – настоящее достижение в области газового оборудования. И Freggia одной из первых начала использовать ее именно в газовых духовых шкафах.

Технология «газ с конвекцией» – настоящее достижение в области газового оборудования. И Freggia одной из первых начала использовать ее именно в газовых духовых шкафах. Внутри такой духовки тепло распределяется равномерно благодаря специальному вентилятору, встроенному в заднюю стенку. То есть он может работать одновременно с основной газовой горелкой духового шкафа и не тушить пламя.

В режиме принудительной конвекции хорошо пропечется и лазанья, и десерт: вы можете готовить любые блюда одновременно, разместив их на разных уровнях духовки, и не бояться, что нижнее пригорит. При этом и запахи смешиваться не будут!

Возможности газового духового шкафа Freggia не уступают возможностям современных электрических многофункциональных духовок и, что важно, он намного экономичнее благодаря использованию более дешевого газа вместо дорогой электроэнергии. К тому же, далеко не во всех домах старой постройки со старой проводкой можно установить электрическую духовку, так что газовый духовой шкаф с конвекцией от Freggia – долгожданная и более чем выгодная альтернатива.

Отдельного внимания заслуживает тот факт, что все без исключения духовые шкафы Freggia оснащены каталитической системой самоочистки задней панели. Если вы когда-либо занимались очисткой духовки, то прекрасно знаете, что привести в порядок заднюю панель духового шкафа сложнее всего из-за труднодоступности. Более того, некоторые модели духовых шкафов оборудованы еще и боковыми каталитическими панелями – такая духовка заботится о себе практически самостоятельно, с вашим минимальным участием.

Что такое каталитическая очистка? Это современная высокоэффективная технология, суть которой состоит в следующем: загрязнения, попавшие на каталитические панели, при воздействии высокой температуры (200°С и выше) разлагаются, после чего вы можете легко удалить их с остывшей поверхности. Благодаря этому у вас без труда получится содержать духовой шкаф в чистоте.

Обратите внимание на то, что за каталитическими панелями не нужно дополнительно ухаживать на протяжении всего срока службы духового шкафа.

Функции газового духового шкафа  с конвекцией Freggia:

1. Традиционный статический нагрев подразумевает работу только основной газовой горелки, расположенной внизу духовки. Такой тип нагрева должен быть вам знаком по советским газовым плитам. Готовить можно только на одном уровне, поскольку тепло в духовом шкафу в этом режиме распределяется неравномерно. (Умелые хозяйки наловчились в течение готовки постоянно переставлять верхнее и нижнее блюдо местами, но в духовом шкафу Freggia это лишнее, поскольку в ней есть режим принудительной конвекции.)

В духовке Freggia использовать традиционный статический нагрев целесообразно, если вы решили готовить лишь на одном уровне. Режим отлично подходит для приготовления любого типа жареных блюд, хлеба, пирогов, бисквитов, безе, буше, песочного теста, кексов и выпечки в целом.

2. Газовая горелка с конвекцией – эксклюзивный режим духового шкафа Freggia. Идеально подходит для приготовления мяса, рыбы, птицы, овощей, а также д ля приготовления нескольких блюд на разных уровнях духовки. При этом все блюда в режиме газа с конвекцией равномерно пропекаются, не подгорают, готовятся быстрее и без смешивания запахов. 3. Гриль. Работает, в зависимости от модели, только электрический или газовый нагревательный элемент гриля, расположенный вверху духового шкафа. Воспользуйтесь этой функцией, если хотите сымитировать приготовление на костре – продукты обретут специфический аромат, вкус и румяный внешний вид. Мясо, приготовленное на гриле, получается сочным и нежным. Кроме того, интенсивное тепло, которое выделяется при работе гриля, можно использовать и для жарки на противне.

4. Электрический гриль с конвекцией – функция, при которой блюда на гриле получаются более сочными, большие куски лучше пропекаются за счет того, что духовой шкаф быстрее нагревается и быстрее готовит.

5. Работает только внутренний вентилятор. Этот режим предназначен для разморозки и сушки продуктов. Нагревательные элементы при этом «отдыхают». Вы можете пользоваться этой функцией, чтобы разморозить и/или высушить еду с помощью одного лишь движения воздуха, который будет циркулировать при имеющейся температуре. Во время такой разморозки их вкус и внешний вид не меняются.

6. Освещение. Функция освещения внутреннего пространства духового шкафа возможна благодаря встроенной лампе. При включенном освещении отличный обзор духовки Вам обеспечен, поэтому контролировать процесс приготовления блюд будет легко, ориентируясь на их внешний вид и при этом не открывая дверцу. Таким образом в духовку не будет лишний раз врываться холодный воздух, что критично важно при выпекании дрожжевого и бисквитного теста. А наблюдая сквозь закрытую дверцу за приготовлением большинства других блюд, Вы сможете выиграеть время: поскольку в духовке не будет падать температура, они приготовятся быстрее.

