Qu'est-ce que la convection gratuite?

La convection libre, également connue sous le nom de convection naturelle, est un phénomène qui se produit lorsqu'un liquide ou un gaz se déplace à la suite de changements de densité qui se produisent à l'intérieur, plutôt que en réponse à une source externe de mouvement telle qu'un ventilateur ou une turbine.La convection naturelle peut être vue, sans surprise, de nature, où elle joue un rôle dans un certain nombre de processus naturels différents, et il peut également être vu dans des contextes contrôlés par l'homme, allant de la cuisine au laboratoire de chimie.Cela diffère de la convection forcée, dans laquelle le mouvement est forcé par le mouvement d'un appareil tel qu'un ventilateur, comme le montre un four de convection.

La convection naturelle se produit lorsque les fluides deviennent instables.Une zone devient plus chaude que les autres, perdant la densité, et elle commence à augmenter, créant un petit courant.Au fur et à mesure qu'il monte, la chaleur est transférée au fluide plus frais environnant.Les courants et les tourbillons apparaissent.Dans un exemple simple de convection naturelle, si l'on laisse tomber de l'eau chaude teinte de colorant alimentaire dans un bol en verre transparent d'eau froide non dyée, il sera possible de tracer le mouvement de l'eau teinte jusqu'à ce que le mélange se stabilise et que le mouvement s'arrête.

La loi de refroidissement des Newtons joue un rôle essentiel dans la convection libre.Selon Newton, le taux de changement en termes de température dans un liquide peut être considéré comme proportionnel à la différence entre le liquide et l'environnement.Cela influence la convection libre, car le changement de températures créent une instabilité, ce qui conduit à une convection libre.Par exemple, les systèmes météorologiques sont fortement influencés par le mouvement de l'air chaud et froid qui sont influencés par le rayonnement solaire, le contact avec l'eau froide, etc.Alors que l'eau se déplace vers les pôles, il refroidit et devient plus dense, coulant vers le fond.Pendant ce temps, l'eau se déplaçant vers l'équateur se réchauffe et devient plus légère, remontant à la surface.Cela crée une série de courants complexes dans tout l'océan qui génèrent une circulation continue, en maintenant l'eau dans l'océan en mouvement constant.

La théorie de la convection explique également d'autres processus naturels, tels que le mouvement des fluides sous la croûte terrestre.Le décalage des liquides sous nos pieds joue un rôle dans un certain nombre de processus naturels, ces fluides se déplaçant constamment en raison de changements de température à l'intérieur de la terre.Les courants de convection peuvent également se croiser les uns avec les autres, comme on le voit dans l'interaction entre les systèmes océaniques et météorologiques sur et près de l'océan qui sont influencés par les changements de température causés par le mouvement des courants océaniques.