대류현상이 생기는 이유는 무엇인가요?

Question

46

남성

뜨거운 공기가 올라가고 차가운 공기는 가라앉는 대류현상은 일반적인 현상이지만 그냥 우리가 아는 일반적인 상식일뿐 뜨거운 공기가 위로 올라가는 근본적인 이유가 궁금합니다.

Answer 1

안녕하세요. 한만전 과학전문가입니다.

대기는 뜨거워지면 팽창하여 차가운 공기에 비하여 단위면적대비 밀도가 낮아저 가벼워 집니다. 하여 차가운 공기보다 위로 올라갑니다.

Answer 2

안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.

먼저 온도에 대한 이해가 필요합니다. 온도라는것은 정확한 개념(물리적인 정의)은 입자, 분자들의 평균 운동에너지(활발한 정도)입니다.

즉, 기체의 운동이 활발하지 않고 정적이면 온도가 낮고, 활발하면 온도가 높습니다. 또한, 활발하면 기체간 거리가 멀어지므로 밀도가 낮아지고, 정적이면 기체간 거리가 가까워 밀도가 높습니다. 그래서 높은 온도의 기체는 가벼워 올라가고, 낮은 온도의 기체는 무거워 내려가죠. 이제 대류현상에 대해 알아보죠.

우리 지면은 지열에의해 낮동안 뜨겁습니다. 하늘로 갈 수록 기온이 떨어지죠. 그러면 지면과 맞닿은 공기는 뜨겁게 달궈지고 하늘에 있는 공기는 차가워집니다. 뜨겁게 달궈진 공기는 밀도가 작아져 하늘로 오르고 하늘에 있는 찬공기는 지면으로 내려옵니다. 또 찬공기가 달궈지고, 뜨거운 공기는 차가운 하늘에서 식어 내려옵니다. 이를 반복하는 것이 대류현상입니다.

도움이 되셨다면 추천 부탁드립니다.

Answer 3

안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.

공기가 뜨거워지면 공기분자의 운동에너지가 증가하여 빠르게 이동합니다.

이 과정에서 일시적으로 빈공간이 더 많이 발생하는데 이 때문에 뜨거운 공기가 밀도가 감소하게 됩니다.

밀도가 감소한 뜨거운 공기는 밀도가 무거운 차가운 공기보다 위로 떠오르게 됩니다.

감사합니다.

Answer 4

안녕하세요. 이중건 과학전문가입니다.

공기가 뜨거워지면 팽창하여 주변의 공기보다 밀도가 작아지기 때문에 부력이 생겨 위로 올라갑니다.

원래 위쪽에 온도가 낮고 밀도가 큰 공기는 이동한 뜨거운 공기의 빈자리를 채우며 내려오게 되고, 이러한 과정을 되풀이하면서 전체 공기가 순환하는 대류현상이 일어나는 것이죠.

Answer 5

안녕하세요. 과학전문가입니다.

대류현상은 공기의 온도차이에 의한 밀도가 변해서 발생합니다.

온도가 높아지면 공기 분자의 활동이 활발해져 부피가 커집니다. 부피가 커진만큼 밀도는 반비례하여 작아집니다.

밀도가 작을수록 가벼운것과 같은 효과가 있으므로 뜨거운 공기는 상승하고 차가운 공기는 하강합니다. 그래서 이러한 현상이 계속 발생하면서 대류현상이 나타나게 됩니다.

Answer 6

공기가 뜨겁다는 것은 온도가 높다는 뜻입니다.

온도가 높다는 것은 열에너지가 높다는 뜻이며, 기체 분자의 운동 에너지가 높다는 뜻입니다.

따라서 기체가 활발하게 움직이기 때문에 위로 상승하게 됩니다.