Đối lưu là một hiện tượng rất đỗi quen thuộc trong trường lớp và nó còn được ứng dụng rất nhiều trong cuộc sống của chúng ta. Vì vậy, với bài viết này, Vimi sẽ trả lời cho bạn đọc đối lưu là gì, cùng những ví dụ thú vị về hiện tượng đối lưu này trong cả thực tế đời sống và trong khoa học nghiên cứu.
1. Đối lưu là gì?
Điều quan trọng là phải hiểu khái niệm đối lưu là gì trước khi đề cập đến các ví dụ liên quan, vì vậy ở phần đầu tiên chúng tôi sẽ giải thích cụ thể đối lưu là gì.
Đối lưu là một quá trình chuyển đổi nhiệt độ liên quan tới sự chuyển động xuất hiện bên trong một chất lỏng, chất khí hoặc chất lưu biến, do có sự di chuyển lên của các phân tử nóng hơn và chìm xuống của các phân tử lạnh hơn. Điều này được giải thích rằng, bởi vì các phân tử nóng hơn sẽ nhẹ hơn các phân tử lạnh.
2. Những dạng khác nhau của đối lưu là gì?
2.1. Đối lưu tự nhiên
Sự khác nhau của nhiệt độ hay nồng độ giữa 2 khối chất trong tự nhiên sẽ tạo ra đối lưu tự nhiên.
2.2. Đối lưu cưỡng bức
Loại đối lưu này xuất hiện do ngoại lực tác động, như hoạt động quạt hay bơm do con người thực hiện. Các lực này làm cho vận tốc chuyển động của đối lưu tăng nhanh, kéo theo hiện tượng truyền nhiệt nhanh hơn so với đối lưu tự nhiên.
3. Hiện tượng thực tế thường ngày của đối lưu là gì?
3.1. Nấu nước sôi
Khi nước được đun nóng lên, đối lưu sẽ làm cho nước ở đáy nồi giãn nở và trở nên nhẹ hơn. Các phân tử được làm nóng sau đó sẽ di chuyển lên phía trên, làm cho các phân tử lạnh hơn chìm xuống dưới và được làm nóng. Quá trình này sẽ lặp đi lặp lại cho đến khi tất cả phân tử nước đạt tới cùng một mức nhiệt độ.
3.2. Bộ tản nhiệt
Một bộ tản nhiệt sẽ tỏa khí nóng ở phía trên và hút vào khối không khí lạnh ở phía dưới. Vì vậy mà chúng thường được ứng dụng vào các thiết bị sưởi ấm như máy sưởi, quạt sưởi,…
3.3. Hơi nước từ cốc trà nóng
Hơi nước mà chúng ta nhìn thấy khi uống một cốc trà nóng biểu thị rằng nhiệt độ đang được chuyển hóa vào trong không khí.
3.4. Đá tan
Một viên đá tan ra là bởi vì nhiệt độ di chuyển vào viên đá từ không khí bên ngoài. Vì vậy mà chúng ta thường thấy đá sẽ chảy từ dạng rắn sang dạng lỏng của nước.
3.5. Rã đông thức ăn
Việc rã đông thức ăn sẽ nhanh hơn dưới vòi nước chảy thay vì đặt nó vào trong một nồi nước ở nhiệt độ thường. Điều này xảy ra là vì chuyển động chảy của dòng nước sẽ làm cho nhiệt độ trong thức ăn chuyển đổi nhanh hơn bình thường.
3.6. Đối lưu cưỡng bức
Khi một cái quạt, máy bơm hay máy hút được sử dụng để tạo ra đối lưu, thì kết quả được gọi là đối lưu cưỡng bức. Những ví dụ thường ngày của hiện tượng này có thể nhận thấy trong máy điều hòa không khí, hệ thống sưởi, bộ tản nhiệt trong xe ô tô hay lò vi sóng.
4. Trong khí tượng học thì đối lưu là gì?
Rất nhiều các điều kiện thời tiết là hệ quả của hiện tượng đối lưu. Từ góc nhìn của khí tượng học, hiện tượng đối lưu là sự di chuyển lên của không khí trong khí quyển. Điều này nghe có vẻ đơn giản, nhưng nó lại dẫn tới nhiều kiểu thời tiết khắc nghiệt tùy thuộc vào một số điều kiện nhất định.
4.1. Mây đối lưu là gì?
Khi không khí có nhiều độ ẩm, các dòng đối lưu sẽ đem theo độ ẩm đó lên trời và hình thành nên mây đối lưu. Khi những giọt này tích tụ đủ trong các đám mây, kết quả là diễn ra các cơn mưa dưới dạng dông bão đối lưu.
4.2. Dông đối lưu là gì?
Dạng hiện tượng đối lưu này sẽ sản sinh ra một loạt các dông bão có sấm sét kèm theo gió mạnh và mưa lớn.
4.3. Bão Supercell
Một cơn bão Supercell là một dạng nghiêm trọng hơn của bão đối lưu. Hiện tượng bão này có thể kéo dài trong thời gian từ 1 tiếng hoặc lâu hơn và có khả năng cao sẽ hình hình các cơn lốc nguy hiểm.
5. Một số ví dụ về hiện tượng đối lưu là gì trong địa chất học
Dù ảnh hưởng của đối lưu địa chất không phải là một hiện tượng mà mọi người có thể quan sát trong thời gian thực, thì nó vẫn có ảnh hưởng rất lớn đến thế giới tự nhiên. Một số hiện tượng tự nhiên liên quan có thể kể đến:
5.1. Lớp phủ đối lưu là gì?
Lớp bề mặt đá của vỏ Trái Đất di chuyển chậm vì các dòng đối lưu truyền nhiệt từ lõi Trái Đất lên các lớp bề mặt.Đây là hiện tượng kích hoạt sự hình thành nên các núi lửa mà chúng ta hay thấy.
5.2. Đối lưu hấp dẫn
Bởi vì nước ngọt có thể nổi trong nước mặn nên muối khô trong nước mặn sẽ khuếch tán xuống đất ướt là nước ngọt. Đây là một ví dụ về đối lưu hấp dẫn.
5.3. Hoàn lưu ở đại dương
Đối lưu khiến các đại dương liên tục lưu thông trên toàn trái đất. Nước ấm xunh quanh xích đạo sẽ lưu thông về các cực và nước lạnh hơn từ các cực sẽ di chuyển trở lại xích đạo.
6. Hiện tượng đối lưu liên quan tới các vì sao trong vũ trụ
Mặc dù các ngôi sao không ở trên bề mặt trái đất, bạn vẫn có thể nhìn thấy các nguyên tắc đối lưu khi xem xét sự đối lưu liên quan tới các ngôi sao, điều nãy cũng có thể được đề cập tới là hiện tượng đối lưu sao.
Mỗi ngôi sao có một vùng đối lưu, ở đó năng lượng được lưu chuyển bằng đối lưu. Bên ngoài lõi là vùng bức xạ nơi plasma di chuyển. Một dòng đối lưu hình thành khi tia plasma tăng lên và plasma nguội thì đi xuống.
Hy vọng những thông tin này từ Vimi sẽ giúp các bạn trả lời những thắc mắc về đối lưu là gì và những ví dụ về đối lưu trong thực tế cuộc sống cũng như các góc nhìn khoa học.
