-Wilt u deelnemen aan de gebruikers Enquête? Klik hier: Vragen-

Convectiestroom

Uit OmoPedia
Ga naar: navigatie, zoeken

Beschrijving

Fout bij het aanmaken van de miniatuurafbeelding: The system cannot find the path specified. Error code: 1
convectiecellen in een bak waar meerdere branders onder staan. Boven de branders beweegt de vloeistof omhoog en geeft warmte af aan de oppervlakte. Koude vloeistof zakt terug

Het is buiten erg koud. In de hoek van het natuurkundelokaal staat een radiator te loeien. De docent bedenkt zich dat hij nu op een duidelijke manier kan uitleggen wat convectiestromen zijn. Hij haalt een trap en regelt een kaars. Voordat hij zijn proefje uitvoert, vraagt hij eerst de leerlingen of iemand kan uitleggen hoe je met die kaars kunt aantonen dat in het klaslokaal convectiestromen voorkomen.

Een slimme leerling weet het. Terwijl de klas ademloos toekijkt, klimt de leerling op de trap en steekt de kaars aan. Hij vraagt de leerlingen op de stand van het vlammetje te letten. Daarna daalt hij af en houdt de kaars boven de grond. Verbaasd zien de leerlingen de vlam precies de andere kant opwijzen. Hoe kan dat nou? De leerling legt het de klas uit.

Boven de loeiende kachel wordt de lucht sterker verwarmd dan in de rest van het lokaal. De lucht zal uitzetten, dus minder zwaar worden en daardoor gaan stijgen. De opgestegen lucht zal bij het plafond uitwijken. Er ontstaat dan aan de grond een klein lagedrukgebiedje. Er is beneden bij de kachel minder lucht aanwezig en verderop in het lokaal juist meer. Daar gaat de lucht dalen, ook omdat die weer een beetje is afgekoeld. Aan de grond zal de lucht naar de kachel stromen en is de cirkel rond.

Definitie

Stroming van een gas of vloeistof die ontstaat door ongelijke verwarming of door drukverschillen.

Voorbeelden

  • In de atmosfeer komen temperatuurverschillen voor. Bij sterke verhitting stijgt lucht op en verspreidt zich boven in de atmosfeer. Daar ontstaan dus lagedrukgebieden. De lucht stroomt naar hogedrukgebieden en stroomt vanuit die hogedrukgebieden aan de aardoppervlakte terug naar het lagedrukgebied. Deze convectiestromen gaan relatief snel. Hoe groter de temperatuurverschillen, hoe harder de lucht zal stromen.
  • In de aardmantel komt ook convectie voor. Dat komt omdat die mantel vanuit de aardkern niet overal even veel wordt verwarmd. Op plaatsen waar de mantel erg warm is, zal in de asthenosfeer (een onderdeel van die mantel die een klein beetje vloeibaar is) een opwaartse stroming van vloeibaar gesteente zijn. Deze stroming wijkt onder de aardkorst zijdelings uit. Op grotere diepte in de asthenosfeer stroomt het gesteente terug. Deze mantelconvectie zorgt voor zeer trage stromingen van hooguit enkele centimeters per jaar.

Toelichting

  • Warmtestromen zijn ook goed zichtbaar te maken in een doorzichtige pan waarin je bijvoorbeeld water kookt. Het water is in beweging. Precies boven de plaats waar de brander is, zal het water omhoog bewegen. Aan de rand van de pan stroomt het terug naar beneden.
  • Een andere naam voor convectiestromen is dus warmtestromen. Hoe groter de verschillen in temperatuur, hoe harder het materiaal stroomt.