Domanda:
L'aria calda sale davvero?
jasonmklug
2011-03-04 07:36:03 UTC
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"Il calore aumenta" o "l'aria calda aumenta" è un'espressione ampiamente utilizzata (e un fenomeno ampiamente accettato).

L'aria calda sale davvero? O è semplicemente spostato dall'aria più fredda (più densa) trascinata dalla gravità?

Qual è la differenza?
Suppongo che la differenza sia: il movimento termico presente nell'aria calda fa sì che in qualche modo essa fluttui collettivamente verso l'alto, spostando l'aria fredda (un tempo) stazionaria, o il vero comportamento descritto dal meccanismo nella sua domanda?
Suppongo di cercare chiarimenti. Mi colpisce che in assenza di aria fredda, l'unica forza rilevante che agisce sull'aria calda sarebbe la gravità, tirandola verso il basso. C'è un'altra forza che mi manca?
Sì, WSC ... questo è il succo di ciò che mi chiedo. Se l'aria fredda fosse stazionaria (forse supponiamo che l'aria fredda non sia magicamente influenzata dalla gravità), l'aria calda aumenterebbe ancora?
@Distil: In assenza di altro fluido intorno ad esso, semplicemente si disperde (si allontana nel vuoto) o si trova lì strettamente confinato (micro bolle in alcuni solidi). La domanda ha senso solo nel contesto di un fluido sfuso, e quindi i due casi sono uno e lo stesso.
Ora posso vedere che la domanda era formulata male (calore vs aria calda vs energia termica, per esempio). Moderatori: sentitevi liberi di rivedere questa domanda per essere più tecnicamente accurati.
Una domanda migliore sarebbe: le molecole "calde" si alzano o trasferiscono la loro energia alle molecole "sopra".Chiaramente è una combinazione di questi 2 effetti.Ma trovare un modo per quantificare sarebbe una sfida interessante.
"L'aria calda sale davvero? O è semplicemente spostata dall'aria più fredda (più densa) tirata verso il basso dalla gravità?"... forse la domanda è formulata incline a interpretazioni errate, ma il frammento "dall'aria più fredda (più densa)" fornisce una chiara indicazione che la connessione tra queste proprietà è riconosciuta.Qualsiasi pignoleria sulla differenza senza mostrare quale differenza avrebbe apportato al processo in questione, * non è molto utile *.
Sedici risposte:
#1
+38
Lagerbaer
2011-03-04 08:05:19 UTC
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Il meccanismo responsabile della risalita dell'aria calda è il galleggiamento: l'aria calda è meno densa dell'aria fredda e quindi la pressione dell'aria eserciterà una forza verso l'alto, allo stesso modo in cui l'aria sale nell'acqua. gravità, quindi non sarebbe in grado di esercitare pressione sull'aria calda e quindi non salirebbe.

L'affermazione che "il calore sale", tra l'altro, non è universalmente vera. Guarda l'acqua. Qui, è l'acqua fredda che è meno densa dell'acqua calda (almeno nel regime di temperatura importante per il congelamento). In inverno, quando l'acqua diventa più fredda, l'acqua fredda sale verso l'alto e alla fine si congela, mentre l'acqua sottostante rimane liquida per il momento.

"il calore aumenta" generalmente non ha senso! Il "calore" non è roba e diffonde. Ma combattere questa formulazione è come combattere contro i mulini a vento.
Concordato. Il problema è che il calore nel linguaggio quotidiano non è lo stesso del concetto fisico di calore. Lo stesso vale per l'energia, il lavoro, l'ordine, la teoria. Cosa si può fare ...
Rispetto all'acqua, la temperatura alla quale l'acqua calda diventa meno densa di quella fredda è di 4 ° C. http://van.physics.illinois.edu/qa/listing.php?id=1736
#2
+15
NauticalMile
2016-02-12 06:20:39 UTC
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Boa, non lo fa mai. Per contrastare le risposte precedenti fornirò una descrizione matematica e un esempio concreto per rafforzare la comprensione intuitiva.

