Moto convettivo: differenze tra le versioni

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[[Immagine:Moto convettivo.jpg|Moto convettivo|thumb|250px|right]]
{{W|astronomia|luglio 2007|[[Utente:LaseriumFloyd|LaseriumFloyd]] 11:25, 29 lug 2007 (CEST)}}
 
Il '''moto convettivo''' è uno stato di [[Moto (fisica)|moto]] generato in un [[fluido]] per effetto della [[convezione termica]].
[[Immagine:Moto convettivo.jpg|Moto convettivo|thumb|250px|right]]
Quando un sistema è sede di scambio di energia (con altri sistemi, al suo interno o con l'ambiente circostante), esistono funzioni di stato che sono caratteristiche dello stato del sistema.
 
I principi della [[termodinamica]] diconoaffermano che il [[calore]] che un [[sistema termodinamico|sistema]] cede (ad altri sistemi, al suo interno o all'[[ambiente (termodinamica)|ambiente]] circostante) è uguale a quello che l'altro riceve (conservazione dell'[[energia]]), e spontaneamente il calore viene ceduto dal sistema a maggior [[temperatura]] verso quello a minore. Quando lo scambio termico avviene in presenza di un fluido si ha la convezione termica: il corpo caldo riscalda il fluido che tende ad espandersi, e a causa della [[spinta di Archimede]] sale essendo meno [[densità|denso]] del fluido che lo circonda che è più freddo; nello stesso tempo il fluido più freddo scende e prende il posto di quello più caldo che sale. Questa circolazione rappresenta il moto convettivo.
Quando lo scambio termico avviene in presenza di un liquido si ha una [[convezione termica]]: il corpo caldo riscalda il fluido che tende ad espandersi, e a causa della spinta di [[Archimede]] sale essendo meno denso del fluido che lo circonda che è più freddo; nello stesso tempo il fluido più freddo scende e prende il posto di quello più caldo che sale; questa circolazione prende il nome di ''' moto convettivo'''.
 
==EsempioEsempi comuni==
 
Per esempio si può immaginare un [[sistema isolato]] dall'esterno, con due corpi a diverse temperature, quello più freddo in alto e quello più caldo in basso, separati da [[acqua]]: siccome l'acqua calda tende a salire e quella fredda a scendere (per la diversa densità), si avrà un moto convettivo per cui nella zona centrale l'acqua essendosi riscaldata a contatto col corpo caldo, sale verso il corpo freddo; invece nelle zone esterne si ha un movimento verso il basso, perché l'acqua raffreddandosi a contatto col corpo freddo si dirige verso il basso. Se si dovessero invertire i corpi, quello caldo in alto e quello freddo in basso non si avrebbe nessun moto convettivo, l'acqua rimarrebbe ferma ed il corpo caldo cederebbe calore al più freddo solo per [[conduzione]].
 
In generale la [[convezione]] è qualsiasi [[flusso]] che:
Se si dovessero invertire i corpi, quello caldo in alto e quello freddo in basso non si avrebbe nessun '''moto convettivo''', l'acqua rimarrebbe ferma ed il corpo caldo cederebbe calore al più freddo solo per [[conduzione]].
1) *raccoglie calore da una parte;
2) *lo deposita in un'altra;
3) *è tenuto in movimento dal trasporto del calore.
 
Il [[suolo]] della [[Terra]] viene riscaldato dai raggi del [[Sole]] per conduzione[[irraggiamento]], il calore fa espandere l'[[aria]] che diventa meno densa e galleggia come una bolla verso l'alto, arrivando negli strati alti dell'[[atmosfera]] cede il suo calore ad altre masse d'aria, ovvero lo spazio esterno, si raffredda ed altre bolle che provengono dal basso la spingono di lato e comincia a scendere, questo movimento è dettoun altro esempio di '''moto convettivo'''.
In generale la [[convezione]] è qualsiasi flusso che:
 
==Meteorologia==
1) raccoglie calore da una parte
 
In un temporale l'[[aria]] calda ed umida sale in un moto '''convettivo''', quando arriva in una zona di [[pressione]] inferiore si raffredda e si espande; l'aria fredda non può trattenere tutta l'umidità dell'aria calda per cui l'acqua in più viene espulsa. Questa, a causa di un moto convettivo moderato forma le [[nuvola|nuvole]], ma quando l'acqua è in quantità eccessiva si ottiene la [[pioggia]].
2) lo deposita in un'altra
 
Passando allo stato [[liquido]], l'acqua si raffredda cedendo il calore fornitole in precedenza dal Sole per farne [[evaporazione|evaporare]] la [[massa]] e restituendo in questo modo [[energia]] all'aria. Come risultato l'aria che sale sarà più calda degli strati circostanti, per cui violentemente continuerà a salire.
3) è tenuto in movimento dal trasporto del calore.
 
