Las células de convección se forman cuando hay diferencias de temperatura dentro de un material de fluido o plástico. Así es como funciona:
1. Diferencias de temperatura y densidad:
* fluido tibio/plástico: Las porciones más cálidas del fluido o plástico se vuelven menos densos debido al aumento del movimiento molecular y la expansión. Esto significa que el material cálido es más ligero que el material más frío.
* fluido frío/plástico: Las porciones más frías del fluido o plástico se vuelven más densos Porque las moléculas están más juntas y ocupan menos espacio. Esto hace que el material frío sea más pesado que el material cálido.
2. Flotabilidad y circulación:
* El material menos denso y cálido se eleva Debido a la flotabilidad, mientras que el material más denso, el material frío se hunde .
* Esto crea un patrón circular de movimiento llamado A Celda de convección .
* El material cálido se eleva, se enfría a medida que se aleja de la fuente de calor, se vuelve más denso y se hunde.
* El material de hundimiento se calienta, se vuelve menos denso y vuelve a subir, continuando el ciclo.
Cambios de temperatura:
* dentro de la celda: La temperatura en el fondo de la celda es más cálida que la temperatura en la parte superior de la celda .
* a través de la celda: La temperatura disminuye con la altura A medida que el material cálido se eleva y se enfría.
Cambios de densidad:
* dentro de la celda: La densidad en el fondo de la célula es menor que la densidad en la parte superior de la célula .
* a través de la celda: La densidad aumenta con la altura A medida que el material cálido se eleva y se enfría, volviéndose más denso.
Factores que influyen en la formación de células de convección:
* Diferencia de temperatura: Cuanto mayor sea la diferencia de temperatura, más fuerte son las corrientes de convección.
* Propiedades de fluido/plástico: La viscosidad, la conductividad térmica y el coeficiente de expansión del fluido/plástico afectan la formación y la resistencia de las células de convección.
* Geometría: La forma y el tamaño del recipiente que sostiene el fluido/plástico puede influir en el patrón de las células de convección.
Ejemplos:
* agua hirviendo: El calor desde el fondo de la olla crea células de convección, lo que hace que el agua circule y hierva de manera uniforme.
* Manto de la Tierra: Células de convección en la placa de manejo del manto de la Tierra tectónica y causan actividad volcánica.
* Moldado de plástico: Las corrientes de convección durante el proceso de moldeo pueden conducir a un enfriamiento desigual y afectar el producto final.
nota: Los cambios específicos de temperatura y densidad en una celda de convección variarán según el material y las condiciones. Sin embargo, el principio fundamental de la hundimiento de material cálido y material frío sigue siendo el mismo.