Legge dei gas ideali

Dalla termodinamica sappiamo che pressione, $ P $, temperatura $ T $ e densità $ \ rho $ (o volume specifico $ v = 1 / \ rho $) sono correlati tramite un ' equazione di stato. Per i gas adatti (inclusa l'aria in condizioni atmosferiche) questa equazione è la legge dei gas ideali:

\ begin {equation} \ tag {1} \ label {igas} P = \ rho RT \ end {equation}

dove $ R $ è la costante del gas specifica, che può essere determinata dalla composizione chimica del gas in esame (ad esempio $ R_ {air} = 287.058 \: \ mathrm {J kg ^ {- 1} K ^ {- 1}} $).

Bouyancy

Come già menzionato da Helder Velez, il Principio di Archemides ci informa che un oggetto immerso in un fluido subirà una forza verso l'alto pari al peso del fluido spostato, dove "su" è la direzione del gradiente di densità decrescente. 1 Matematicamente, questo può essere affermato come:

\ begin {equation} \ tag {2} \ label {buoy} \ mathbf {F_b} = - \ rho V \ mathbf { g} \ end {equation}

dove $ \ mathbf {g} = -g \ mathbf {\ hat {k}} $ è il vettore della forza del corpo (di solito la gravità).

Bolla d'aria nell'acqua

Considera una piccola bolla d'aria, inizialmente ferma vicino al fondo di una piscina , all'equilibrio termico (stessa temperatura) dell'acqua della piscina. La forza di galleggiamento che agisce sulla bolla è data dall'equazione \ ref {buoy}, e il peso della bolla è dato da $ \ mathbf {F_g} = m \ mathbf {g} $. Il pedice $ w $ si riferisce all'acqua e il pedice $ a $ si riferisce all'aria nella bolla. Applicando la seconda legge di Newton si ottiene:

\ begin {align} m_a \ mathbf {a} & = \ sum \ mathbf {F} \\ m_a \ mathbf {a} & = \ mathbf {F_g} + \ mathbf {F_b} \\ m_a \ left (a_x \ mathbf {\ hat {i}} + a_y \ mathbf {\ hat {j}} + a_z \ mathbf {\ hat {k}} \ right) & = -m_a g \ mathbf {\ hat {k}} + \ rho_w V_b g \ mathbf {\ hat {k}} \\ m_a a_z & = \ rho_w V_a g - m_a g \\ a_z & = g \ left (\ frac {\ rho_w V_a} {m_a} - 1 \ right) \\ a_z & = g \ left (\ frac V {\ rho_w } {\ rho_a V_a} - 1 \ right) \\ a_z & = g \ left (\ frac {\ rho_w} {\ rho_a} - 1 \ right) \\\ end {align}

dove Ho usato $ m_a = \ rho_a V_a $. Qui, si può vedere che la bolla accelererà verso l'alto ogni volta che $ \ rho_w > \ rho_a $. Sfruttando il fatto che la pressione varia linearmente con la profondità in un fluido statico, puoi provare a te stesso che $ \ rho_w \ gg \ rho_a $ per le bolle nella maggior parte delle piscine.

Rispondi

Parcel of Air

Consideriamo ora uno scenario simile, dove invece di una piscina abbiamo una stanza piena di aria a temperatura uniforme $ T_ \ infty $ e la bolla ora è un pacco di aria che è stata riscaldata ad una temperatura leggermente elevata $ T_ \ infty + \ Delta T $. Userò gli indici $ c $ per l'aria nella stanza fresca e $ h $ per l'aria all'interno del pacco caldo.