Газовые духовые шкафы с конвекцией Freggia:

      OMMB66W                        OMMB66X                    OMMB66B                        OGMB65X Вернуться к списку статей

Кто открыл конвекционные токи? — Ответы на все

Кто открыл конвекционные токи?

Открытие конвекционных течений Бенджамином Томпсоном, графом Рамфордом.

Какие доказательства использовал Артур Холмс?

14 января 1890 года родился английский геолог Артур Холмс. Холмс был пионером в использовании радиометрического датирования минералов и был первым ученым-геологом, который понял механические и тепловые последствия мантийной конвекции, что в конечном итоге привело к принятию тектоники плит.

Кто предложил идею тепловой конвекции?

Артур Холмс постулировал свою теорию течений тепловой конвекции в 1928-29 годах для объяснения сложных проблем происхождения основных элементов рельефа земной поверхности.

Какой ученый впервые предположил, что тепловая конвекция в мантии вызывает дрейф континентов?

Эта теория была предложена немецким метеорологом и геологом Альфредом Вегенером в 1912 году и утверждает, что положение континентов на поверхности Земли значительно менялось с течением времени.

Кто предложил теорию мантийной конвекции?

геолог Альфред Вегенер
Эта теория была предложена немецким метеорологом и геологом Альфредом Вегенером в 1912 году и утверждает, что положение континентов на поверхности Земли со временем значительно изменилось.

Что вызывает конвекцию?

Конвекционные потоки являются результатом дифференциального нагрева. Более легкий (менее плотный) теплый материал поднимается вверх, а более тяжелый (более плотный) холодный материал опускается. Именно это движение создает модели циркуляции, известные как конвекционные потоки в атмосфере, воде и мантии Земли.

Какие 5 факторов использовал Вегенер?

Предлагая теорию дрейфа континентов, Альфред Вегенер опирался на данные о форме континентов, распределении растений и животных, сходстве ландшафтов, смежных рудных жилах, пролегавших между континентами, и распределении ледниковых отложений.

Сколько слоев земли у Холмса?

Холмс выделил два основных слоя: верхний слой или кора, состоящая из сиалического слоя, за которым следует верхняя часть сима. Нижний слой представляет собой субстрат, совпадающий с нижней частью симы Зюсса.

Чего не хватало в теории дрейфа континентов?

Самая большая проблема, с которой столкнулся Вегенер, заключалась в отсутствии прямых доказательств движения континентов (в то время не было GPS!), и не было известно ни одного механизма, который был бы достаточно мощным, чтобы перемещать целые континенты.

Почему возникает мантийная конвекция?

Первичных источников тепловой энергии для мантийной конвекции три: (1) внутренний нагрев за счет распада радиоактивных изотопов урана, тория и калия; (2) долговременное вековое охлаждение земли; и (3) тепло от активной зоны.

Как мантийная конвекция влияет на движение плит?

Геологи выдвинули гипотезу, что движение тектонических плит связано с конвекционными течениями в мантии Земли. Огромная жара и давление внутри земли заставляют горячую магму течь конвекционными потоками. Эти течения вызывают движение тектонических плит, составляющих земную кору.

Что происходит, когда возникают конвекционные потоки?

Какие 3 поддерживающих фактора теории Вегенера?

Что такое теория Артура Холмса?

За годы до того, как научное сообщество приняло теорию дрейфа континентов Альфреда Вегенера, Холмс предположил (правильно), как это могло произойти — через медленно движущиеся конвекционные потоки в мантии Земли, которые, как он предположил, могли заставить континенты приближаться или отдаляться друг от друга. , создавая новое дно океана …

Что является примером конвекционных потоков?

Простым примером конвекционных потоков является теплый воздух, поднимающийся к потолку или чердаку дома.Теплый воздух менее плотный, чем холодный, поэтому он поднимается вверх. Ветер является примером конвекционного течения. Солнечный свет или отраженный свет излучают тепло, создавая разницу температур, которая заставляет воздух двигаться.

Конвекционное течение – обзор

III.D Тектоника плит

В конце 1930-х годов голландский геодезист Феликс Венинг Мейнес (1887–1966) и американец Гарри Хесс (1906–1969) применили идею конвекционных течений для объяснения деформации вниз. океанической коры, связанные с гравитационными аномалиями в Карибском бассейне и Голландской Ост-Индии.Однако эта работа была прервана Второй мировой войной. В 1950-х годах британские геофизики, работающие над магнетизмом горных пород, возродили дрейф континентов как средство исследования магнитного поля Земли, одна группа в Имперском колледже под руководством П. М. С. Блэкетта (1897–1974), а другая в Кембридже (позднее в Ньюкасле) С. Кейт Ранкорн (1922–1995).

