Cultura y ciencia

Cómo explicar la transferencia de calor por convección en una célula en la Tierra

Escrito por john brennan | Traducido por luciano ariel castro
Cómo explicar la transferencia de calor por convección en una célula en la Tierra

Las células de convección son importantes en la atmósfera de la Tierra.

Medioimages/Photodisc/Photodisc/Getty Images

La convección es uno de los tres mecanismos de transferencia de calor. Es especialmente importante en la roca líquida del manto de la Tierra y en la atmósfera, en la que desempeña un papel clave en la configuración del tiempo. Pones la convección a trabajar cuando calientas agua en una estufa; la convección ayuda a asegurar que el calor se propague de manera más uniforme en todo el líquido. Afortunadamente, este importante proceso es bastante fácil de explicar. No necesitas apoyos, pero una breve demostración siempre ayuda.

Nivel de dificultad:
Moderado

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Necesitarás

  • Vaso de agua
  • Cubo de hielo
  • Roca pequeña

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Instrucciones

  1. 1
    Coloca tanto el cubo de hielo como la roca en el vaso de agua.

    Jupiterimages/Comstock/Getty Images

    Coloca tanto el cubo de hielo como la roca en el vaso de agua. Señala a tu público que uno de los dos elementos flota mientras que el otro se hunde, a pesar de que el cubo de hielo pesa más y es más grande que la roca.

  2. 2

    Explique a su público que la densidad es lo que determina si un elemento flota o se hunde - su densidad en comparación con la densidad del fluido circundante. La roca es más denso que el agua, por lo que se hunde. El hielo es menos denso que el agua, por lo que flota.

  3. 3
    Explica que los líquidos se expanden cuando se calientan.

    Thinkstock/Comstock/Getty Images

    Explica que los líquidos se expanden cuando se calientan. Con líquidos como el agua, esta expansión es por lo general muy leve; con un gas, por el contrario, es significativa. En cualquier caso, sin embargo, cuando se calientan, los dos líquidos y gases son menos densos.

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    Pídele a tu público que piense el momento de calentar el agua en una cacerola.

    Digital Vision./Digital Vision/Getty Images

    Pídele a tu público que piense el momento de calentar el agua en una cacerola. El agua en la parte inferior está absorbiendo todo el calor, por lo que cada vez es menos densa y comenzará a subir, mientras que el agua fría más densa por encima de ella comenzará a hundirse. El resultado será una corriente circular, donde el agua caliente está aumentando en algunas zonas y el agua fría se hunde en otras.

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    Explica que estos mismos tipos de corrientes de convección tienen lugar en la atmósfera de la Tierra, sólo en una escala mucho mayor.

    Stockbyte/Stockbyte/Getty Images

    Dibuja una cacerola en una pizarra y dibujar flechas que recorran un círculo en su interior para mostrar a tu público la dirección del flujo dentro de la cacerola. Explica que estos mismos tipos de corrientes de convección tienen lugar en la atmósfera de la Tierra, sólo en una escala mucho mayor.

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    Da un par de ejemplos para ilustrar.

    Jupiterimages/BananaStock/Getty Images

    Da un par de ejemplos para ilustrar. Uno de los más importantes son las células de circulación atmosférica. La Tierra recibe más luz del sol en el ecuador que en latitudes más altas o más bajas, por lo que el aumento de aire caliente se lleva el calor del Norte y del Sur, mientras que el hundimiento de aire frío fluye hacia el ecuador. Otro "circuito", creado por el calentamiento desigual opera entre 30 y 60 grados de latitud Norte y del Sur, y un último par de circuitos opera cerca de los polos. Estas células de convección transfieren calor a escala gigantesca, y son muy importantes para las corrientes y los patrones climáticos.

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    Al igual que las células de la circulación atmosférica, las corrientes en el manto son otro ejemplo de células de convección importantes para nuestra vida diaria.

    Hemera Technologies/PhotoObjects.net/Getty Images

    Ofrece las placas tectónicas como otro ejemplo de células de convección en acción. Las células de convección gigantes en la roca líquida del manto de la Tierra llevan calor desde el núcleo hacia la superficie. Estas corrientes lentas pero inexorables producen el empuje de las placas que forman la corteza de la Tierra, haciendo que el movimiento conduzca a fenómenos como los terremotos y expansión del fondo oceánico. Al igual que las células de la circulación atmosférica, las corrientes en el manto son otro ejemplo de células de convección importantes para nuestra vida diaria.

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