Se eseguiamo un'analisi simile alla bolla nella piscina, lo faremo eseguire gli stessi movimenti della derivazione sopra e terminare con un'espressione simile per l'accelerazione iniziale del pacco caldo:

\ begin {equation} a_z = g \ left (\ frac {\ rho_c} { \ rho_h} - 1 \ right) \ end {equation}

In questo caso, tuttavia, possiamo usare l'equazione \ ref {igas} per semplificare ulteriormente il risultato:

\ begin { align} a_z & = g \ left (\ frac {P / (R_ {air} T_ \ infty)} {P / \ left (R_ {air} \ left [T_ \ infty + \ Delta T \ right] \ right) } - 1 \ destra) \\ a_z & = g \ sinistra (\ frac {T_ \ infty + \ Delta T} {T_ \ infty} - 1 \ destra) \\ a_z & = g \ sinistra (\ frac {\ Delta T} {T_ \ infty} \ right) \\\ end {align}

Non riesco a pensare a nessuna affermazione matematica migliore dell'adagio L'aria calda sale rispetto all'equazione precedente. Ovunque $ \ Delta T > 0 $, sarà anche $ a_z $. Al contrario, un pacco più fresco cadrà: $ \ Delta T < 0 \ rightarrow a_z < 0 $.

Pulizia

Potresti chiederti:

Perché la bolla nella piscina è così semplice, eppure il pacco d'aria che sale non è immediatamente evidente?

Mi vengono in mente tre ragioni:

  1. La bolla è ben definita. Ha una chiara delimitazione sferica che viene più o meno mantenuta durante la sua risalita. D'altra parte, il nostro pacco non è visibile e anche se inizialmente è sferico, può allungarsi e trasformarsi in balia delle correnti d'aria locali.
  2. Il rapporto $ \ rho_w / \ rho_a $ è di solito molto più grande di $ \ rho_c / \ rho_w $, rendendo il movimento della bolla molto più pronunciato di quello del pacco d'aria calda.
  3. Il pacco d'aria è soggetto a trasferimento di calore. Immagina di aver avvolto il nostro piccolo pacco aereo in un minuscolo palloncino. Anche se la sua forma viene mantenuta, il pacco d'aria trasferirà calore all'aria circostante mentre sale, la temperatura scenderà in modo che $ a_z \ rightarrow 0 $ e le forze viscose lo rallenteranno fino a fermarlo.
  4. ol>

    Nota anche: l'entità dell'accelerazione è indipendente dalla pressione. Sia che ci troviamo in una camera di pressione a $ 10 \: \ mathrm {atm} $ o sul monte Everest a $ 0,333 \: \ mathrm {atm} $ dividerà sempre.

    Infine, farò notare che, anche se la legge dei gas ideali ci fornisce un'espressione molto elegante per l'accelerazione, tutti gli altri fluidi (che posso pensare di) hanno equazioni di stato con correlazioni negative tra $ T $ e $ \ rho $, il che significa che una particella fluida con una temperatura elevata rispetto a un fluido quiescente della stessa composizione termodinamica avrà sempre una forza di galleggiamento di grandezza maggiore del suo peso .

    1 Per fluidi idrostatici e molte portate il gradiente di pressione $ \ nabla P $ è quasi sempre allineato con la densità g radient $ \ nabla \ rho $. In particolare, la direzione del vettore della forza del corpo $ \ mathbf {g} $ è opposta al gradiente di densità.

#3
+8
CJB
2011-03-04 08:06:58 UTC
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Il calore fa solo una cosa in un sistema chiuso, ed è distribuirsi uniformemente sul sistema quando raggiunge l'equilibrio termodinamico. Non penso che questo sia ciò che stai chiedendo però. Presumo che tu stia parlando di aria calda (caldo è un termine relativo che significa solo che è più caldo dell'aria circostante). Quest'aria calda sarà meno densa dell'aria circostante e quindi vorrà essere al di sopra dell'aria più densa e più fredda. Se vuoi vederlo effettivamente, prendi un bicchiere d'acqua e aggiungi un po 'd'olio, è la stessa cosa che accade con l'aria (poiché entrambi i casi coinvolgono 2 liquidi di diversa densità)

Per rispondere esattamente alla domanda, l'aria calda sale ed è anche spostata dall'aria fredda (sebbene spesso di lato, non direttamente sopra di essa). E sì, la gravità è la ragione per cui ai liquidi meno densi piace sedersi sopra liquidi più densi

#4
+8
Floris
2016-02-12 19:03:41 UTC
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L'affermazione "l'aria calda sale" in generale non è vera, anche se viene usata spesso.