Обе группы нашли доказательства того, что горные породы сместились относительно магнитных полюсов Земли, поэтому сдвинулись либо континенты, либо полюса. Первоначально геофизики были более восприимчивы к идее полярных блужданий, но к концу 1950-х годов сравнительные данные из Индии и Австралии указывали на направление движения континентов по-разному.Вдохновленный этими результатами, Гарри Гесс пересмотрел конвекционные течения как движущую силу движения континентов и предложил гипотезу Роберта Дитца (1914–1995), названную расширением морского дна. Гесс предположил, что мантийная конвекция раздвигает земную кору на срединно-океанические хребты и вниз в океанических впадинах, вызывая миграцию континентов. Гесс интерпретировал океаническую кору как гидратную корку на серпентинизированной мантии; Дитц модифицировал это, чтобы образовать океаническую кору за счет подводных извержений базальта.Интерпретация Дитца позже была подтверждена прямым исследованием морского дна.

Тем временем американские исследователи Ричард Доэлл (1923 г.р.), Брент Далримпл (1937 г.р.) и Аллан Кокс (1923–1987 гг.) изучали другой аспект магнетизма горных пород: записи инверсий магнитного поля Земли. Подробные полевые исследования потоков базальтовой лавы убедили их в том, что инверсии не были результатом охлаждения или лабораторных процедур. На самом деле можно построить хронологию палеомагнитных инверсий — шкалу геомагнитного времени.Инверсии магнитного поля плюс расширение морского дна дополняют проверяемую гипотезу, независимо предложенную канадцем Лоуренсом Морли и британскими геофизиками Фредериком Вайном (род. в 1939 г.) и Драммондом Мэтьюзом (1931–1997 гг.): если морское дно расширяется, в то время как магнитное поле Земли меняется на обратное, то базальты, образующие дно океана, зафиксируют эти события в виде серии параллельных «полос» нормально и обратно намагниченных пород. После Второй мировой войны Управление военно-морских исследований США поддерживало исследования морского дна в военных целях, и были собраны большие объемы магнитных данных.Американские и британские ученые быстро приступили к изучению этих данных, и к 1966 году гипотеза Вайна и Мэтьюса была подтверждена.

В этот момент многие работники обратились к проблеме. Среди наиболее важных был Дж. Тузо Уилсон (1908–1993), который придумал еще одну проверку теории. Срединно-океанические хребты неоднократно смещались разломами; направление скольжения по этим разломам было бы одним, если бы имело место расширение морского дна, и противоположным, если бы этого не было. Уилсон назвал последние трансформными разломами, поскольку они превращают один сегмент спредингового хребта в другой. Сейсмические данные, проанализированные Линн Сайкс (р. 1937) в Геологической обсерватории Ламонта-Доэрти, подтвердили существование трансформных разломов.

Коллеги Сайкса по Ламонту, Уолтер Питман (1931 г.р.) и Джеймс Хейртцлер (1925 г.р.), использовали палеомагнитные данные для уточнения шкалы времени инверсии и подтвердили, что узоры по обе стороны от Срединно-Атлантического хребта были симметричными. В 1967–1968 годах эти различные линии доказательств были независимо синтезированы Дэниелом П. Маккензи (р. 1942) и Робертом Л.Паркер (р. 1942), работающий в Океанографическом институте Скриппса, и Джейсон Морган в Принстонском университете. Оба показали, что существующие данные можно использовать для анализа движений земной коры как вращения твердого тела на сфере. Результат стал известен как тектоника плит, которая к началу 1970-х годов стала объединяющей теорией наук о Земле.

Кто открыл мантийную конвекцию? – JanetPanic.com

Кто открыл мантийную конвекцию?

Артур Холмс

Кто предложил идею тепловой конвекции?

Артур Холмс постулировал свою теорию течений тепловой конвекции в 1928-29 годах для объяснения сложных проблем происхождения основных элементов рельефа земной поверхности.

Что используют проводимость и конвекция, чего не использует излучение?

Проводимость обычно происходит в твердых телах за счет столкновения молекул. Конвекция происходит в жидкостях за счет массового движения молекул в одном направлении. Напротив, Излучение происходит через космический вакуум и не нагревает промежуточную среду.

Почему конвекция быстрее теплопроводности?

В то время как теплопроводность является статическим процессом, конвекция является более эффективным методом передачи тепла, поскольку она добавляет элемент движения.Конвекционная печь нагревает пищу быстрее, чем обычная, потому что в ней есть вентилятор, который обдувает горячим воздухом.

Почему в вакууме невозможна конвекция?

Проводимость и конвекция в вакууме невозможны, для них нужна среда, так как при конвекции передача тепла происходит только за счет движения частиц в среде, а в вакууме частиц нет.

Всегда ли конвекция работает быстрее, чем теплопроводность?

Конвекция. Когда газ или жидкость нагреваются, горячие участки материала текут и смешиваются с холодными участками.Конвекция переносит тепло на расстояние быстрее, чем теплопроводность. Но в конечном итоге теплопроводность должна передавать теплоту от газа к другому объекту через молекулярный контакт.

Является ли конвекция наиболее эффективной теплопередачей?

В жидкостях, таких как вода и воздух, конвекция является гораздо более эффективным методом передачи тепла, чем теплопроводность. Эта разница в эффективности привела к резкой разнице во времени, необходимом для таяния льда. Хотя теплопроводность работала в обоих случаях, она передавала гораздо меньше тепла, чем конвекция.

Какой вид теплопередачи наиболее эффективен?

проводимость

Является ли таяние льда теплопроводностью или конвекцией?

Прочтите этот ответ и сравните его со своим. Лед имеет температуру 0 °С; температура окружающей среды около 20 °C. Чтобы лед растаял, он должен получать энергию из окружающей среды. Энергия может передаваться (перемещаться) из окружающей среды на лед за счет проводимости через металл или пластик.

В чем разница между конвекцией и теплопроводностью?

При теплопроводности передача тепла происходит между объектами путем прямого контакта.При конвекции передача тепла происходит внутри жидкости. Передача тепла происходит через нагретый твердый предмет.

В каких состояниях вещества конвекция невозможна?

Конвекция – это передача тепловой энергии посредством движения частиц жидкости. Следовательно, конвекция не может происходить в твердых телах, так как твердые частицы не являются жидкими. Таким образом, конвекция имеет место только в жидкостях и газах.

Возможна ли конвекция в вакууме?

Теплопроводность и конвекция не происходят в космосе, так как в космосе нет воздуха.Теплопередача в пространстве, являющемся вакуумом, осуществляется только излучением.

В каких состояниях вещества может происходить конвекция?

Конвекция обычно имеет место в газах или жидкостях (тогда как теплопроводность чаще всего имеет место в твердых телах), в которых передача тепловой энергии основана на различиях в тепле.

Конвекция происходит только в жидкостях?

Конвекция происходит только с жидкостями, материалами, которые могут течь. Жидкости могут течь (подумайте о воде), а газы могут течь (подумайте о ветре).Твердые тела застряли на месте, поэтому они не могут течь, а поскольку они не могут течь, конвекции нет. Способ передачи тепла через твердые тела – теплопроводность.

движущих сил

движущих сил

Движущие силы движения плит


Влияет ли мантийная конвекция на тектонику плит?  

После открытия Марией Кюри и Анри Беккерелем радиоактивности в 1896 году стало ясно, что недра Земли будут нагреваться за счет радиоактивного распада в мантии и земной коре.Камень — плохой проводник тепла. Если бы не было какого-то другого механизма для охлаждения недр, недра Земли были бы в значительной степени расплавлены. Тем не менее, растущие сейсмические данные примерно на рубеже и в первые два десятилетия 20-го века показали, что кора и мантия были твердыми. Холмс предположил, что внутренняя часть охлаждалась за счет конвекции твердой пластичной мантии. К 1928 году Холмс использовал мантийную конвекцию как механизм дрейфа континентов, как обсуждалось Вегенером и Дютуа. Но концепция конвектирующей твердой мантии была не очень приемлема для научного мейнстрима того времени.

В 1960-х годах, когда произошла революция в тектонике плит, одной из первых гипотез о движущей силе расширения морского дна была конвекция в мантии. На самом деле конвекция почти наверняка происходит в мантии. Сейсмическая томография мантии показывает области с более низкими сейсмическими скоростями — породы мантии с меньшей плотностью (более горячие), которые предположительно поднимаются, и другие области с более высокими сейсмическими скоростями — породы с более высокой плотностью (не такие горячие), которые должны опускаться. Но некоторые плиты очень широки, тысячи километров от хребта до желоба, и не кажется правдоподобным наличие очень широкой (тысячи километров) конвективной ячейки по сравнению с ее глубиной (менее 670 км). Сейсмическая томография показывает, что материал поднимающейся мантии под хребтами простирается только на глубину от 200 до 400 км. Более того, интерпретация аномалий геоида, основанная на вариациях силы тяжести, вызванных областями апвеллинга и нисхождения, указывает на наличие множества конвективных ячеек под Тихоокеанской плитой. Комбинированный эффект не мог бы управлять движением пластины — некоторые клетки могли бы помочь, некоторые — помешать. Кроме того, астеносфера достаточно слаба, чтобы к основанию океанической литосферы прикладывалась относительно небольшая сила за счет конвекции мантии.

