Đối lưu là gì? Phân loại đối lưu và Ứng dụng của đối lưu

Đối lưu là gì? đối lưu được phân loại ra sao? Bức xạ nhiệt là gì? Ứng dụng của hiện tượng này trong sản xuất và đời sống ra sao – Cùng tìm hiểu tại bài viết dưới đây nhé.

1. Đối lưu là gì

Đối lưu được gọi với tên tiếng Anh là Convection, là khái niệm chỉ sự dịch chuyển của những nhóm phân tử nằm trong lưu chất như chất lỏng, chất khí hay chất lưu biến.

Khi đun nóng, lớp chất dưới nóng lên dịch chuyển lên phía trên, lưu chất có nhiệt độ lạnh xuống thấp, lưu động tuần hoàn nhiều lượt và pha trộn vào nhau, cuối cùng cho nhiệt độ tất cả đồng đều ở mọi vị trí. Cứ thể cho tới khi cả khối chất lỏng nóng lên.

Cơ chế của dòng đối lưu là trọng lực, khối lượng riêng và lực đẩy Ác-si-mét.

Do độ dẫn nhiệt của chất lỏng và chất khí thông thường rất nhỏ, thông qua truyền dẫn nhiệt nhiệt lượng qua ion và electron rất nhỏ nên đối lưu là phương thức truyền nhiệt lượng chủ yếu của chất lưu. Vận tốc lưu động của lưu dẫn càng lớn thì tốc độ có thể truyền nhiệt đối lưu càng nhanh.

2. Phân loại đối lưu

Đối lưu hiện nay được chia làm 2 loại bao gồm đối lưu tự nhiên và đối lưu cưỡng bức.

Đối lưu tự nhiên: được sản sinh bởi sự chênh lệch nhiệt độ hoặc nồng độ. Gradien nhiệt độ bên trong chất lưu sẽ đưa tới gradien mật độ biến hoá. Nếu lưu chất có mật độ thấp ở phía dưới, chất lưu mật độ cao ở phía trên, thì nhờ tác dụng trọng lực sẽ hình thành đối lưu tự nhiên.

Đối lưu cưỡng bức: hình thành và thức đẩy tốc độ đối lưu bởi ngoại lực. Nhờ tác dụng của ngoại lực vận tốc lưu động của chất lỏng và chất khí chuyển động rất nhanh, nhờ đó có thể thực hiện truyền nhiệt đối lưu mau chóng. Dựa vào tác dụng của ngoại lực bên ngoài giúp lưu dẫn lưu động tuần hoàn, từ đó sự truyền nhiệt được gọi là đối lưu cưỡng bức.

3. Hiện tượng đối lưu là gì

– Đối lưu là sự truyền nhiệt bằng các dòng chất lỏng hoặc chất khí, đó là hình thức truyền nhiệt chủ yếu của chất lỏng và chất khí.

– Đối lưu là lưu động của các bộ phận bên trong chất lỏng hoặc chất khí. Đối lưu mà do chênh lệch nồng độ hoặc chênh lệch nhiệt độ đưa đến biến hoá mật độ nên sản sinh gọi là đối lưu tự nhiên; đối lưu mà bởi vì sự thúc đẩy của ngoại lực (giống như quấy trộn) cho nên sản sinh gọi là đối lưu cưỡng bách. Đối với điện giải dịch mà nói, chất hoà lẫn sẽ di động thuận theo chất lỏng, là một thứ loại hình của quá trình chuyển giao vật chất trong hoá học điện.

4. Bức xạ nhiệt

Bức xạ nhiệt là sự truyền nhiệt bằng các tia nhiệt đi thẳng – Hơn cả, bức xạ nhiệt có thể xảy ra trong chân không và các môi trường chân không nhân tạo.

