대류 전지

Convection cell
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우주왕복선에서 본 고적운.고적운은 대류 활동에 의해 형성된다.
계피를 띄운 채 10일간 발효시킨 허니 와인이 담긴 6g짜리 양동이.CO2를 방출하는 효모에 의해 대류가 발생합니다.

유체역학 분야에서 대류전지는 액체나 기체의 내부에 밀도 차이가 있을 때 발생하는 현상이다.이러한 밀도 차이는 대류 전지의 주요 특성인 상승 및/또는 하강 전류를 발생시킵니다.한 부피의 유체가 가열되면 팽창하고 밀도가 낮아져 주변의 유체보다 부력이 높아집니다.유체의 더 차갑고 밀도가 높은 부분은 더 따뜻하고 밀도가 낮은 유체 아래로 내려가고, 이것은 더 따뜻한 유체가 상승하게 만듭니다.이러한 움직임을 대류라고 하며, 액체의 이동체를 대류 전지라고 합니다.유체의 수평층이 아래에서 가열되는 이 특정한 대류 유형을 레일리-베나드 대류라고 합니다.대류에는 보통 중력장이 필요하지만, 미소 중력 실험에서는 중력 [1]효과 없이 열 대류가 관찰되었습니다.

유체는 흐름의 특성을 나타내는 물질로 일반화되어 있지만, 이러한 행동은 액체에만 있는 것은 아닙니다.유체 특성은 기체에서도 관찰될 수 있으며 입자상 고체에서도 관찰될 수 있습니다(예: 모래, 자갈 및 바위 미끄럼틀 도중 더 큰 물체).

대류 전지는 에너지의 방출과 운반과 함께 구름의 형성에 있어 가장 두드러집니다.공기가 지면을 따라 이동하면서 열을 흡수하고 밀도를 잃고 대기 중으로 이동합니다.기압이 낮은 대기로 강제 투입되면 낮은 고도에서만큼 많은 액체를 담을 수 없기 때문에 습한 공기를 방출해 비를 내리게 된다.이 과정에서 따뜻한 공기는 냉각되고 밀도가 높아지며 지구로 떨어지고 셀은 순환을 반복한다.

대류 세포는 지구의 대기, 끓는 물, 수프, 바다, 또는 태양의 표면을 포함한 모든 유체에서 형성될 수 있습니다.대류 전지의 크기는 주로 유체의 특성에 의해 결정된다.대류 셀은 유체의 열이 균일할 때에도 발생할 수 있습니다.

과정

떠오르는 유체체는 일반적으로 차가운 표면과 마주칠 때 직접 교환을 통해 열을 교환하거나 지구 대기의 경우 열을 방출할 때 열을 잃습니다.어느 시점에서, 유체는 여전히 상승하고 있는 그 아래에 있는 유체보다 밀도가 높아집니다.솟아오르는 유체를 통해 내려갈 수 없기 때문에 한쪽으로 이동한다.어느 정도 거리를 두고, 그 아래쪽에 있는 상승력을 이겨내고, 유체가 하강하기 시작합니다.하강하면서 표면 접촉이나 전도성을 통해 다시 따뜻해지고 주기가 반복됩니다.

지구 대류권 내

뇌우

뇌우의 일생에 대한 단계.
다음 항목도 참조하십시오.구름과 뇌우

따뜻한 공기는 차가운 공기보다 밀도가 낮기 때문에 따뜻한 공기는 열기구와 [3]비슷하게 차가운 [2]공기 안에서 상승합니다.구름은 수분을 운반하는 비교적 따뜻한 공기가 차가운 공기 안에서 상승하면서 형성됩니다.습한 공기가 상승하면, 공기가 차가워져 상승하는 공기 패킷의 수증기 일부가 [4]응축됩니다.수분이 응축되면 기화의 잠열로 알려진 에너지를 방출하여 상승하는 공기 패킷이 주변 [5]공기보다 덜 냉각되도록 하여 구름의 상승을 계속합니다.대기 중에 불안정성이 충분히 존재한다면, 이 과정은 번개와 천둥을 지탱하는 적란운이 형성될 때까지 충분히 지속될 것이다.일반적으로 뇌우는 습기, 불안정한 기단, 인양력(열)의 세 가지 조건을 필요로 합니다.

모든 뇌우는 종류에 관계없이 세 가지 단계를 거친다: '발달 단계', '성숙 단계', '분열 단계'[6]평균적인 뇌우의 [7]지름은 24km이다.대기 상태에 따라 이 세 단계를 통과하는 [8]데 평균 30분이 걸립니다.

단열 과정

하강 공기의 압축으로 인한 난방은 치누크(북미 서부에서 알려진)나 the(알프스 산맥)과 같은 겨울 현상의 원인이 됩니다.

스페인 라팔마의 스웨덴 1m 태양 망원경(SST)으로 관측된 태양 광구 동영상.이 영화는 태양 내부로부터 상승하는 뜨거운 가스의 기포의 대류운동의 결과인 태양 과립 현상을 보여준다.이러한 기포가 표면에 도달하면, 가스가 식어서 밝은 세포 사이의 어두운 차선으로 다시 흘러내립니다.입상간 차선이라고 불리는 곳에서도 작고 밝은 점들과 더 넓게 뻗은 가늘고 긴 구조물들을 볼 수 있습니다.이들은 강한 자기장을 가진 지역입니다.

태양 속

태양의 광구는 과립이라고 불리는 대류 세포로 구성되어 있는데, 과립은 지름이 평균 약 1,000 킬로미터인 과열된 플라즈마 기둥의 상승기둥입니다.플라즈마는 과립 사이의 좁은 공간에서 상승 및 하강하면서 냉각됩니다.

레퍼런스

  1. ^ Yu. A. Gaponenko 및 V. E. Zakhvataev, Nonbousinesq 열대류, 불균일한 가열 아래 미세중력에서의 열대류
  2. ^ Albert Irvin Frye (1913). Civil engineers' pocket book: a reference-book for engineers, contractors. D. Van Nostrand Company. p. 462. Retrieved 2009-08-31.
  3. ^ Yikne Deng (2005). Ancient Chinese Inventions. Chinese International Press. pp. 112–13. ISBN 978-7-5085-0837-5. Retrieved 2009-06-18.
  4. ^ FMI (2007). "Fog And Stratus – Meteorological Physical Background". Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik. Retrieved 2009-02-07.
  5. ^ Chris C. Mooney (2007). Storm world: hurricanes, politics, and the battle over global warming. Houghton Mifflin Harcourt. p. 20. ISBN 978-0-15-101287-9. Retrieved 2009-08-31.
  6. ^ Michael H. Mogil (2007). Extreme Weather. New York: Black Dog & Leventhal Publisher. pp. 210–211. ISBN 978-1-57912-743-5.
  7. ^ Peter Folger (10 April 2011). Severe Thunderstorms and Tornadoes in the United States. DIANE Publishing. p. 16. ISBN 978-1-4379-8754-6.
  8. ^ National Severe Storms Laboratory (2006-10-15). "A Severe Weather Primer: Questions and Answers about Thunderstorms". National Oceanic and Atmospheric Administration. Archived from the original on 2009-08-25. Retrieved 2009-09-01.

외부 링크