Итак, если не конвекция, то что?

Наиболее важные силы:   гравитация = «толчок гребня» и «тяга плиты» (Forsyth and Uyeda, 1975)

«толчок хребта»   Литосфера утолщается по мере удаления (и времени) от срединно-океанического хребта. Это связано с тем, что по мере удаления от хребта он остывает и граница между твердой литосферой и слаборасплавленной астеносферой становится более глубокой — граница между литосферой и астеносферой по сути является температурной границей. Результатом этого утолщения по мере удаления от хребта является то, что граница литосфера/астеносфера отклоняется от хребта. Вес литосферы на этой наклонной поверхности создает наклонную силу. А так как астеносфера слаба, то вес литосферы у хребта, сползая по «скользкому склону» астеносферы, «толкает» перед собой более древнюю часть плиты. Обратите внимание, что по мере того, как литосфера соскальзывает вниз от хребта, силы растяжения и землетрясения по нормальным разломам возникают на оси хребта, где две плиты раздвигаются (растягиваются).

«притяжение плиты»   По мере удаления от срединно-океанических хребтов литосферные плиты охлаждаются и становятся более плотными. Со временем они становятся более плотными, чем нижележащая горячая мантия. После субдукции прохладная плотная литосфера погружается в мантию под собственным весом. Это помогает тянуть остальную часть пластины вниз вместе с ней.

силы сопротивления  Основным действием нижележащей мантии является создание силы сдвига или трения, противодействующей движению литосферных плит. А для недавно погружающихся плит сила сопротивления мантии, когда плита пытается пробиться сквозь нее, больше, чем сдвиг верхней и нижней части погружающейся плиты. Трение между сходящимися плитами, а также сила, необходимая для изгиба плиты, сопротивляются движению плиты в зонах субдукции.

Кажется вероятным, что гравитация приводит в движение плиты, а движение плит способствует перемешиванию мантии, а не конвекция мантии, приводящая плиты в движение.

Однако мантийный поток может иметь локальное значение в отношении движения континентов с глубокими килями (утолщенная литосфера, особенно в старых орогенных поясах), но не для океанической литосферы.

 

Распространение морского дна | Национальное географическое общество

 

 

Распространение морского дна происходит на расходящихся границах плит. По мере того как тектонические плиты медленно удаляются друг от друга, тепло конвекционных потоков мантии делает кору более пластичной и менее плотной. Менее плотный материал поднимается, часто образуя гору или возвышенность морского дна.

 

В конце концов, корочка трескается. Горячая магма, подпитываемая мантийной конвекцией, пузырится, заполняя эти трещины и выплескиваясь на земную кору. Эта вскипающая магма охлаждается холодной морской водой, образуя изверженную породу. Эта горная порода (базальт) становится новой частью земной коры.

 

Срединно-океанические хребты

 

Распространение морского дна происходит вдоль срединно-океанических хребтов — больших горных хребтов, поднимающихся со дна океана.Например, Срединно-Атлантический хребет отделяет Северо-Американскую плиту от Евразийской плиты, а Южно-Американскую плиту — от Африканской плиты. Восточно-Тихоокеанское поднятие — это срединно-океанический хребет, который проходит через восточную часть Тихого океана и отделяет Тихоокеанскую плиту от Северо-Американской плиты, плиты Кокос, плиты Наска и Антарктической плиты. Юго-Восточный Индийский хребет отмечает, где южная Индо-Австралийская плита образует расходящуюся границу с Антарктической плитой.

 

Распространение морского дна неравномерно на всех срединно-океанических хребтах.Медленно стелющиеся хребты представляют собой участки высоких узких подводных скал и гор. Быстро раскидистые хребты имеют гораздо более пологие склоны.

 

Срединно-Атлантический хребет, например, представляет собой центр медленного спрединга. Он расширяется на 2-5 сантиметров (0,8-2 дюйма) каждый год и образует океанскую впадину размером с Гранд-Каньон. С другой стороны, Восточно-Тихоокеанское поднятие является быстро распространяющимся центром. Он распространяется примерно на 6-16 сантиметров (3-6 дюймов) каждый год. На Восточно-Тихоокеанском поднятии нет океанской впадины, потому что морское дно расширяется слишком быстро, чтобы он мог развиваться!

 

Самая новая и самая тонкая кора на Земле расположена недалеко от центра срединно-океанического хребта — фактического места распространения морского дна.Возраст, плотность и мощность океанической коры увеличиваются по мере удаления от срединно-океанического хребта.

