Vad är naturlig konvektion?

Naturlig konvektion är en typ av värmeöverföring där icke-mänskliga krafter påverkar kylningen och uppvärmningen av vätskor, såsom gaser och vätskor.Värmeöverföring skapar en cykel som kallas en konvektionsström där en varm vätska ersätts av en svalare.Alla vätskor och material är gjorda av små byggstenar som kallas atomer, som grupperar tillsammans i molekyler.Rörelsen av dessa molekyler är det som får vätskor att stiga eller falla.

Naturlig konvektion hjälper till att förklara många av jordens naturliga system, såsom havströmmar och de atmosfäriska skikten.Det är i motsats till tvingad konvektion, som fungerar på samma princip men har en värmekälla skapad av konstgjorda enheter, såsom luft- eller vattenfläktar som påskyndar värmeöverföringscykeln.Både tvingad och naturlig konvektion kan användas för specifika ändamål, såsom värmehem eller en kommunal vattenförsörjning.

När den verkar av en värmekälla, såsom solen eller underjordisk värme, stiger vätskor ofta upp.Till exempel, när solen värmer upp jordens yta, är luften på marken nästan alltid varmare än luft högre upp på himlen.Värme utvidgar utrymmena mellan molekyler, gör luften lättare och höjer den över ytan.När luften stiger längre bort från den heta marken svalnar molekylerna ner och komprimerar.Denna svalare och tyngre luft dras sedan ner av tyngdkraften, där den värms upp igen och startar cykeln på nytt.

Havsströmmar skapas också på grund av naturlig konvektion, i kombination med förändringar i vind och tätheten av saltvatten.Kalla vindar som passerar över vattenytan får molekylerna att komprimera och sjunka ner mot havsbotten.När vattnet rör sig närmare ekvatorn värmer det upp och stiger igen.Detta skapar massiva havströmmar som flyter längs kontinentala kuster och påverkar vädret på de omgivande landregionerna.

Vanligtvis är en viktig komponent i naturlig konvektion Newtons kylningslag.Denna vetenskapliga lag säger att hastigheten med vilken ett ämne tappar värme är direkt relaterad till temperaturen på objektet som verkar på den.Med andra ord, ju kallare objektet är, desto mer värme kommer vätskan att förlora.Ett exempel på denna lag i handling är effekten av att lägga till isbitar till en drink mdash;En kub tar bara bort en liten del av värmen, men en handfull kommer att kyla drinken mycket snabbare.