Co to jest konwekcja?

Konwekcja jest zasadniczo ruchem dowolnych cząsteczek przez dowolny stan płynów, w tym cieczy i gasów.Jest to pierwotna forma transferu ciepła i masy na Ziemi i można go znaleźć w wielu systemach na całym świecie.Wiele osób zna się na tym z ogrzewania żywności lub domów, a także odgrywa kluczową rolę w tworzeniu warunków pogodowych na planecie.

Istnieją dwa główne rodzaje konwekcji: wymuszone i naturalne.Wymuszona konwekcja występuje, gdy medium przenoszące ciepło porusza się samodzielnie, na przykład podczas pchania powietrza przez wentylatora.W tym przypadku ciepło jest wypłacane przez ruch powietrza płynu, ale tak naprawdę nie powoduje ruchu.Czasami wymuszona konwekcja będzie również określana jako doradztwo cieplne.

Naturalna konwekcja występuje, gdy medium przenoszące ciepło jest inspirowane do poruszania się przez samo ciepło.Dzieje się tak zarówno dlatego, że medium się rozszerza, gdy się nagrzewa, jak w przypadku gazów, a także dlatego, że pływalność powoduje wzrost płynu.Ta forma jest czasem określana jako bezpłatna konwekcja.Dwa typy, wymuszone i naturalne, często występują w tym samym czasie, gdzie ciepło powoduje nieco poruszanie się płynu, ale także porusza się z powodu innej siły.W tym przypadku jest to określane jako konwekcja mieszana.

Wymuszona konwekcja można zobaczyć w wielu miejscach na świecie, zarówno w przedmiotach sztucznych, jak i w świecie przyrody.Na przykład piekarnik konwekcyjny zmusza ogrzewane powietrze do krążenia przez piekarnik za pomocą wentylatora.Chociaż powietrze może poruszać się nieco samodzielnie, siła pozwala na równomierne wypłaty ciepła.W ciele ludzkim układ krążenia jest kolejnym doskonałym przykładem przymusowej konwekcji.Krew, wśród wielu innych zastosowań, działa zarówno jako środek grzewczy, jak i środek chłodzący dla ciała, i jest wymuszona przez układ krążenia.

Naturalna konwekcja można zobaczyć najłatwiej, umieszczając coś powyżej nieopitalnego źródła ciepła, na przykładgrzejnik chłodnicy.Gdy powietrze bezpośrednio nad grzejnikiem jest podgrzewane, wzrasta, ponieważ jest bardziej pływające niż zimne powietrze wokół niego.Jeśli umieścisz kawałek bibuły nad grzejnikiem, zobaczysz, że zostanie przeniesiony w górę przez naturalny ruch powietrza.Podobnie w cieczy można zobaczyć ten sam efekt w pracy, podgrzewając jedną zabarwioną ciecz i umieszczając ją w chłodniejszym cieczy o innym kolorze.Ciepła płyn wzrośnie.

Konwekcja odgrywa kluczową rolę w tworzeniu prądów oceanicznych, a tym samym pomaga regulować wzorce pogodowe na całym świecie poprzez masywny system konwekcyjny.Ciepłe prądy wody, ogrzewane przez słońce, skieruj się z równika w kierunku bieguna, a gdy podróżują, stale chłodzą, pomagając im zatonąć.Po tym, jak się zbliżą i zaczną się ponownie poruszać, tworząc ogromny przenośnik, który w niektórych przypadkach może potrwać ponad 1600 lat, aby zakończyć swoją podróż.