Lưu ý: Cơ chế bức xạ nhiệt là sự thu và phát năng lượng của các nguyên tử khi electron trong vật chất chuyển từ mức năng lượng này sang mức năng lượng khác. Bức xạ nhiệt có cùng bản chất với bức xạ thẳng, phản xạ và khúc xạ… qua đó, ta có thể giải thích các đặc điểm khả năng hấp thụ tia nhiệt của các vật có cấu tạo khác nhau.

Bức xạ nhiệt

5. Đối lưu khí quyển

Tầng đối lưu là phần thấp nhất của các tầng trong khí quyển của một số hành tinh trong đó có Trái Đất. Phần lớn hiện tượng thiên nhiên gắn với con người hàng ngày đều diễn ra ở tầng đối lưu. Đặc trưng của tầng đối lưu trái đất thể hiện ở các dòng đối lưu của không khí nóng, không khí nóng từ bề mặt bốc lên cao và lạnh đi. Hiện tượng đối lưu đã chính là tên gọi cho tầng này.

6. Hiện tượng đối lưu trong đời sống

Gió từ biển 

Trên biển, khi trời nóng đất liền nhanh nóng hơn nước biển, vì vậy vào buổi nắng gắt thì gió từ biển thổi vào rất mạnh, nhưng đất liền cũng giảm nhiệt nhanh hơn nước biển vì vậy vào ban đêm gió sẽ thổi từ đất liền ra biển.

Đây được coi là 1 hiện tượng thú vị của đối lưu và đó là lý do tại sao bạn cảm thấy mát mẻ hơn khi nhìn ra biển vào buổi chiều và tối và trong một ngày nắng nóng. Vào ban đêm điều ngược lại xảy ra, gió mát từ đất liền.

Đun sôi nước 

Khi cho nước vào ấm hoặc nồi nấu, khi thực hiện đun các lớp nước  tại đáy nhất sẽ được đốt nóng trước. Sau đó, nước nở ra --> khối lượng riêng của nó giảm đi, do đó nước lạnh sẽ dịch chuyển xuống dưới và nước nóng nổi lên trên cùng. Theo 1 vòng tuần hoàn khép kín thì vào 1 thời điểm nào đó nước trong ấm sẽ có nhiệt độ như nhau.

Dòng chảy đại dương

Nước ngầm dưới lòng biển hoạt động theo cách tương tự với không khí trong khí quyển. Vùng nước ấm hơn luôn ở gần bề mặt, trong khi vùng nước mát hơn ở sâu hơn.

Hiệu ứng Dynamo

Nó xảy ra tại lõi nóng chảy bên trong hành tinh và mặt trời, nơi kết hợp với chuyển động quay của Trái đất từ đó tạo ra dòng điện làm phát sinh từ trường Trái đất.

Năng lượng bên trong sao

Những ngôi sao như Mặt trời là những quả cầu khí khổng lồ với nguồn khí chính là Heli và Hidro. Đối lưu và lực hấp dẫn là cơ chế vận chuyển năng lượng chủ yếu ở đây vì các phân tử khí có đủ tự do để di chuyển giữa các khu vực bên trong các ngôi sao.

7. Ứng dụng của đối lưu

Điều hòa 

Máy điều hòa không khí được đặt gần trần của các phòng, để không khí được làm mát, dày đặc hơn, đi xuống và làm mát gần sàn nhà một cách nhanh chóng.

Bộ tản nhiệt chất lỏng

Bộ tản nhiệt chất lỏng là một thiết bị cho phép truyền nhiệt từ chất lỏng có nhiệt độ cao này sang khu vực chất lỏng có nhiệt độ thấp khác và là nguyên lý hoạt động của máy điều hòa không khí và cơ cấu làm mát của tản nhiệt trong điện thoại hay máy tính cá nhân hiện nay.

Tháp tản nhiệt

Còn được gọi là tháp làm mát, chúng dùng để tản nhiệt nhiệt cho các nhà máy điện hạt nhân, nhà máy lọc dầu và các cơ sở công nghiệp khác, tháp thực hiện tản nhiệt ra vào không khí, thay vì xuống mặt đất hoặc mặt nước.

5/5 (1 Review)

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *