La definición de una celda de convección

Escrito por scott kratochvil | Traducido por rafael ernesto díaz
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La definición de una celda de convección
Las celdas de convección son responsables de una variedad de fenómenos naturales y artificiales. (Weather Vane image by Carol Wingert from Fotolia.com)

Una celda de convección es un sistema en el que se calienta un fluido, pierde densidad y es empujado en una región de mayor densidad. El ciclo se repite y se forma un patrón de movimiento. Las celdas de convección en la atmósfera terrestre son responsables de que sople el viento, y se pueden encontrar en muchos otros fenómenos naturales y artificiales.

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Fundamentos de la convección

La convección, junto con la conducción y la radiación, es uno de los tres métodos de transferencia de calor. La convección se lleva a cabo a través del movimiento real de la materia. Esto significa que sólo puede tener lugar en los gases, los líquidos y el plasma, o materia no sólida. Un buen ejemplo de convección está en un globo de aire caliente. A medida que el aire en el globo se calienta, las moléculas de las que está compuesto se expanden. Esto lleva a un aumento en el volumen del aire, lo que conduce a una disminución en la densidad. La materia densa se mueve dentro de la materia menos densa cada vez que tiene la oportunidad. El aire caliente en el globo es empujado hacia arriba por el aire más frío de la atmósfera circundante, llevando el globo consigo.

Convección natural y forzada

La convección natural tiene lugar cuando el movimiento se debe enteramente a las diferencias de densidad entre la materia caliente y la fría. La convección forzada ocurre cuando otra fuerza, como un ventilador o una bomba, contribuye al movimiento.

Las celdas de convección

Es necesaria una fuente de calor para que se forme una celda de convección. El fluido es calentado por dicha fuente de calor y apartado. El líquido comienza a perder calor e inevitablemente se enfría. Esta materia más densa y más fría es empujada hacia la fuente de calor inicial por el flujo de la materia recién calentada. Se forma un sistema de movimiento llamado celda de convección. El fluido continuará moviéndose durante el tiempo que la fuente de calor esté presente.

Las celdas de convección en la atmósfera

Las celdas de convección se producen en la atmósfera de la Tierra en pequeña y gran escala. Una brisa de mar, por ejemplo, puede ser el resultado de una celda de convección. El agua mantiene el calor mejor que la tierra. Esto significa que cuando sale el sol, el aire en la tierra se calienta más rápidamente que el aire sobre el agua. Se forma un área de baja densidad sobre la tierra. El aire de mayor densidad del agua tiene por objeto sustituirla, creando así una brisa oceánica. Por la noche ocurre lo mismo, pero al revés. A mayor escala, el aire es calentado por las altas temperaturas en el ecuador, se eleva y se extiende al norte y al sur, hacia los polos, donde se enfría.

Otras celdas de convección

Las celdas de convección son responsables de que los macarrones se eleven y hundan en una olla de agua hirviendo. Una de las fuerzas que contribuyen a la lava en erupción de un volcán es la convección. Estas celdas de convección también se pueden encontrar en el sol.

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