Invece,

sale meno densa

Ora di solito, l'aria riscaldata localmente si espanderà (perché la pressione sarà simile alla pressione dell'aria circostante) secondo la legge universale sui gas $ PV = nRT $, e l'aria meno densa sperimenterà la galleggiabilità dall'ambiente circostante più- aria densa (più fresca). L'aria calda non salirà se è circondata da aria più calda ...

Guarda l'esempio di un pallone ad elio, per esempio. Sebbene "l'aria" all'interno del pallone possa essere più fredda dell'aria circostante, può comunque salire, perché il gas all'interno è meno denso. E se hai creato un contenitore a pareti sottili con aria a bassa pressione (miscela 80-20 di azoto e ossigeno), potrebbe plausibilmente aumentare anche se ha la stessa temperatura dell'aria circostante.

Guarda anche a l'aria che espiriamo: contiene ossigeno, anidride carbonica, azoto e acqua. Ora l'anidride carbonica ha una massa molecolare maggiore dell'ossigeno, ma l'aggiunta di acqua tende ad abbassare la densità dell'aria. Quindi, quando un politico parla (produce "aria calda"), il respiro che produce può aumentare o diminuire. Dipende dalla temperatura dell'aria circostante (se l'aria intorno a lui è più calda, ad esempio perché è in una sauna, allora l'aria espirata sarà più fresca dell'aria circostante; potrebbe anche avere un'umidità relativa inferiore e più anidride carbonica - quindi affonderà sicuramente). Con un'umidità relativa sufficientemente alta, in aria vicina alla temperatura corporea, (una giornata calda e afosa), è possibile che "l'aria calda affondi".

Possiamo fare i conti: la composizione dell'aria è approssimativamente

  in out massa 80% 75% 28 azoto20% 14% 32 ossigeno 0% 6% 18 acqua 0% 4% 44 CO2 1% 1% 40 argon  codice> 

Ciò rende la massa molare media per l'aria inspirata di 28,9 g / mol e di 29,8 g / mol per l'aria espirata, utilizzando il caso più estremo di aria secca.Possiamo calcolare le temperature relative alle quali queste hanno la stessa densità:

$$ T_1 m_1 = T_2 m_2 $$

Usando i numeri sopra, se la temperatura dell'aria espirata è37 ° C (330 K), ha la stessa densità dell'aria atmosferica secca con una temperatura di 28 ° C.Ciò significa che quando l'aria circostante è più calda di 28 ° C, l'aria espirata ("aria calda") scende, anche se l'umidità relativa è zero.È difficile essere un buon politico quando l'aria condizionata è rotta ...

Quindi è la densità, non la temperatura, ciò che conta.Sebbene uno implichi spesso l'altro.

Questo è molto meglio della risposta accettata, IMO.Sento che mi piacerebbe quasi tutto quello che scrivi!
#5
+5
Ryan Christman
2012-07-30 09:43:58 UTC
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Ho un master in meteorologia, quindi posso aiutarti. Mi scuso se non è professionale come alcune delle altre risposte, ma al momento sono un po 'stanco.

Prendi, ad esempio, questa equazione:

$ $ F_B = \ left (\ frac {\ rho_0- \ rho} {\ rho} \ right) \ approx g \ cdot \ left (\ frac {T-T_0} {T_0} \ right) $$

Sappiamo che l'aria calda ha una densità inferiore a quella più fredda. Quindi, se vuoi provare a te stesso che l'aria calda ha una forza di galleggiamento maggiore dell'aria fredda, inserisci semplicemente alcuni numeri. Supponi solo che rho-not abbia un valore di 1.25 e che rho abbia un valore di 1.00. Questo ti dà una galleggiabilità di 0,25. Adesso prendi un po 'd'aria più fresca. Aumenta rho-not intorno a 1.15. Questo ti dà una forza di galleggiamento di 0,09. Quindi, in effetti, l'aria calda è più galleggiante dell'aria fredda e quindi sperimenta una spinta positiva e si alza.

