Jerad
Es kann passieren, während Sie Wasser kochen. Die Hitze beginnt unten und steigt dann langsam nach oben. Dann geht das kühle Wasser, das oben war, nach unten und wird erhitzt. Anschließend wiederholt es den Vorgang. Konvektion bewegt sich in einer kreisförmigen Bewegung.
Enrico
Beispiele für Konvektion im täglichen Leben
KONVEKTIVE Z ELLEN
Ein wichtiger Konvektionsmechanismus, sei es in der Luft, im Wasser oder sogar in der festen Erde, ist die Konvektionszelle, manchmal auch als Konvektionszelle bekannt. Letzteres kann als kreisförmiges Muster definiert werden, das durch das Aufsteigen von erwärmter Flüssigkeit und das Absinken von abgekühlter Flüssigkeit entsteht. Konvektive Zellen können nur wenige Millimeter groß sein, oder sie können größer als die Erde selbst sein.
Diese Zellen können auf mehreren Skalen beobachtet werden. In einer Suppenschüssel steigt erhitzte Flüssigkeit auf und gekühlte Flüssigkeit tropft ab. Diese Prozesse sind normalerweise schwer zu erkennen, es sei denn, das fragliche Gericht ist eines wie die japanische Miso-Suppe. In diesem Fall kann man Sojabohnenpasten- oder Miso-Stücke beobachten, die beim Erhitzen aufsteigen und dann in den Innenraum fallen, um wieder erhitzt zu werden.
In weitaus größerem Maßstab sind Konvektionszellen in der Sonne vorhanden. Diese riesigen Zellen erscheinen auf der Sonnenoberfläche als körniges Muster, das durch die Temperaturschwankungen zwischen den Teilen der Zelle gebildet wird. Die hellen Flecken sind die Spitze aufsteigender Konvektionsströme, während die dunklen Bereiche gekühltes Gas auf dem Weg ins Solarinnere sind, wo es erwärmt wird und wieder aufsteigt.
Eine Cumulonimbus-Wolke oder "Gewitterwolke" ist ein besonders dramatisches Beispiel für eine Konvektionszelle. Dies sind einige der auffälligsten Wolkenformationen, die man jemals sieht, und aus diesem Grund hat der Regisseur Akira Kurosawa Szenen mit rollenden Gewitterwolken verwendet, um seinem 1985er Epos Ran eine atmosphärische Qualität (im wahrsten Sinne des Wortes) zu verleihen. Innerhalb weniger Minuten bilden sich diese vertikalen Wolkentürme, wenn erwärmte, feuchte Luft aufsteigt, dann abkühlt und abfällt. Das Ergebnis ist eine Wolke, die sowohl Macht als auch Unruhe zu verkörpern scheint, daher verwendet Kurosawa Cumulonimbus-Wolken in einer Szene, die am Vorabend einer Schlacht stattfindet.
EINE MEERBRISE.
Konvektionszellen zusammen mit Konvektionsströmungen helfen zu erklären, warum am Strand normalerweise eine Brise weht. Am Meer gibt es natürlich eine Land- und eine Wasseroberfläche, die beide dem Sonnenlicht ausgesetzt sind. Bei einer solchen Exposition steigt die Temperatur des Landes schneller als die des Wassers. Der Grund dafür ist, dass Wasser eine außergewöhnlich hohe spezifische Wärmekapazität hat – das heißt die Wärmemenge, die einer Masseneinheit hinzugefügt oder von ihr entfernt werden muss, damit ein bestimmter Stoff seine Temperatur um 1°C (33,8 °F) ändert. So ist ein See, Bach oder Meer immer ein guter Ort, um sich an einem heißen Sommertag abzukühlen.
Das Land erwärmt sich dann schneller, ebenso wie die Luft darüber. Diese erwärmte Luft steigt in einem Konvektionsstrom auf, aber wenn sie aufsteigt und damit die Schwerkraft überwindet, verbraucht sie Energie und beginnt sich daher abzukühlen. Die abgekühlte Luft sinkt dann ab. Und so geht es weiter, wobei die erwärmte Luft aufsteigt und die Kühlluft absinkt und eine Konvektionszelle bildet, die ständig Luft zirkuliert und eine Brise erzeugt.
KONVEKTIVE ZELLEN UNTER UNSEREN FÜSSEN.
Konvektive Zellen können auch in der festen Erde existieren, wo sie die Platten (bewegliche Segmente) der Lithosphäre – die obere Schicht des Erdinneren, einschließlich der Kruste und des spröden Teils an der Spitze des Erdmantels – verschieben. Damit spielen sie eine Rolle in der Plattentektonik, einem der wichtigsten Studiengebiete der Geowissenschaften. Die Plattentektonik erklärt eine Vielzahl von Phänomenen, die von der Kontinentalverschiebung bis hin zu Erdbeben und Vulkanen reichen. (Weitere Informationen zu diesem Thema finden Sie unter Plattentektonik.)
Während die elektromagnetische Energie der Sonne die Wärmequelle der atmosphärischen Konvektion ist, ist die Energie, die die geologische Konvektion antreibt, geothermisch und steigt infolge des radioaktiven Zerfalls aus dem Erdkern auf. (Siehe Energie und Erde.) Die konvektiven Zellen bilden sich in der Asthenosphäre, einer Region mit extrem hohem Druck in einer Tiefe von etwa 60-215 Meilen. (ca. 100-350 km), wo Gesteine durch enorme Belastungen verformt werden.
In der Asthenosphäre steigt erhitztes Material in einem Konvektionsstrom auf, bis es auf den Boden der Lithosphäre (die obere Schicht des Erdinneren, bestehend aus der Kruste und der Oberseite des Erdmantels) trifft, über die es nicht aufsteigen kann. Daher beginnt es sich seitlich oder horizontal zu bewegen und zieht dabei einen Teil der Lithosphäre mit. Gleichzeitig schiebt dieses erhitzte Material kühleres, dichteres Material auf seinem Weg weg. Das kühlere Material sinkt tiefer in den Mantel (die dicke, dichte Gesteinsschicht, ca. 2.300 km dick, zwischen Erdkruste und Kern), bis es sich wieder erwärmt und schließlich aufsteigt und so den Kreislauf fortpflanzt.