¿Qué es la convección libre?

December 17

Convección libre, también conocida como la convección natural, es un fenómeno que se produce cuando un fluido o gas se mueve como resultado de los cambios de densidad que se producen dentro de ella, en lugar de en respuesta a una fuente externa de movimiento tal como un ventilador o turbina. La convección natural se puede ver, como era de esperar, en la naturaleza, donde juega un papel en un número de diferentes procesos naturales, y también se puede ver en la configuración humanos controlado, que van desde la cocina hasta el laboratorio de química. Esto difiere de convección forzada, en el que el movimiento se ve obligado por el movimiento de un dispositivo tal como un ventilador, como se ve en un horno de convección.

La convección natural tiene lugar cuando los fluidos se vuelven inestables. Un área se calienta más que el resto, perdiendo densidad, y comienza a subir, la creación de una pequeña corriente. A medida que asciende, se transfiere calor al fluido más frío circundante. Aparecen corrientes y remolinos. En un ejemplo sencillo de convección natural, si uno cae agua caliente teñidos con colorante de alimentos en un recipiente de vidrio transparente de agua fría sin teñir, será posible rastrear el movimiento del agua teñida hasta que la mezcla se estabiliza y el movimiento se detiene.

Ley de Enfriamiento de Newton juega un papel crítico en la convección libre. Según Newton, la tasa de cambio de temperatura a gota dentro de un fluido se puede ver como proporcional a la diferencia entre el fluido y el entorno. Esto influye en la convección libre, debido a los cambios de temperatura crean inestabilidad, lo que conduce a la convección libre. Por ejemplo, los sistemas meteorológicos están muy influenciados por el movimiento de aire caliente y frío, que están influenciados por la radiación solar, el contacto con agua fría, y así sucesivamente.

La circulación de los océanos del mundo es una consecuencia directa de la convección libre. Como el agua se mueve hacia los polos, se enfría y se vuelve más densa, se hunde hacia el fondo. Mientras tanto, el agua se mueve hacia el ecuador se calienta y se vuelve más claro, subiendo a la superficie. Esto crea una serie de corrientes complejas de todo el océano, lo cual genera una circulación continua, manteniendo el agua en el océano en constante movimiento.

La teoría de convección también explica otros procesos naturales, tales como el movimiento de los fluidos por debajo de la corteza terrestre. El desplazamiento de los líquidos debajo de nuestros pies juega un papel en una serie de procesos naturales, con estos fluidos en constante movimiento como resultado de los cambios de temperatura dentro de la Tierra. Las corrientes de convección también pueden cruzarse entre sí, como se ve en la interacción entre el océano y los sistemas meteorológicos sobre y cerca del mar, que son influenciados por los cambios de temperatura causados ​​por el movimiento de las corrientes oceánicas.

  • La circulación de los océanos es el resultado de la convección libre.
  • Convección libre se basa en la ley de enfriamiento de Newton.