Il suolo della [[Terra]] viene riscaldato dai raggi del [[Sole]] per conduzione, il calore fa espandere l'aria che diventa meno densa e galleggia come una bolla verso l'alto, arrivando negli strati alti dell'[[atmosfera]] cede il suo calore ad altre masse d'aria, ovvero lo spazio esterno, si raffredda ed altre bolle che provengono dal basso la spingono di lato e comincia a scendere, questo movimento è detto '''moto convettivo'''.
 
==In un temporale==
 
In un temporale l'[[aria]] calda ed umida sale in un moto '''convettivo''', quando arriva in una zona di [[pressione]] inferiore si raffredda e si espande; l'aria fredda non può trattenere tutta l'umidità dell'aria calda per cui l'acqua in più viene espulsa.
 
A causa di un '''moto convettivo''' moderato forma le nuvole, ma vi è troppa acqua, ed il tutto si trasforma in '''pioggia'''.
 
Cadendo l'acqua si riscalda perché il calore fornito dal Sole per far evaporare la stessa viene restituito all'aria.
 
Come risultato l'aria che sale sarà più calda degli strati circostanti, per cui violentemente continuerà a salire.
 
==Il Sole==
 
Il Sole è una massa di [[gas]] autogravitante, in equilibrio [[idrostatica|idrostatico]], cioè in equilibrio tra la [[forza di gravità]] e la [[pressione,]]. Nel suo interno l'energia (calore) sviluppata si propaga per convezione e legateanche allaper temperaturairraggiamento.
 
Nel suo interno l'energia (calore) sviluppata si propaga per '''convezione''' (meccanismo di trasporto di calore nei fluidi) ed anche per [[irraggiamento]].
 
Nelle regioni del Sole dove la temperatura è molto elevata la materia si riscalda notevolmente, quando la differenza di temperatura aumenta di valore succede la stessa cosa che avviene in una pentola colma d'acqua quando viene esposta al [[fuoco]].
 
Gli elementi fluidi si riscaldano e si dilatano, diventano più leggeri e salgono in superficie dove cominciano a raffreddarsi. Dopodiché ridiscendono verso il basso, e si hanno così i '''cicli convettivi''', tramite i quali il calore viene trasportato dalle zone più calde a quelle più fredde ridistribuendo la temperatura, ed in questo modo avviene il meccanismo di trasporto del calore tipico dei mezzi fluidi chiamato '''moto convettivo'''.
 
Nelle [[stella|stelle]] più grandi la temperatura al centro è più elevata perché l'energia prodotta dalla [[contrazione gravitazionale]] è maggiore, ma dove soprattutto è più attivo il [[ciclo del carbonio-azoto|ciclo CNO]], questo porta a sviluppare un nucleo totalmente convettivo, dove gli stessi cilclicicli miscelano gli elementi prodotti dalla reazione con l'[[idrogeno]] primordiale.
 
Nel Sole appena attorno al nucleo , dove avvengono le reazioni di [[fusione nucleare|fusione]], c'è uno strato di [[gas]] detto ''radioativoradiativo'' a sua volta circondato da uno strato chiamato ''zona convettiva'' di uno spessore di 150.000 [[chilometro|Km]]. Dalla zona radioativaradiativa l'energia viene trasportata attraverso i [[fotoni]], che vengono trasferiti da uno [[ione]] ad un altro in un processso molto lento, di qualche milione di anni, e si muove verso l'esterno dove la temperatura del gas diminuisce; gli [[elettrone|elettroni]] si ricombinano e possono così riassorbile un fotone e possono essere strappati di nuovo all'[[atomo]], tutto ciò provoca un rallentamento della radiazione. Così si sviluppano ''''moti convettivi''' nel gas, cioè bolle che si innalzano verso la superficie dove si raffreddano, provocando il movimentotrasferimento dell'energia che altrimenti resterebbe all'interno.
 
==Voci correlate==