La convezione del calore
sfrattato
attato”” dalle posizioni più in basso ?
Perché un fluido caldo viene “sfr
attato
I modi in cui l’ energia può essere spostata per calore, cioè per effetto della sola differenza
di temperatura, non si esauriscono con il meccanismo della conduzione, che come
abbiamo visto è poco efficace nel caso dei fluidi. Il trasferimento energetico può anche
avvenire perché le parti di un fluido a temperatura inferiore tendono ad occupare le
posizioni più in basso a causa della maggiore densità. Il fluido più caldo che si trova in
basso viene in un certo senso “sfrattato” e costretto a risalire dalla spinta di Archimede. Se
ad esempio facciamo uso di una serpentina per riscaldare l’acqua a metà del recipiente
qui a lato, soltanto i cubetti di ghiaccio nella parte alta fonderanno perché l’acqua fredda
in superficie scende costringendo quella calda a risalire. Viceversa l’acqua fredda già sul
fondo è intrappolata dalla sua maggiore densità ed i cubetti di ghiaccio che sono in basso
non fondono mai, non essendovi alcun meccanismo efficace tramite il quale possa
avvenire uno spostamento di calore verso quelle posizioni.
qualee modo la convezione regola la direzione d
deel vento in riva al mare ?
In qual
L’acqua e la terra sono esposte alla stessa sorgente di calore per il medesimo tempo.
Tuttavia la prima possiede un maggiore calore specifico e quindi raggiunge una
temperatura meno elevata della seconda. Ne consegue che l’aria che si trova sopra
alla terra è anch’essa più calda dell’aria che si trova sopra al mare. Pertanto l’aria che
sta sopra al mare, più densa, la sfratta dalle sue posizioni costringendola a risalire
per effetto della spinta di Archimede. Questo spostamento di aria dal mare alla terra
produce la brezza di mare, che di giorno soffia sulle spiagge. La notte il mare si
raffredda assai più lentamente sempre a causa dell’elevato calore specifico
dell’acqua. Ora le parti sono invertita perché adesso è l’aria che sta sopra al mare ad
essere più calda di quella che sta sopra alla terra. Quest’ultima, più densa perché
più fredda, la sfratta dalle sue posizioni costringendola a risalire per il principio di
Archimede. Il movimento d’aria che si viene a creare è diretto dunque dalla terra
verso il mare e detto brezza di terra. In generale, al di là di questo semplice esempio,
il fenomeno della convezione è alla base di tutte le correnti d’aria e delle correnti
marine che si osservano sul pianeta.
ARIA
CALDA
GIORNO
ARIA FREDDA
NOTTE
ARIA FREDDA
ARIA
CALDA