Tieni presente, tuttavia, che questo è valido solo per la teoria dei pacchi. Ovviamente nel mondo reale ci sono più cose in corso oltre a questa equazione, ma questo dovrebbe almeno darti una comprensione di base.

#6
+5
Eric_
2013-02-08 02:26:08 UTC
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Esaminerò la tua domanda un po 'alla volta. Spiega un po 'del linguaggio della tua domanda e poi analizza la risposta finale. Le mie spiegazioni presuppongono una conoscenza preliminare della realtà atomica dei gas ma poco altro.

Innanzitutto "aumento del calore" è un termine che dovrebbe essere evitato in una discussione di fisica. Il termine "calore" si riferisce al trasferimento di energia termica da un luogo all'altro. Non è una quantità di stato. Ad esempio, le quantità di stato sono cose che sono qualità della materia stessa. Ad esempio, la massa è una quantità di stato. Così è la carica. Questi sono gli stessi indipendentemente da altro luogo e tempo. Mentre "calore" è una descrizione del cambiamento, non una descrizione dello stato. Diciamo che una padella sul fornello si è riscaldata. O meglio ancora un flusso di calore dalla fiamma alla padella ha fatto sì che la padella avesse una temperatura più alta. Se abbiamo detto che la padella sul fornello ha calore, non è corretto, la padella sul fornello ha energia termica (una misura della massa e della temperatura dell'oggetto) e una temperatura.

Promemoria: temperatura è una misura dell'energia cinetica media di una sostanza.

Rifrasi: L'aria calda (temperatura maggiore) sale? O è spostato dall'aria fredda (temperatura più bassa)?

Primo: perché qualcosa cade e sale in un campo gravitazionale? Beh, deve avere una forza che lo spinge verso l'alto. Per cambiare la sua energia potenziale (U = mg) una forza deve agire su di essa.

Qual è la forza che fa salire e scendere un fluido o un gas? In tutti i casi può essere descritta come una pressione.

La pressione è sempre una cosa relativa, questo perché non è la pressione che fa salire e scendere le cose, è una differenza di pressione o un gradiente. Quindi ciò che è importante è la pressione netta, o differenza di pressione.

Prima di tutto questo è un punto importante. Se la pressione in un volume è la stessa: non cambia nulla. Nessuna aria si muove (a parte le singole particelle che si sposteranno a causa del moto browniano).

Quindi, come posso creare una differenza di pressione per far salire un po 'd'aria? Per essere spinto verso l'alto?

1) Il modo più semplice è controllare quanto è compatta l'aria, la sua densità. Un gruppo di molecole più compatto avrà più atomi in uno spazio più piccolo, quindi se ogni molecola si muove alla stessa velocità si verificano più collisioni tra i bordi del suo volume (questi cambiamenti di quantità di moto causano una forza) ed eserciterà più forza: maggiore pressione.

2) Ma come possiamo misurare la velocità con cui le particelle stanno andando in volume di qualcosa? Perché se gli atomi si muovono più velocemente, ci saranno maggiori cambiamenti nella quantità di moto e più forza. La temperatura è la misura di questo, l'energia cinetica media descrive in sostanza quanto velocemente stanno andando le particelle.

Cosa ci dicono 1) e 2)? La pressione del pozzo è controllata dalla velocità delle particelle e da quante di esse sono nello spazio. In termodinamica viene utilizzata l'equazione PV = nRT. R è una costante. n è il numero di mol (una misura del numero di particelle). Questo dice che la pressione e il volume (V) sono correlati alla temperatura (velocità) e alla quantità (n).

Questo dice che un volume più caldo della stessa sostanza dovrà espandersi per mantenere la sua pressione verso l'esterno. Una cosa più fredda si contrarrà. Questo è il processo di liquidi e gas più caldi e più freddi che diventano meno densi o più densi.

