¿Qué son las corrientes de convección? – Definición y ejemplos

Publicado el 3 noviembre, 2020 por Rodrigo Ricardo

¿Qué son las corrientes de convección?

¿Alguna vez te has preguntado por qué hace tanto más calor encima de una fogata que junto a ella? O, ¿por qué cuando hierves una olla de agua, el líquido se mueve tan rápido? Ambas cosas se deben a las corrientes de convección .

La convección es uno de los tres tipos principales de transferencia de calor, los otros dos son la conducción y la radiación . A diferencia de los otros dos, la convección solo puede ocurrir en fluidos. Esto incluye líquidos y gases y se debe a que las moléculas deben poder moverse libremente.

La energía térmica se puede transferir por convección cuando hay una diferencia significativa de temperatura entre dos partes de un fluido. Cuando existe esta diferencia de temperatura, los fluidos calientes se elevan y los fluidos fríos se hunden, y luego se crean corrientes o movimientos en el fluido. Pero, ¿por qué sucede esto? Veamos un ejemplo de convección en acción para comprenderlo mejor.

Ejemplo: sopa para el almuerzo

Imagina que es la hora del almuerzo y tienes hambre. Decides calentar un poco de sopa en una estufa. A medida que la sopa aumenta de temperatura, le estás dando a las moléculas de la sopa más movimiento o energía cinética. Esta energía de movimiento adicional hará que las moléculas se separen más. Debido a esto, los fluidos más calientes son menos densos que los fluidos más fríos. La sopa cerca del fondo de la cacerola está más caliente, porque está más cerca del quemador. Esto significa que la sopa es menos densa en el fondo.

Ahora, pensemos en lo que sucede cuando pones un corcho en un poco de agua. El corcho es menos denso que el agua, por lo que sale a la superficie. Lo mismo pasa con la sopa. La sopa más caliente y menos densa en la parte inferior se eleva por encima de la sopa más fría y densa. A medida que la sopa sube y se aleja del quemador, comienza a enfriarse y se vuelve más densa. En poco tiempo, la sopa es lo suficientemente densa como para volver a hundirse, pasando la sopa caliente que se eleva en su camino, y todo el proceso se repite.

Estos movimientos en la sopa se denominan corrientes de convección y son la razón por la que una olla de agua hirviendo se mueve tan rápidamente. El agua se calienta, se vuelve menos densa y se eleva, se enfría, se vuelve más densa y se hunde una y otra vez. Todo porque el quemador crea una diferencia de temperatura entre la parte superior e inferior de la olla.

Ejemplo: fogatas

Las corrientes de convección también son la razón por la que hace más calor encima de una fogata que junto a ella: ¡el calor aumenta! Si coloca sus manos frente a una fogata, hay menos corrientes de convección que calientan su mano. Gran parte del calor proviene de un tipo diferente de transferencia de calor: la radiación. Pero cuando pones tus manos sobre la parte superior de una fogata, hay muchas corrientes de convección que se elevan hacia ti.

Conduciendo el clima

Si alguna vez se ha sentado en una playa de arena caliente y de repente sintió una brisa fresca y encantadora, ¡debe agradecerle a las corrientes de convección!

La convección es una gran parte del funcionamiento de los sistemas meteorológicos de la Tierra. Los frentes cálidos, al ser menos densos, se encontrarán con los frentes más fríos y se elevarán por encima de ellos. Si esos frentes cálidos contienen suficiente vapor de agua, el agua se enfriará, se condensará en un líquido y formará lluvia.

Una brisa en la playa también fluye debido a la convección. En un día cálido, el aire sobre la tierra se calienta más rápidamente que el aire sobre el mar. Cuando el aire sobre la tierra se calienta, se vuelve menos denso y se eleva, lo que permite que el aire más frío sobre el mar entre para llenar el espacio vacío. Por eso, las brisas marinas frescas suelen venir del mar hacia la tierra.

Magma y magnetismo

La parte más caliente de la tierra es el centro, donde la presión es mayor. Debido a esta diferencia de temperatura, el magma líquido en el manto terrestre también contiene corrientes de convección, como una olla de agua hirviendo. Sin estos movimientos del magma, ¡ni siquiera existiríamos!

El magma contiene partículas cargadas, y cuando esas partículas cargadas se mueven, hace que la tierra actúe como un gran imán. Es por eso que una brújula apunta hacia el norte y cómo los barcos han navegado durante miles de años. Pero lo más importante es que el campo magnético de la tierra empuja la peligrosa radiación solar hacia los polos norte y sur, donde en lugar de matarnos, nos brindan un bonito espectáculo de luces que llamamos Aurora Borealis o Northern Lights.

Resumen de la lección

Revisemos. La convección es solo uno de los tres tipos de transferencia de calor, pero es extremadamente importante y explica mucho de lo que vemos a nuestro alrededor todos los días. La convección solo puede ocurrir en líquidos. Esto incluye líquidos y gases y se debe a que las moléculas deben poder moverse libremente. Las corrientes de convección se pueden encontrar en la ebullición del líquido, el calor de una fogata, el clima e incluso el magma en la tierra.

Notas rápidas


Las corrientes de convección se forman por la diferencia de densidad entre las sustancias frías y calientes
Ejemplo de corrientes de convección
  • La convección solo puede ocurrir con líquidos y gases, ya que sus moléculas pueden moverse libremente.
  • La convección es uno de los tres tipos de transferencia de calor.
  • Las corrientes de convección ocurren cuando se transfiere calor entre dos fluidos con temperaturas significativamente diferentes
  • Una sustancia calentada es menos densa que una sustancia fría, lo que hace que la sustancia caliente suba y la sustancia fría la reemplace.
  • Las corrientes de convección son extremadamente importantes para la tierra y están presentes en nuestra vida diaria.

Los resultados del aprendizaje

Una vez que haya terminado esta lección, debería poder:

  • Explicar qué es la convección y cómo se forman las corrientes de convección.
  • Comprender cómo las corrientes de convección afectan la sopa y las fogatas.
  • Recuerde cómo la convección afecta el clima
  • Describir el papel de las corrientes de convección y el magnetismo en la Aurora Boreal.

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