İstilik enerjisinin konveksiya ilə ötürülməsi
İstiliyin maye və qaz axınları vasitəsilə necə ötürüldüyünü (konveksiya) — ocaqda qızan su, otaqların qızdırılması və Qolfstrim cərəyanı nümunələrində — öyrənmək və konveksiyanın istilikkeçirmədən fərqini anlamaq.
Otağın qapısını açıb yanan şamları tavana və döşəməyə yaxın tutduqda şamların alovu əyilir — bu hadisənin kökündə maye və qazlardakı istilik ötürülməsi dayanır. Fəaliyyət-1-də 10 sm x 15 sm x 30 sm ölçüsündə, üst hissəsində iki baca yeri olan bir qutu hazırlanır; qutunun ön səthi şəffaf plastikdən olur, içərisinə şam yerləşdirilib yandırılır və qapaq bağlanır, sonra yandırılmış kağız bacalardan birinə yaxınlaşdırılıb tüstünün hərəkəti müşahidə olunur.
Ocaqdakı çaydanın aşağı hissəsindəki su daha tez qızır. Qızdırılan suyun sıxlığı azalır və yüngülləşərək yuxarıya hərəkət edir; bu zaman yuxarı hissədəki soyuq su da çaydanın aşağı hissəsinə axın edir. Nəticədə çaydanın aşağı hissəsindən yuxarı hissəsinə su axınları vasitəsilə istiliyin ötürülməsi baş verir. Oxşar proses qazlarda da baş verir: isti olduğu üçün yüngülləşərək yuxarı hərəkət edən qazın yerinə soyuq qaz axın edərək cərəyan yaranmasına səbəb olur. İstiliyin maye və qaz axınları və ya cərəyanları ilə ötürülməsi konveksiya adlanır. Bərk cisimlərdəki istilikkeçirmədən fərqli olaraq konveksiya zamanı maddənin bir yerdən başqa yerə daşınması baş verir.
Otaqların qızdırılması havadakı konveksiya cərəyanları səbəbi ilə mümkün olur. Radiatorun qızdırdığı hava yüngülləşərək yuxarı qalxır, onun yerinə axın edən soyuq hava da öz növbəsində qızaraq yuxarı qalxır; yuxarı qalxdıqdan sonra soyuyan hava yenidən aşağı enir. Bu proses davamlı olduğu üçün otaqda daim isti hava cərəyanları mövcud olur və otaq isti qalır.
Qolfstrim cərəyanı Meksika körfəzindəki suların isinərək Şimali Avropaya tərəf hərəkət etməsi və soyuduqdan sonra geri qayıdıb yenidən isinməsi nəticəsində yaranır; bu cərəyan Şimali Avropa iqliminin daha mülayim olmasına kömək edir. Sahil bölgələrində gündüzlər torpağın temperaturu suyun temperaturundan daha yüksək olur, bu zaman torpağın üzərindəki hava daha çox qızır; gecələr isə dənizin suyu sahildəki torpaqdan daha isti olur və üzərindəki havanı qızdırır. Elektrik çaydanlarında qızdırıcı spiral adətən çaydanın aşağı hissəsinə yerləşdirilir ki, konveksiya nəticəsində bütün su qızsın.
Əsas terminlər
| Nümunə | İsti maddə hara hərəkət edir? |
|---|---|
| Ocaqdakı çaydan | Aşağıdan qızan su yuxarı qalxır, soyuq su aşağı axın edir. |
| Radiatorlu otaq | Radiatorun qızdırdığı hava yuxarı qalxır, soyuyub aşağı enir. |
| Qolfstrim cərəyanı | Meksika körfəzində isinən su Şimali Avropaya tərəf hərəkət edir. |
Mətndə göstərilən nümunələrə əsasən konveksiya zamanı isti maddənin hərəkəti.
- 1Addım 1 — Spiralın mövqeyini müəyyən et: Qızdırıcı spiral çaydanın aşağı hissəsinə yerləşdirilir.
- 2Addım 2 — Aşağıdakı suyun davranışını izlə: Aşağıdakı su qızır, sıxlığı azalır, yüngülləşərək yuxarı qalxır.
- 3Addım 3 — Konveksiya dövrünü tamamla: Yuxarıdakı soyuq su aşağı axın edir, qızır və yuxarı qalxır; bu davamlı dövr nəticəsində bütün su tədricən qızır.
Konveksiyanın baş verməsi üçün maddə axa bilməlidir — buna görə konveksiya yalnız maye və qazlarda baş verir, bərk cisimlərdə yox.
Konveksiyanı istilikkeçirmə ilə qarışdırmaq səhvdir — konveksiyada maddənin özü daşınır, istilikkeçirmədə isə maddə yerində qalıb yalnız enerji ötürülür.
İsti hava (və ya maye) həmişə yuxarı qalxır, soyuq isə aşağı enir — cihazları (radiator, kondisioner) bu istiqaməti nəzərə almadan yerləşdirmək onların səmərəliliyini azaldır.
Qaydalar
- 1İstiliyin maye və qaz axınları (cərəyanları) vasitəsilə ötürülməsinə konveksiya deyilir.
- 2Qızdırılan maye və ya qazın sıxlığı azalır, yüngülləşərək yuxarı qalxır; onun yerini soyuq, daha sıx maye və ya qaz alır — bu hərəkət konveksiya cərəyanını yaradır.
- 3Bərk cisimlərdəki istilikkeçirmədən fərqli olaraq, konveksiya zamanı maddənin özü bir yerdən başqa yerə daşınır.
- 4Otaqların qızdırılması radiatorun yaratdığı davamlı hava konveksiyası (isti hava yuxarı qalxır, soyuyub aşağı enir) sayəsində mümkün olur.
- 5Qolfstrim cərəyanı Meksika körfəzindəki suların isinib Şimali Avropaya hərəkəti və soyuyub geri qayıtması nəticəsində yaranan konveksiya cərəyanıdır və bu bölgənin iqliminin mülayim olmasına kömək edir.
Məşq
10 asan · 10 orta · 10 çətin
Hər testdə təsadüfi 10-dək sual seçilir