Ρεύματα ΟΡΙΖΟΝΤΙΑ

και ρεύματα ΑΝΟΔΙΚΑ

στο πεδίο βαρύτητας

Ας δούμε κάπως αναλυτικά πως διαμορφώνεται ένα οριζόντιο ρεύμα και πώς ένα ανοδικό ρεύμα

α. Όταν ένα υγρό ισορροπεί σε πεδίο βαρύτητας στα σημεία του που βρίσκονται στο ίδιο βάθος η πίεση έχει την ίδια τιμή.

Η ισότητα αυτή των πιέσεων δύο οποιωνδήποτε σημείων ίδιου βάθους εκφράζει το ΦΑΙΝΟΜΕΝΟ ισορροπία του υγρού. Είναι η συνθήκη ισορροπίας. Αν η ισότητα διαταραχθεί, το υγρό θα κινηθεί από το σημείο Α με τη μεγάλη πίεση προς το ισοϋψές σημείο Β με τη μικρότερη πίεση. Όσο για την ταχύτητα της μετακίνησης, αυτή θα εξαρτηθεί από την τιμή της διαφοράς των πιέσεων. Μεγαλύτερη διαφορά πιέσεων θα έχει ως συνέπεια μεγαλύτερη ταχύτητα ροής, χωρίς τα ποσά να είναι ευθέως ανάλογα. Με αυτόν τον τρόπο περιγράφεται αλλά και μπορεί να προβλεφθεί το ΦΑΙΝΟΜΕΝΟ «οριζόντιο ρεύμα»

β. Όταν ένα υγρό ισορροπεί σε πεδίο βαρύτητας σε τυχαίο σημείο Β που βρίσκεται σε κάποιο βάθος η τιμή της πίεσης είναι μεγαλύτερη από την αντίστοιχη σε σημείο Α που βρίσκεται σε μικρότερο βάθος αλλά δεν είναι απλώς μεγαλύτερη, είναι μεγαλύτερη κατά την ποσότητα ρgh ( το γινόμενο πυκνότητα υγρού x βαρυτική επιτάχυνση x υψομετρική διαφορά των δύο σημείων ). Η εξίσωση p_A – p_B = ρgh περιγράφει το φαινόμενο ισορροπία ενός υγρού.

Εφόσον δηλαδή η διαφορά των πιέσεων διατηρείται ίση με ρgh το υγρό διατηρείται ακίνητο.

Αν είναι mg το βάρος μιας ακίνητης ποσότητας υγρού και Α η άνωση που ασκείται σε αυτή από το υπόλοιπο υγρό, η εξίσωση mg = Α περιγράφει με τον δικό της τρόπο ( χρησιμοποιώντας την έννοια δύναμη ) την ισορροπία του υγρού.

Οι δύο δηλαδή εξισώσεις p_A – p_B = ρgh και mg = Α είναι ισοδύναμες

Εάν σε αρχικώς ακίνητο υγρό η διαφορά των πιέσεων δύο σημείων Α και Β γίνει μεγαλύτερη από την ποσότητα ρgh το υγρό θα κινηθεί με κατεύθυνση προς τα πάνω. Το φαινόμενο θα είναι ΑΝΟΔΙΚΟ ΡΕΥΜΑ.

Στη γλώσσα των συμβόλων εάν p_A – p_B > ρgh ( ΑΙΤΙΑ ) θα προκύψει ανοδικό ρεύμα (ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑ).

Αν είναι mg το βάρος μιας ακίνητης ποσότητας υγρού και Α η άνωση που ασκείται σε αυτή από το υπόλοιπο υγρό, η εξίσωση Α > mg περιγράφει με τον δικό της τρόπο ( χρησιμοποιώντας την έννοια δύναμη ) το ανοδικό ρεύμα. Οι δύο δηλαδή εξισώσεις p_A – p_B > ρgh και Α > mg είναι ισοδύναμες και αυτό αποδεικνύεται σχετικά εύκολα.

Ζεσταίνουμε νερό σε μια κατσαρόλα και απομονώνουμε με τη σκέψη μας μια «ποσότητα υγρού» που βρίσκεται χαμηλά, άρα κοντά στη θερμική παροχή. Λόγω του ότι η «ποσότητα υγρού» θερμαίνεται περισσότερο από το υπόλοιπο υγρό, διαστέλλεται, η πυκνότητά της μειώνεται και η άνωση που της ασκείται από το υπόλοιπο υγρό γίνεται μεγαλύτερη από το βάρος της.

Η συνέπεια είναι ανοδικό ρεύμα.

Μπορούμε να πούμε ότι η ΑΙΤΙΑ που το προκάλεσε ήταν η Α > mg,

αλλά η ανισότητα δημιουργήθηκε επειδή αυξήθηκε η θερμοκρασία της «ποσότητας».

Αύξηση της

θερμοκρασίας Α > mg ΑΝΟΔΙΚΟ ΡΕΥΜΑ

Όλα τα παραπάνω ισχύουν και για ΑΕΡΙΑ σώματα με την ίδια ακριβώς λογική.

Με αντίστοιχο δηλαδή τρόπο δημιουργούνται τόσο τα οριζόντια

όσο και τα ανοδικά αέρια ρεύματα