 

Геомагнитные инверсии

Магнетизм срединно-океанических хребтов помог ученым впервые определить процесс расширения морского дна в начале 20 века. Базальт, когда-то расплавленная порода, из которой состоит большая часть новой океанической коры, является довольно магнитным веществом, и ученые начали использовать магнитометры для измерения магнетизма дна океана в 1950-х годах.Они обнаружили, что магнетизм океанского дна вокруг срединно-океанических хребтов был разделен на соответствующие «полосы» по обе стороны от хребта. Удельный магнетизм базальтовых пород определяется магнитным полем Земли при остывании магмы.

 

Ученые определили, что один и тот же процесс сформировал идеально симметричные полосы по обе стороны срединно-океанического хребта. Непрерывный процесс расширения морского дна разделял полосы в упорядоченном порядке.

 

Географические объекты

Океаническая кора медленно отдаляется от срединно-океанических хребтов и участков спрединга морского дна. По мере движения он становится холоднее, плотнее и толще. В конце концов, более древняя океаническая кора сталкивается с тектонической границей с континентальной корой.

 

В некоторых случаях океаническая кора сталкивается с активным краем плиты. Активная окраина плиты — это фактическая граница плиты, где океаническая кора и континентальная кора сталкиваются друг с другом. Активные края плит часто являются местом землетрясений и извержений вулканов. Океаническая кора, образованная распространением морского дна в Восточно-Тихоокеанском поднятии, например, может стать частью Огненного кольца, подковообразной структуры вулканов и зон землетрясений вокруг Тихоокеанского бассейна.

 

В других случаях океаническая кора сталкивается с пассивным краем плиты. Пассивные окраины — это не границы плит, а области перехода единой тектонической плиты из океанической литосферы в континентальную литосферу. Пассивные окраины не являются участками разломов или зон субдукции. Толстые слои отложений покрывают переходную кору пассивной окраины. Океаническая кора Срединно-Атлантического хребта, например, станет частью пассивной окраины Северо-Американской плиты (на восточном побережье Северной Америки) или Евразийской плиты (на западном побережье Европы).

 

Новые географические особенности могут быть созданы за счет расширения морского дна. Например, Красное море образовалось, когда Африканская плита и Аравийская плита оторвались друг от друга. Сегодня только Синайский полуостров соединяет Ближний Восток (Азию) с Северной Африкой. В конце концов, предсказывают геологи, расширение морского дна полностью разделит два континента и соединит Красное и Средиземное моря.

 

Срединно-океанические хребты и распространение морского дна также могут влиять на уровень моря.По мере того, как океаническая кора удаляется от мелководных срединно-океанических хребтов, она охлаждается и опускается, становясь более плотной. Это увеличивает объем бассейна океана и снижает уровень моря. Например, система срединно-океанических хребтов в Панталассе — древнем океане, окружавшем суперконтинент Пангею, — способствовала мелководью океанов и повышению уровня моря в палеозойскую эру. Панталасса была ранней формой Тихого океана, который сегодня меньше расширяется по морскому дну и имеет гораздо менее обширную систему срединно-океанических хребтов.Это помогает объяснить, почему уровень моря резко упал за последние 80 миллионов лет.

 

Распространение морского дна опровергает раннюю часть теории дрейфа континентов. Сторонники дрейфа континентов изначально предполагали, что континенты перемещаются (дрейфуют) через неподвижные океаны. Распространение морского дна доказывает, что океан сам по себе является местом тектонической активности.

 

Поддержание формы Земли

 

Распространение морского дна — это лишь часть тектоники плит.Субдукция — это другое. Субдукция происходит, когда тектонические плиты сталкиваются друг с другом, а не расходятся. В зонах субдукции край более плотной плиты погружается или скользит под менее плотную. Затем более плотный литосферный материал снова растворяется в мантии Земли.

 

Растекание морского дна создает новую кору. Субдукция разрушает старую кору. Эти две силы примерно уравновешивают друг друга, поэтому форма и диаметр Земли остаются постоянными. Тектоника плит

: история идеи.

тектоника плит: история идеи.

Тектоника плит: Скалистая история идеи  

 

Внимательное изучение земного шара часто приводит к наблюдение, что большинство континентов, кажется, подходят друг к другу, как загадка: побережье Западной Африки, кажется, красиво прижимается к восточное побережье Южной Америки и Карибское море; и аналогичная посадка появляется в Тихом океане. Подходит даже более поразительно, если сравнить подводные континентальные шельфы, а чем береговые линии.В 1912 году Альфред Вегенер (1880-1930) заметил то же самое и предположил, что континенты когда-то были сжаты в единый протоконтинент которую он назвал Пангеей (что означает «все земли»), а над время, когда они разошлись в своем нынешнем распределении. Он считал, что Пангея была неповрежденной до позднего карбона. период, около 300 миллионов лет назад, когда он начал распадаться и расходятся. Однако гипотезе Вегенера не хватало геологической основы. механизм, объясняющий, как континенты могли дрейфовать по поверхность земли, как он предложил.