FINALE (DOMANDE E RISPOSTE): A: L'aria più calda sale? B: Oppure l'aria fredda sposta l'aria calda facendola salire?

Bene, proviamo il primo, più caldo implica che è più caldo di qualcosa. Quindi se è più calda dell'aria intorno ad essa, l'aria si espanderà, la pressione diminuirà (poiché il PV è costante) e l'aria ad alta pressione e densità inferiore la spingerà verso l'alto: spostandola. Qui vediamo il problema con la domanda: sia A che B sono vere. Se B non lo fosse, e l'aria fredda non fosse disponibile, non ci sarebbe alcuna differenza di densità, nessuna differenza di pressione e nulla cambierebbe. Non puoi avere A senza B e B senza A, e principalmente questo perché è necessario un gradiente di pressione affinché avvengano i cambiamenti.

Potresti avere due gas dove il più caldo dei due era sul fondo? Sì. Un gas leggero come l'elio, meno denso perché le sue molecole si odiano a vicenda (personificate; scusate), fluttuerà completamente fuori dall'atmosfera terrestre, lasciando sotto l'aria calda del deserto.

#7
+3
Omega Centauri
2011-03-04 21:10:01 UTC
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Un altro modo per pensarci è osservare come la pressione cambia con l'altezza. Se posizioniamo un pacco di fluido a forma di scatola ad alta densità immediatamente accanto a un pacco di fluido a densità inferiore, il gradiente di pressione idrostatica è maggiore nel pacco precedente. Quindi, se diciamo che la pressione media dei due pacchi è la stessa, quello più denso avrà una pressione più alta in basso rispetto a quello più leggero e una pressione inferiore rispetto a quello più leggero in cima ai pacchi. Quindi il pacco più denso tenderà a spingere in basso e ad essere spostato in alto. Ad una approssimazione del primo ordine ruoterà, cercando di mettere sopra il pacco più leggero. Se i pacchi fluidi hanno una composizione identica, quello più caldo sarà più leggero. Ovviamente abbiamo un regime di temperatura in acqua, in cui la curva della densità rispetto alla temperatura scorre indietro tra circa 0 ° C e 4 ° C, e il ghiaccio è ancora più leggero. Ma in generale un fluido più caldo è più leggero.

In ogni caso la domanda originale è retorica. Prendiamo la scorciatoia mentale e pensiamo in termini di capacità di sollevamento come forza di sollevamento, o cerchiamo di essere più precisi e consideriamo l'interazione dei fluidi come la causa. Nella maggior parte dei casi, preferirei la prima metodologia, in quanto ciò semplifica la formulazione delle dinamiche.

#8
+2
Helder Velez
2011-03-04 17:41:58 UTC
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La forza di azione è simultanea con la forza di reazione. Uno non può accadere senza l'altro. Archimede stabilì che un fluido meno denso si muovesse su un fluido più denso ( vedi Galleggiabilità: principio di Archimede) .
(e vice -versa: una più densa .. si sposta .. verso il basso ..)

L ' instabilità di Rayleigh-Taylor descrive l'evoluzione dell'interfaccia tra i due strati. Il tappo a fungo della bomba atomica è dovuto a questo effetto. atomic bomb mushroom cap (citando Wikipedia):

RT..è un'instabilità di un'interfaccia tra due fluidi di diversa densità, che si verifica quando l'accendino il fluido spinge il fluido più pesante. Questo è il caso di una nube interstellare e di un sistema di shock. La situazione equivalente si verifica quando la gravità agisce su due fluidi di diversa densità - con il fluido denso sopra un fluido di minore densità - come il bilanciamento dell'acqua sull'olio leggero.

