Comment expliquer le transfert de chaleur dans une cellule de convection sur Terre

La convection est un des trois mécanismes de transfert de chaleur . Il est particulièrement important dans la roche liquide du manteau de la Terre et de l'atmosphère , où il joue un rôle clé dans l'élaboration de la météo. Vous mettez convection de travailler quand vous chauffez de l'eau sur un réchaud; convection permet de s'assurer que la chaleur est mieux répartie dans le liquide . Heureusement , cet important processus est assez facile à expliquer. Vous n'avez pas besoin d'accessoires , mais une courte démonstration toujours helps.Things Vous aurez besoin
verre d'eau
glaçons
Rochelle
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Placez la fois le cube de glace et la roche dans le verre d'eau . Expliquez à votre auditoire que l'un des deux éléments flotte tandis que les autres puits , même si le cube de glace pèse plus et est plus grand que la roche .
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Expliquez à votre auditoire que la densité est ce qui détermine si un objet flotte ou coule - sa densité par rapport à la densité du fluide qui l'entoure . La roche est plus dense que l'eau , il coule . La glace est moins dense que l'eau , il flotte .
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Expliquez que les fluides se dilatent quand ils sont chauffés . Avec des liquides tels que l'eau , cette expansion est généralement très faible; avec un gaz , par contre, il est important . Dans tous les cas , cependant, quand ils sont chauffés , les liquides et les gaz deviennent moins denses .
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Demandez à votre auditoire à réfléchir sur le chauffage de l'eau dans une casserole . L'eau près du fond absorbe toute la chaleur , de sorte qu'il devient moins dense et va commencer à augmenter, tandis que l'eau du condenseur froid en altitude il va commencer à couler. Le résultat sera un courant circulaire , où l'eau chaude est en hausse dans certaines régions et l'eau froide coule dans d'autres.
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Dessiner une casserole sur un tableau blanc ou un tableau noir , et dessiner des flèches s'exécutant dans un cercle à l'intérieur pour montrer votre auditoire le sens de circulation à l'intérieur de la casserole . Expliquez que ces mêmes types de courants de convection ont lieu dans l'atmosphère de la Terre , mais sur une échelle beaucoup plus grande .
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donner quelques exemples pour illustrer . L'une des plus importantes est des cellules de circulation atmosphérique . La Terre reçoit plus de soleil à l'équateur qu'aux latitudes supérieures ou inférieures, si l'air chaud ascendant transporte la chaleur du Nord et du Sud, tandis que l'air descendant frais reflue vers l'équateur . Un autre " boucle " créé par un chauffage inégal fonctionne entre 30 et 60 degrés de latitude Nord et du Sud , et une dernière paire de boucles fonctionne près des pôles . Ces cellules de convection transfèrent la chaleur à une échelle gigantesque , et ils sont très importants pour les courants et les conditions météorologiques .
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tectonique des plaques de l'offre comme un autre exemple de cellules de convection dans l'action . Cellules de convection gigantesques dans la roche liquide des manteau de la Terre portent la chaleur du cœur vers la surface . Ces courants lente mais inexorable poussent sur ​​les plaques qui forment la croûte terrestre , provoquant le mouvement des plaques qui conduit à des phénomènes tels que les tremblements de terre et expansion des fonds océaniques . Comme les cellules de circulation atmosphérique , ces courants dans le manteau sont un autre exemple des cellules de convection important de notre vie quotidienne .