Поиск доказательств для дальнейшего развития его теории континентальный дрейф, Вегенер наткнулся на палеонтологическую статью предполагая, что сухопутный мост когда-то соединял Африку с Бразилия. Этот предложенный сухопутный мост был попыткой объяснить известное палеонтологическое наблюдение, что те же окаменелые растения и животные того же периода были обнаружены в Южной Америке и Африке. То же самое относится и к окаменелостям, найденным в Европе и Северной Америке. и Мадагаскар и Индия.Многие из этих организмов не могли путешествовали по обширным океанам, которые существуют в настоящее время. Теория дрейфа Вегенера казалась более правдоподобнее, чем сухопутные мосты, соединяющие все континенты. Но этого самого по себе было недостаточно, чтобы поддержать его идею. Другим наблюдением в пользу дрейфа континентов было присутствие доказательства континентального оледенения в пенсильванский период. Бороздки, оставленные соскабливанием ледников на поверхности земли, указывали на то, что Африка и Южная Америка были близко друг к другу во время этого древний ледниковый период.Такие же шаблоны соскоба можно найти вдоль побережья Южной Америки и Южной Африки.

Гипотеза дрейфа Вегенера также предоставила альтернативное объяснение для образования гор (орогенез). Теория в его время обсуждалась «теория сжатия». что предполагало, что планета когда-то была расплавленным шаром и в в процессе охлаждения поверхность трескалась и складывалась на сам. Большая проблема с этой идеей заключалась в том, что все горные хребты должны быть примерно одного возраста, и это было известно, что это не соответствует действительности.Объяснение Вегенера заключалось в том, что континенты сдвинулись, передний край континента встречают сопротивление и, таким образом, сжимаются и складываются вверх, образуя горы у передних кромок дрейфующих континенты. Горы Сьерра-Невада на Тихоокеанском побережье Северной Америка и Анды на побережье Южной Америки были цитируется. Вегенер также предположил, что Индия дрейфовала на север. на азиатский континент, образуя Гималаи.

В конце концов Вегенер предложил механизм дрейфа континентов. который сосредоточился на его утверждении, что вращение Земли создавала центробежную силу, направленную к экватору.Он считали, что Пангея возникла недалеко от южного полюса и что центробежная сила планеты заставила протоконтинент распались, и образовавшиеся континенты дрейфовали к экватор. Он назвал это «бегством от полюса». силу». Эта идея была быстро отвергнута научное сообщество в первую очередь потому, что реальные силы генерируемые вращением Земли, были рассчитаны как недостаточно для перемещения континентов. Вегенер также пытался объяснить дрейф Америки на запад, ссылаясь на гравитационные силы Солнца и Луны, эта идея была также быстро отвергли.неспособность Вегенера обеспечить адекватное объяснение сил, ответственных за континентальную дрейф и преобладающее убеждение, что земля тверда и неподвижность привела к научному отклонению его теорий.

В 1929 году, примерно в то время, когда идеи Вегенера начали отвергаться, Артур Холмс развил одну из многочисленных гипотез Вегенера; в представление о том, что мантия испытывает тепловую конвекцию. Этот Идея основана на том, что при нагревании вещества его плотность уменьшается и поднимается на поверхность, пока не остынет и не опустится снова.Этот повторяющийся нагрев и охлаждение приводят к току этого может быть достаточно, чтобы заставить континенты двигаться. Артур Холмс предположил, что эта тепловая конвекция похожа на конвейер. пояс и что восходящее давление может разрушить континент, а затем заставить сломанный континент в противоположном направлений, переносимых конвекционными потоками. Эта идея в то время уделялось очень мало внимания.

Только в 1960-х годах идея Холмса получила какое-либо признание. внимание. Лучшее понимание дна океана и открытия такие как срединно-океанические хребты, геомагнитные аномалии, параллельные срединно-океаническим хребтам, и объединение островных дуг и океанических впадин, происходящих вместе и вблизи континентальных окраин, предполагаемая конвекция может действительно на работе. Эти открытия и многое другое привели Гарри Хесса (1962) и Р. Дейтца (1961) к публиковать аналогичные гипотезы, основанные на мантийных конвекционных течениях, теперь известный как «расширение морского дна». Эта идея была в основном то же самое, что предложил Холмс за 30 лет раньше, но теперь было гораздо больше оснований для дальнейшего развития и поддержать идею. Чтобы узнать больше о текущих теориях которые описывают механизмы, лежащие в основе дрейфа континентов, идут в «Плиту Тектоника: Механизм» стр.