#9
+1
kpv
2016-02-16 01:15:48 UTC
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Ecco il meccanismo, puoi capire tu stesso cosa succede -

Ci sono due cose al lavoro qui: gravità e pressione del gas. All'inizio, a causa della gravità, l'aria più densa è in basso e l'aria più leggera è in alto. Potresti chiedere perché è così per cominciare e la risposta è nella parola "più denso". Ad ogni livello, c'è una densità di equilibrio all'inizio ed è più alta in basso e più bassa in alto. Quando un po 'd'aria vicino al fondo viene riscaldata, non si solleva, tutto ciò che fa, si espande in tutte le direzioni a causa della sua temperatura aumentata (e quindi dell'aumento della pressione). A causa dell'espansione, la sua densità diminuisce. E a causa di questo abbassamento della densità, l'equilibrio della densità è disturbato. Quindi la gravità riporta l'equilibrio di densità trascinando l'aria densa verso il basso più di quanto spinga l'aria calda. Quindi l'aria calda si espande, la gravità fa il resto.

Ora potresti chiederti perché la gravità attira aria più densa più dell'aria più leggera. Perché l'aria più densa ha più massa per volume e quindi più forza gravitazionale per unità di volume. (GMm / (r * r)).

Quindi in realtà, anche se è aria densa che spinge verso il basso (a causa della gravità), l'aria calda e meno densa non ha dove andare se non su , e quindi sembra che stia spingendo verso l'alto ma in realtà non lo fa (o possiamo dire che spinge in tutte le direzioni, non solo verso l'alto, a causa della sua maggiore pressione). L'aria fredda si muove verso il basso solo dai lati, non può scendere direttamente dall'alto a causa dell'aumentata pressione dell'aria calda.

Domanda simile posta su questo sito: "Perché l'aria calda sale in una colonna invece di pressione dell'aria fredda? "

#10
+1
Mike R
2017-01-07 21:57:55 UTC
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"Aria calda" sono solo molecole d'aria (M) che si muovono più velocemente (F);"aria fredda" è M che si muove più lentamente (S).Le collisioni tra FM e SM forzano entrambe le M in tutte le direzioni (SM più veloce di prima, FM più lente di prima, ma comunque più veloce della maggior parte degli SM).Lo spazio sotto di loro, tuttavia, è affollato di SM, quindi quegli FM spinti verso l'alto continuano ad andare veloci - finché non colpiscono gli SM (anche se meno) sopra di loro, continuando il processo.Agita un sacchetto mezzo pieno di popcorn: i chicchi grandi si fanno strada verso l'alto, lasciando il mais più piccolo e più denso sotto.

"Lo spazio sotto di loro, invece, è affollato di SM" No, lo spazio sotto è più basso, quindi è più caldo, quindi ci sono FM.È stato un tuo errore?
#11
  0
Valentin Tihomirov
2016-02-15 22:05:55 UTC
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Solo una parola per te, la convezione . Ne hai sentito parlare?

Il trasferimento di calore convettivo, spesso indicato semplicemente come convezione, è il trasferimento di calore da un luogo a un altro mediante il movimento dei fluidi. La convezione è solitamente la forma dominante di trasferimento di calore (convezione) in liquidi e gas

Siamo semplicemente troppo stupidi per capire cosa significa, pensando che questa sia solo una parola intelligente per i nerd. Come pensi che vengano trasferite le masse calde se il caldo non sale e il freddo non scende?

Inoltre, se l'aria calda non si alza allora cosa hai, dove va? Dici che l'aria fresca viene risucchiata nel luogo caldo. Cosa hai allora? Tutta l'aria si è accumulata in un punto dello spazio? Penso che la densità sia eccessivamente alta già quando riscaldi il punto. Ecco perché le molecole calde iniziano a diffondersi. Questo rende l'aria meno densa e, quindi, più leggera, e il tuo fungo si solleva, come fa il tuo bambino con l'idrogeno. Sì, i baloon si sollevano fisicamente perché sono più leggeri del resto dell'aria ed è più efficiente per la natura avere oggetti più leggeri ad altitudini più elevate e avere masse più pesanti a quote più basse (la natura riduce al minimo l'energia potenziale).

#12
  0
Sir Charles
2016-02-19 03:15:30 UTC
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L'aria calda è meno densa dell'aria fredda. Le particelle hanno più energia e rimbalzando l'una nell'altra (più velocemente) fanno sì che lo spazio medio tra loro sia maggiore di quello dell'aria fredda.

