理科 天気 空気の対流の動きの原理がよく理解できません。

天気や気圧の理科の単元の教科書にあった写真なのですが、線香の煙が炭火や砂の上に煙が移動して、そしてその煙が上昇して上に上がる、そして煙は左に移動して、そして下降する。

この図の場合、なぜ煙はこのような動きをするのでしょうか？

詳しく説明できる方はおられますでしょうか？

煙は最初右に移動してますが、、炭火に引き寄せられるのでしょうか？それとも砂に引き寄せられるのでしょうか？

右に移動した後、炭火などに、その空気が温められ上に上がるのは理解できます。でも「すな」と書かれていますが、砂は空気を温めるのでしょうか？

そして、
次に、上に上がった煙は何故左に移動するのでしょうか？そしてその後煙は何故下に下がるのでしょうか？

原理が分からず困っています。

No.1 ベストアンサー 回答者： 放浪者 回答日時： 2024/02/20 12:53

対流・・・空気の流れですね。

はじめに知識として、スプレー缶を使った時に出てくるガスが、冷たく感じませんか？？・・・・感じると思います。
つまり冷やすと体積が重くなり、スプレー缶に沢山入るのです。
そして、温めると薄くなるのです（凍ったグラスの水が増えるのと同じです）


そこから、空気が炭火で、暖められると薄くなって軽くなるのです。ゆえに上に上がり、また遠ざかると冷めて濃くなって、氷の上が一番濃くなります。
そして、炭火の上の薄くなった空気が上に上がるので、空いた所に、左から冷えた空気が流れ込むのです。

この回答へのお礼

ありがとうございます！

お礼日時：2024/02/21 21:05

No.6 回答者： e12mv2 回答日時： 2024/02/20 21:43

庫内の空気の流れを生み出すのは第一に炭火である。

炭火の熱が周囲の空気をあたため上昇気流を作る。
すなは単に皿が割れないように置いてあるだけであり対流とは関係ない。

氷の方は流れの原動力にはあまりならない。
周囲の空気を冷やしたところでそこは庫内の底である。
底の空気を冷やしても今までの「暖かいものは上に冷たいものは下に」をより強めるだけであり空気の流れは生み出さない。
ただし、あるとないとでは下降気流の安定性がちがう。

流体力学で習うことだが、ものは流れのある方に引き寄せられる。
流れの中は低圧になるからである。
だから投手は変化球を投げられるし飛行機は空中に舞い上がることができる。
それによって線香の煙は炭火が起こす上昇気流の方に引き寄せられ、気流につられて上昇する。

この回答へのお礼

ありがとうございます。

お礼日時：2024/02/21 21:04

No.5 回答者： yucco_chan 回答日時： 2024/02/20 21:08

砂は関係ないです。

左側に氷があるからその現象になります。

底辺に氷が無く、炭火と線香を中央に置いた場合の対流を
考えてみましょう。

この回答へのお礼

ありがとうございます！

お礼日時：2024/02/21 21:05

No.4 回答者： yhr2 回答日時： 2024/02/20 13:07

空気の温度が高ければ「別膨張」して体積が増える。

堆積が増えても「質量」は一定だから「密度」が下がる。
「密度が小さい」ということは、同じ体積の周囲の空気よりも「軽い」ということなので上に上昇する。

上に上昇して、熱が拡散して温度が下がれば「収縮」して密度が大きくなり、それは「重い」ということなので下降してくる。
もちろん「氷」で冷やしても同じ。

水の中に「密度の大きいもの」（鉄やガラスやコンクリートなど）を入れれば沈むし、「密度の小さいもの」（空気の泡や木片など）を入れれば浮くよね？
同じ体積の「水」よりも軽ければ浮くし、重ければ沈む。
「空気」の中で同じことをしているだけ。

この回答へのお礼

ありがとうございます！

お礼日時：2024/02/21 21:05

No.3 回答者： trajaa 回答日時： 2024/02/20 12:57

貴方がどこまで理解しているか？

暖かい空気と冷たい空気の密度の関係は理解できているか
密度の違う空気がぶつかった場合それぞれどういう動きをするか

この回答へのお礼

ありがとうございます！

お礼日時：2024/02/21 21:05

No.2 回答者： EZWAY 回答日時： 2024/02/20 12:53

炭火の上の空気が熱せられて密度が下がるの上昇します。

そうすると、その部分の空気が薄くなるので、周りから空気が流れ込みます。
そうすると周りの空気が薄くなるので上から空気が流れ込みます。
上から来る理由は、氷の上の空気は氷によって冷やされて、密度が大きくなっているために下がりやすいこともあるでしょう。
そうすると、氷の上の方の空気が薄くなるので、そこに空気が流れ込むということ。
まあ、どの程度、その図の通りになるかに関しては容器のサイズも関わってくるでしょうけど、そういう流れが起こるという前提で考えるなら上記のように説明できるということ。

この回答へのお礼

ありがとうございます！

お礼日時：2024/02/21 21:05