Wat zijn convectiestromen?
Convectiestromen zijn bewegingen veroorzaakt door temperatuurveranderingen in vloeibare of gasvormige lichamen. In dergelijke lichamen heeft warmer materiaal de neiging om te stijgen, waardoor koelere materie wordt verplaatst, die elders wordt verspreid; De continue beweging die door dit proces wordt gecreëerd, staat bekend als een convectiecel. Convectiestromen zijn verantwoordelijk voor veel fenomenen in de natuurlijke wereld, hoewel hun belang vaak over het hoofd wordt gezien. Oceanen, stormwolken en de korst van de aarde zijn allemaal grootschalige systemen die door deze stromingen worden getroffen. Op kleinere schalen kunnen ze worden waargenomen in een pot kokend water of een kopje koffie.
Warmte zorgt ervoor dat individuele moleculen van materie snel bewegen. In een vloeistof, wat betekent dat in dit geval elke vloeistof- of gasvormige substantie, deze verwarmde moleculen uitzetten en minder dicht worden. Dit zorgt ervoor dat ze in de vloeistof stijgen en alle al aanwezige koelere moleculen verplaatsen. Deze koelere moleculen zullen elders in de vloeistof bewegen; Als ze een warmtebron tegenkomen, zullen ze geagiteerd raken en stijgen, terwijl thE Eerder verwarmde moleculen zullen afkoelen en afdalen. Dit effect creëert convectiecellen, die op zijn beurt convectiestromen veroorzaken.
Convectiestromen veroorzaken de effecten die te zien zijn in een pan van waterverwarming op een fornuis. Het water aan de bodem van de pan, het dichtst bij de brander, wordt snel in de buurt van het oppervlak. Bubbels demonstreren de agitatie van verwarmde watermoleculen, die het vuur circuleren totdat al het water kookt. Het effect kan gemakkelijker worden waargenomen door room in een warme kop koffie te gieten. Zelfs zonder zich te roeren, begint de room door de hetere koffie te circuleren en het kleurverschil in de twee vloeistoffen maakt de convectiepatronen gemakkelijk te observeren.
Op zeer grote schaal regelen convectiestromen de beweging van de atmosfeer rond de aarde. Lucht verwarmd door de zon beweegt naar koelere gebieden en gebieden, waardoor weerpatronen veranderen. CLuids worden gecreëerd wanneer warme vochtdragende lucht stijgt en koelere lucht op grotere hoogten tegenkomt. De acties van convectiecellen op wolken kunnen onweersbuien en soms meer spectaculaire gebeurtenissen veroorzaken. Tornado's en orkanen zijn beide het gevolg van de gewelddadige agitatie van lucht en vocht veroorzaakt door warmte die door de atmosfeer beweegt.
Onder hun verschillende andere effecten zijn convectiestromen ook verantwoordelijk voor aardbevingen en seismische activiteit. Het aardoppervlak bestaat uit een reeks vaste landmassa's die op stromen van vloeibaar gesteente drijven. Deze ondergrondse vloeistof, magma genoemd, is onderworpen aan de beweging van convectiecellen, net zoals andere vloeistoffen zijn. Convectiestromen in het magma kunnen ertoe leiden dat de landmassa's, tektonische platen worden genoemd, opstaan of botsen met elkaar. Dit kan leiden tot vulkaanuitbarstingen, aardbevingen en andere catastrofale seismische activiteit.