Per chiedere, una singola particella calda sale al di sopra di un singolo freddo la particella non ha senso. Se sono nel vuoto, o anche vicini l'uno all'altro nel vuoto, saranno entrambi trascinati dalla gravità sul fondo di quel vuoto. In un certo senso, il vuoto è l'aria "più calda" o meno densa.

Tornando alla domanda sul perché un mucchio di aria calda salirà sopra l'aria fredda: pesa meno. Le particelle singolarmente, ovviamente, pesano lo stesso. Ma se prendi uguali volumi di aria calda e aria fredda, ci sarà PIÙ ARIA nel volume freddo. Quindi si depositerà sul fondo, perché c'è una forza maggiore su di esso. L'aria calda non ha nessun altro posto dove stare, ma più in alto o in aumento.

Ovviamente, questo trascura di affrontare il fatto che ci sarà un trasferimento di energia tra l'aria calda e quella fredda, ma questo arriva a essere oltre lo scopo della domanda e alla fine, indipendentemente dall'aria calda, è quell'aria che sarà meno densa e siederà sopra il fluido. Esattamente nello stesso modo in cui un bicchiere di due fluidi con densità disuguali fa sì che il fluido meno denso si sollevi e si sieda sulla parte superiore.

#13
  0
TJASPE
2016-09-10 20:10:13 UTC
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Forse me lo sono perso nelle altre risposte, ma non ho visto nessuno menzionare l'unica costante di gravità.

Lo spazio non tira le cose dalla terra, la gravità terrestre attira le cose verso di essa.

Quindi, per quanto sia vero che l'aria più calda può salire e l'aria più fredda può cadere, è la gravità che avvia la caduta come prima causa.Quindi il primo effetto è che l'aria più fredda e più densa riempie il suo contenitore da terra verso l'alto, spingendo l'aria più calda verso l'alto!

#14
  0
adrian
2017-01-24 07:25:19 UTC
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se hai una sauna (stanza piena di aria calda) e inietti una quantità minore (diciamo un gallone) di aria più fredda attraverso un tubo nel soffitto, l'aria più fredda sembrerà "cadere" verso il basso.

Lo considero come "i volumi ad alta densità vengono tirati" più forte "/" più velocemente "e lasciano i volumi meno densi" dietro "" (nel contesto della gravità terrestre)

#15
  0
Jeff
2017-07-12 01:47:56 UTC
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Non sono sicuro di coprire qualcosa già menzionato ma vorrei sottolineare un'idea importante: le mongolfiere si alzano perché c'è una membrana attorno a una sostanza meno densa e il pallone come unità pesa meno di un uguale volume d'aria.

Ma l'aria calda non confinata è una situazione diversa. Se hai un volume d'aria a una temperatura e introduci, nel caso più semplice, una singola molecola d'aria che è relativamente energetica allora è più probabile che finisca più in alto nel volume d'aria mentre rimbalza perché l'originale il volume d'aria è più denso in basso e meno denso in alto (a causa della gravità) e quindi ci sono più molecole da cui rimbalzare ad un'altezza inferiore.

Ma la velocità di aumento delle molecole di aria calda deve essere più difficile da prevedere rispetto alla crescita di tali molecole confinate in una membrana e aumentano per un motivo diverso. La raccolta non confinata di molecole calde non pesano meno dello stesso numero di molecole più fredde e mentre tendono ad occupare un volume maggiore e quindi in un certo senso sono meno dense, non è per questo che l'aria calda sale in una colonna di aria più fresca. / p>

#16
-2
Emi
2015-03-11 15:57:48 UTC
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Più correttamente, l'aria calda sale dal calore che riceve dalla superficie terrestre, anche all'interno. Quindi diventa troppo alto per ricevere calore e affonda, mentre allo stesso tempo, l'aria fresca che ha appena ricevuto abbastanza energia per salire prende il suo posto.



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