Ukileta mkono wako karibu na taa ya umeme iliyowashwa au kuweka kiganja chako juu ya jiko la moto, unaweza kuhisi mikondo ya hewa yenye joto. Athari sawa inaweza kuzingatiwa wakati karatasi imefungwa juu ya moto wazi. Athari zote mbili zinafafanuliwa kwa ubadilishaji.
Ni nini?
Hali ya upitishaji inatokana na upanuzi wa dutu baridi zaidi inapogusana na molekuli za joto. Katika hali hiyo, dutu yenye joto hupoteza wiani wake na inakuwa nyepesi kwa kulinganisha na nafasi ya baridi inayozunguka. Kwa usahihi zaidi, sifa hii ya jambo hilo inalingana na mwendo wa mtiririko wa joto wakati maji yanapokanzwa.
Msogeo wa molekuli katika mwelekeo tofauti chini ya ushawishi wa kupasha joto ndiko hasa upitishaji unavyozingatia. Mionzi na upitishaji joto ni michakato inayofanana, lakini kimsingi inahusu uhamishaji wa nishati ya joto katika yabisi.
Mifano wazi ya upitishaji - mwendo wa hewa joto katikati ya chumba chenye kupasha jotovifaa, wakati mito yenye joto husogea chini ya dari, na hewa baridi inashuka hadi kwenye uso wa sakafu. Ndiyo maana, mfumo wa kuongeza joto unapowashwa, hewa iliyo juu ya chumba huwa na joto zaidi ikilinganishwa na sehemu ya chini ya chumba.
Sheria ya Archimedes na upanuzi wa joto wa miili halisi
Ili kuelewa upitishaji asilia ni nini, inatosha kuzingatia mchakato kwa kutumia mfano wa sheria ya Archimedes na hali ya upanuzi wa miili chini ya ushawishi wa mionzi ya joto. Kwa hiyo, kwa mujibu wa sheria, ongezeko la joto la lazima husababisha ongezeko la kiasi cha kioevu. Kioevu kilichochomwa kutoka chini kwenye vyombo hupanda juu, na unyevu wa wiani wa juu, kwa mtiririko huo, huenda chini. Katika kesi ya kupokanzwa kutoka juu, vimiminiko vingi zaidi na kidogo vitabaki mahali pake, katika hali ambayo jambo hilo halitatokea.
Kuibuka kwa dhana
Neno "convection" lilipendekezwa kwa mara ya kwanza na mwanasayansi wa Kiingereza William Prout huko nyuma mnamo 1834. Ilitumika kuelezea mwendo wa molekuli za mafuta katika vimiminika vilivyopashwa na kusonga.
Masomo ya kwanza ya kinadharia ya uzushi wa convection ilianza mwaka wa 1916 pekee. Wakati wa majaribio, iligundulika kuwa mpito kutoka kwa uenezaji hadi upitishaji katika vinywaji vyenye joto kutoka chini hutokea wakati viwango fulani vya joto hufikiwa. Baadaye, thamani hii ilifafanuliwa kama "nambari ya Roel". Iliitwa hivyo baada ya mtafiti aliyeichunguza. Matokeo ya majaribio yalifanya iwezekane kueleza mwendo wa mtiririko wa joto chini ya ushawishi wa nguvu za Archimedes.
Aina za upitishaji
Kuna aina kadhaa za matukio tunayoelezea - msukumo wa asili na wa kulazimishwa. Mfano wa harakati ya hewa ya moto na baridi inapita katikati ya chumba ni njia bora ya kuashiria mchakato wa convection ya asili. Kama ilivyo kulazimishwa, inaweza kuzingatiwa wakati wa kuchanganya kioevu na kijiko, pampu au kichochea.
Upitishaji hauwezekani wakati vitu vikali vimepashwa joto. Hii ni kwa sababu ya mvuto wenye nguvu wa pande zote wakati wa mtetemo wa chembe zao ngumu. Kama matokeo ya kupokanzwa kwa miili ya muundo thabiti, convection na mionzi haifanyiki. Uendeshaji wa joto huchukua nafasi ya matukio haya katika miili kama hiyo na kuchangia katika uhamishaji wa nishati ya joto.
Kinachojulikana kama upitishaji wa kapilari ni aina tofauti. Mchakato hutokea wakati joto linabadilika wakati wa harakati ya maji kupitia mabomba. Chini ya hali ya asili, umuhimu wa convection kama hiyo, pamoja na upitishaji wa asili na wa kulazimishwa, sio muhimu sana. Hata hivyo, katika teknolojia ya nafasi, convection ya capillary, mionzi, na conductivity ya mafuta ya vifaa huwa mambo muhimu sana. Hata miondoko dhaifu zaidi ya kusogeza chini ya hali zisizo na uzito hufanya iwe vigumu kutekeleza baadhi ya kazi za kiufundi.
Kupitika katika tabaka za ukoko wa dunia
Michakato ya upitishaji umeme inaunganishwa kwa njia isiyoweza kutenganishwa na uundaji asilia wa dutu za gesi katika unene wa ganda la dunia. Ulimwengu unaweza kuzingatiwa kama tufe inayojumuisha tabaka kadhaa za umakini. Katikati kabisa kuna msingi mkubwa wa moto, ambao ni kioevu chenye msongamano mkubwa kilicho na chuma,nikeli, pamoja na metali nyinginezo.
Tabaka zinazozunguka msingi wa dunia ni lithosphere na vazi la nusu-kioevu. Safu ya juu ya dunia ni moja kwa moja ukoko wa dunia. Lithosphere huundwa kutoka kwa sahani za kibinafsi ambazo ziko kwenye mwendo wa bure, zikisonga kando ya uso wa vazi la kioevu. Katika kipindi cha kupokanzwa kwa kutofautiana kwa sehemu mbalimbali za vazi na miamba, ambayo hutofautiana katika muundo tofauti na wiani, mtiririko wa convective huundwa. Ni chini ya ushawishi wa mtiririko huo kwamba mabadiliko ya asili ya sakafu ya bahari na harakati ya mabara yenye kuzaa hutokea.
Tofauti kati ya upitishaji na upitishaji joto
Uendeshaji wa joto unapaswa kueleweka kama uwezo wa miili halisi kuhamisha joto kupitia msogeo wa misombo ya atomiki na molekuli. Vyuma ni waendeshaji bora wa joto, kwani molekuli zao zinawasiliana kwa karibu. Kinyume chake, vitu vya gesi na tete hufanya kama vikondakta duni vya joto.
Msongamano hutokeaje? Fizikia ya mchakato inategemea uhamisho wa joto kutokana na harakati ya bure ya molekuli ya molekuli ya vitu. Kwa upande wake, conductivity ya mafuta inajumuisha tu uhamisho wa nishati kati ya chembe za mwili wa kimwili. Hata hivyo, michakato yote miwili haiwezekani bila kuwepo kwa chembe za maada.
Mifano ya uzushi
Mfano rahisi na unaoeleweka zaidi wa upitishaji ni mchakato wa friji ya kawaida. Mzungukokupozwa gesi ya freon kupitia mabomba ya chumba cha friji husababisha kupungua kwa joto la tabaka za juu za hewa. Ipasavyo, ikibadilishwa na vijito vya joto, baridi huzama chini, hivyo basi kupoeza bidhaa.
Wavu ulio kwenye paneli ya nyuma ya jokofu hucheza jukumu la kipengele kinachowezesha uondoaji wa hewa joto inayoundwa kwenye kibandiko cha kitengo wakati wa mgandamizo wa gesi. Upoezaji wa gridi ya taifa pia unategemea njia za upitishaji. Ni kwa sababu hii kwamba haipendekezi kuunganisha nafasi nyuma ya jokofu. Baada ya yote, katika kesi hii tu, baridi inaweza kutokea bila shida.
Mifano mingine ya upitishaji inaweza kuonekana kwa kutazama jambo la asili kama vile mwendo wa upepo. Ikipata joto juu ya mabara kame na kupoa juu ya ardhi kali zaidi, mikondo ya hewa huanza kutengana, na kuifanya isogee, na pia kuhamisha unyevu na nishati.
Uwezekano wa ndege wanaopaa na glider umefungwa kwenye njia ya kupitisha. Idadi ndogo ya hewa mnene na ya joto, na inapokanzwa kutofautiana karibu na uso wa Dunia, husababisha kuundwa kwa mikondo ya kupanda, ambayo inachangia mchakato wa kuongezeka. Ili kushinda umbali wa juu zaidi bila matumizi ya nguvu na nishati, ndege wanahitaji uwezo wa kupata mitiririko kama hiyo.
Mifano mizuri ya upitishaji ni uundaji wa moshi kwenye mabomba ya moshi na mashimo ya volkeno. Mwendo wa juu wa moshi unategemea joto lake la juu na msongamano wa chini ikilinganishwa na mazingira yake. Moshi unapopoa, hatua kwa hatua hutulia kwenye tabaka za chini za angahewa. Hasa kwa sababu ya sababu hiimabomba ya viwandani, ambapo vitu vyenye madhara hutolewa kwenye angahewa, hutengenezwa juu iwezekanavyo.
Mifano ya kawaida ya upitishaji katika asili na teknolojia
Miongoni mwa mifano rahisi na rahisi kueleweka inayoweza kuzingatiwa katika maumbile, maisha ya kila siku na teknolojia, tunapaswa kuangazia:
- mtiririko wa hewa wakati wa uendeshaji wa betri za nyumbani za kupasha joto;
- uundaji na mwendo wa mawingu;
- mchakato wa mwendo wa upepo, monsuni na upepo;
- shift ya tectonic earth plates;
- michakato ambayo husababisha uundaji wa gesi bila malipo.
Kupika
Kwa kuongezeka, hali ya upitishaji umeme inatekelezwa katika vifaa vya kisasa vya nyumbani, haswa katika oveni. Baraza la mawaziri la gesi na convection inakuwezesha kupika sahani tofauti kwa wakati mmoja kwa viwango tofauti kwa joto tofauti. Hii huondoa kabisa mchanganyiko wa ladha na harufu.
Tanuri ya kitamaduni hutegemea kichomea kimoja kupasha joto hewa, hivyo kusababisha usambazaji usio sawa wa joto. Kutokana na harakati za makusudi za mito ya hewa ya moto kwa msaada wa shabiki maalumu, sahani katika tanuri ya convection hugeuka kuwa juicier na bora kuoka. Vifaa kama hivyo huongeza joto haraka, ambayo hupunguza muda unaohitajika kwa kupikia.
Bila shaka, kwa akina mama wa nyumbani wanaopika katika oveni mara chache tu kwa mwaka, kifaa cha nyumbani nakazi ya convection haiwezi kuitwa mbinu ya umuhimu wa kwanza. Walakini, kwa wale ambao hawawezi kuishi bila majaribio ya upishi, kifaa kama hicho kitakuwa muhimu sana jikoni.
Tunatumai kuwa nyenzo iliyowasilishwa ilikuwa na manufaa kwako. Bahati nzuri!
