Una célula de convección es un sistema en el que un fluido se calienta, pierde densidad y se fuerza en una región de mayor densidad. El ciclo se repite y un patrón de formas de movimiento. Las células de convección en la atmósfera de la Tierra son responsables del soplo del viento, y se pueden encontrar en una variedad de otros fenómenos naturales y artificiales.

Conceptos básicos de la convección

La convección, junto con la conducción y la radiación, es uno de los tres métodos de transferencia de calor. La convección tiene lugar a través del movimiento real de la materia. Esto significa que la convección solo puede tener lugar en gases, líquidos y plasma, no en materia sólida. Un buen ejemplo de convección es en un globo de aire caliente. A medida que el aire del globo se calienta, las moléculas de las que está compuesto se dispersan. Esto conduce a un aumento en el volumen del aire, lo que conduce a una disminución en la densidad. La materia densa pasa a materia menos densa siempre que tiene oportunidad. El aire más frío del globo es empujado hacia arriba por el aire más frío de la atmósfera circundante, llevándose el globo con él.

Convección natural y forzada

La convección natural tiene lugar cuando el movimiento se debe por completo a las diferencias de densidad entre materia cálida y fría. La convección forzada ocurre cuando otra fuerza, como un ventilador o una bomba, contribuye al movimiento.

Células de convección

Se necesita una fuente de calor para que se forme una célula de convección. El fluido es calentado por la fuente de calor y es empujado. El fluido comienza a perder calor e inevitablemente se enfría. Esta materia más fría y densa se ve obligada a retroceder hacia la fuente de calor inicial por el flujo de materia recién calentada. Un sistema de formas de movimiento, llamado célula de convección. El fluido continuará moviéndose mientras esté presente la fuente de calor.

Células de convección en la atmósfera

Las células de convección se producen en la atmósfera de la Tierra tanto a pequeña como a gran escala. Una brisa marina, por ejemplo, puede ser el resultado de una célula de convección. El agua mantiene el calor mejor que la tierra. Esto significa que cuando sale el sol, el aire en tierra se calienta más rápido que el aire sobre el agua. Un área de baja densidad se forma sobre la tierra. El aire de mayor densidad del agua busca reemplazarlo, creando una brisa marina. Por la noche sucede lo mismo, pero a la inversa. En una escala mayor, el aire se calienta con temperaturas más altas en el ecuador, se eleva y se extiende hacia el norte y el sur hacia los polos, donde se enfría.

Otras células de convección

Las células de convección son responsables de haciendo que los macarrones se levanten y se hundan en una olla de agua hirviendo. Una de las fuerzas que contribuye a la erupción de lava de un volcán es la convección. Las células de convección pueden incluso encontrarse en el sol.