Чтобы узнать больше о тектонике плит, прочитайте книги, которые я использовал в качестве ссылок. перечислено ниже:
  • Новый взгляд на Землю Сейя Уеда, 1978 В.Х. Фримен и Ко.
  • Динамические системы Земли У. Кеннет Хэмблин, 1975 г., издательство Burgess Publishing Co.
  • Global Tectonics , Филип Кири и Фредерик Дж. Вайн, 1996, Blackwell Sciences Ltd.
  • Физическая геология Карла В. Монтгомери, 1987 г., автор Wm. Издательство К. Брауна.


Визуализация мантийных плюмов и конвекции

Составлено Джоном Макдарисом из SERC.

Эти анимации и изображения являются примерами современного состояния знаний и исследований о природе мантийной конвекции и происхождении плюмов.

Доступен полный набор коллекций визуализации.


Ячейка конвекции мантии (подробнее) Иллюстрация с комментариями, показывающая конвекцию мантии и ее связь с тектоникой плит, из Центра полярных исследований Берда в Университете штата Огайо.

Динамическая конвекция Земли и мантии (дополнительная информация) На этой странице Университета Лидса дается введение в движущие силы тектоники плит, включая ссылки на иллюстрации, изображающие толчок/натяжение хребта, батиметрию хребта, томографические данные мантии, шлейфы и другие темы.

Конвекция в мантии (дополнительная информация) На этой странице обсуждается тепловая конвекция применительно к мантии Земли, и включены три видеоролика QuickTime для трех различных случаев конвекции: нагрев снизу, нагрев изнутри и их комбинация.

Термическая структура на основе моделей мантийной конвекции с поверхностными плитами, температурно-зависимой и радиально-стратифицированной вязкостью (дополнительная информация) Эта анимация показывает эволюцию тепловой структуры в мантии в течение примерно 4 периодов прохождения (эквивалентно ~200 млн лет).Масштаб тепловой структуры контролируется поверхностными пластинами. Преобладающими структурами являются нисходящие покровы и апвеллинговые плюмы. Термические аномалии ниже центров спрединга простираются лишь на глубину около 200 км.

Исследование динамики мантии в RSES (дополнительная информация) На этой странице Австралийского национального университета представлены обсуждения (с цифрами) исследований динамики мантийных жидкостей и эволюции мантии.

Мантийная конвекция (дополнительная информация) На этой странице LMU Munich представлено текстовое описание мантийной конвекции с иллюстрациями, показывающими относительные эффекты наслоения вязкости, фазовых переходов и условий нагрева.

Моделирование мантийной конвекции (дополнительная информация) На этой исследовательской странице представлены ссылки на две анимации смоделированной мантийной конвекции, показывающие развитие конвекции на протяжении миллионов лет. Также имеются ссылки на другие работы и публикации автора.

Дырявые слои (подробнее) Рисунок из статьи журнала Nature Geoscience «Геодинамика: слоеный пирог или сливовый пудинг?» Пол Тэкли (Nature Geoscience 1, 157–158 (2008)). На рисунке показано текущее понимание взаимодействия между границей раздела 660 км, границей ядра и мантии, нисходящими плитами и восходящими плюмами.

Внутреннее пространство Земли (дополнительная информация) Этот веб-сайт содержит конспекты занятий по курсу «Геология 101» (физическая геология). В нем обсуждается состав и строение недр Земли. Каждый слой, внутреннее ядро, внешнее ядро, мантия и кора, покрыты. Подробная информация о каждом слое объясняет их состав, температуру, глубину и состояние. Также рассказывается, как ученые открыли, из чего состоит недра Земли, с помощью сейсмических волн, тектоники плит и магнитного поля Земли.

Термическая эволюция и конвекция в мантии (дополнительная информация) На этой странице Института планетарных исследований DLR представлены некоторые сведения о тепловой конвекции, а также ссылки на некоторые 2D- и 3D-анимации мантийной конвекции.

Визуализация трехмерных данных о мантии (дополнительная информация) Серия симуляций, проведенных группой Yuen Research из Миннесотского института суперкомпьютеров Миннесотского университета. Есть три анимации, показывающие модели температуры и скорости в мантии Земли.

Фильмы о мантийной конвекции онлайн в Калифорнийском технологическом институте (Этот сайт может быть отключен.) Анимация предполагаемого механизма образования суперплюма на границе ядра и мантии (краткое объяснение включено). Третий сверху в серии из десяти анимаций, изображающих конвекцию в мантии; произведено группой Майкла Гурниса в Калифорнийском технологическом институте.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.