对流单体
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在流体动力学领域,对流单体是当液体或气体体内存在密度差异时发生的现象。这些密度差异导致流体质点上升和/或下降,这是对流单体的关键特性。当一定体积的流体被加热时,它会膨胀并变得不稠密,因此比周围的流体更有浮力。流体中较冷、较稠密的部分下降到较热、较不稠密的流体下方,而较热的流体上升,循环往复,这种运动称为对流,运动体称为对流单体。这种特殊类型的对流,即从下方加热水平流体层,被称为瑞利-贝纳德对流。对流通常需要引力场,但在微重力实验中,已经观察到热对流可以没有引力效应。 [1]
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流体被概括为有流动特性的材料,往往指代液体;然而,流动性并不是液体独有。流体性也同样存在于气体甚至颗粒固体(例如沙子、砾石和岩石滑坡过程中的较大物体)中。
对流单体最显著在云形成及其能量释放和传输中。当空气沿着地面移动时,它会吸收热量、降低密度并向上浮。当它被迫进入气压较低的大气时,它不能像在低海拔地区那样包含尽可能多的液体,因此其中的水蒸气将凝结为液体或固体,从而产生降水,在此过程中,暖空气被冷却;暖气团密度增加而下沉,往复循环。
对流单体可以在任何流体中形成,包括地球的大气层(哈德里环流圈)、沸水、汤(对流单体可以通过它们运输的颗粒来识别,例如在粥中)、海洋或太阳表面。对流单体的大小很大程度上取决于流体的特性。