Hvad er naturlig konvektion?

Naturlig konvektion er en type varmeoverførsel, hvor ikke-menneskelige kræfter påvirker afkøling og opvarmning af væsker, såsom gasser og væsker.Varmeoverførsel skaber en cyklus kaldet en konvektionsstrøm, hvor en varm væske erstattes af en køler.Alle væsker og stof er lavet af små byggesten, der kaldes atomer, der grupperes sammen i molekyler.Bevægelsen af disse molekyler er det, der får væsker til at stige eller falde.

Naturlig konvektion hjælper med at forklare mange af jordens naturlige systemer, såsom havstrømme og de atmosfæriske lag.Det er i modsætning til tvungen konvektion, der fungerer på det samme princip, men har en varmekilde oprettet af menneskeskabte enheder, såsom luft- eller vandfans, der fremskynder varmeoverførselscyklussen.Både tvungen og naturlig konvektion kan bruges til specifikke formål, såsom opvarmningshuse eller en kommunal vandforsyning.

Når den handles af en varmekilde, såsom solen eller underjordisk varme, stiger væsker ofte op.For eksempel, når solen varmer op overfladen af jorden, er luften ved jorden næsten altid varmere end luft højere op på himlen.Varme udvider mellemrummet mellem molekyler, hvilket gør luften lettere og hæver den over overfladen.Når luften stiger længere væk fra den varme jord, afkøles molekylerne og komprimerer.Denne køligere og tungere luft trækkes derefter ned af tyngdekraften, hvor den opvarmes igen og starter cyklussen på ny.

Oceanstrømme oprettes også på grund af naturlig konvektion kombineret med ændringer i vind og tætheden af saltvand.Kold vind, der passerer over vandoverfladen, får molekylerne til at komprimere og synke ned mod havbunden.Når vandet bevæger sig tættere på ækvator, varmer det op og stiger igen.Dette skaber massive havstrømme, der flyder langs kontinentale kyster og påvirker vejret på de omkringliggende landområder.

Typisk er en vigtig komponent i naturlig konvektion Newtons afkølingslov.Denne videnskabelige lov siger, at den hastighed, hvormed et stof mister varme, er direkte relateret til temperaturen på objektet, der virker på den.Med andre ord, jo koldere objektet er, jo mere varme vil væsken miste.Et eksempel på denne lov i handling er virkningen af at tilføje isterninger til en drink mdash;En terning vil kun fjerne en lille del af varmen, men en håndfuld vil afkøle drikken meget hurtigere.