Celle di Bénard

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Le celle di Bénard descrivono il moto di un fluido per effetto convettivo quando gli viene fornito calore dal basso.

Il più importante lavoro sperimentale riguardante la convezione risale al 1900 ed è dovuto al ricercatore francese Henry Bénard. L'esperimento effettuato consiste nel riscaldamento dal basso di un sottile strato di liquido in modo tale da osservare i moti convettivi che in esso si generano. Nel sistema considerato si ha una variazione verticale ed uniforme della temperatura che, di conseguenza, diminuisce con l'altezza. Fino a quando la variazione di temperatura è piccola tra l'interno e la superficie si ha unicamente un fenomeno di conduzione senza trasporto di materia. Quando il gradiente supera un certo valore critico ha inizio un meccanismo di convezione che, a condizioni stabili, risulta sorprendente: il moto del fluido si struttura in una serie di cellette, chiamate Celle di Bénard. Queste celle rappresentano uno degli esempi più studiati di struttura dissipativa. Sulla superficie si struttura un mosaico a forma esagonale. Anche John Rayleigh, studiando fenomeni convettivi ha preso spunto da Benard; tuttavia neanche le sue teorie hanno dato una spiegazione dei risultati ottenuti da Benard stesso.

In sostanza la corrente di fluido caldo sale verso l'alto modificando il valore della tensione superficiale, che diminuisce con la temperatura: questo fatto giustifica la formazione di celle caratteristiche.

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