Konvektion är i stort sett rörelsen av alla molekyler genom vilket flytande tillstånd som helst, inklusive vätskor och gaser. Det är den primära formen av värme- och massöverföring på jorden och kan hittas i många system runt om i världen. Många människor är bekanta med det från att värma upp sin mat eller sina hus, och det spelar också en avgörande roll för att skapa väderförhållandena på planeten.
Det finns två huvudtyper av konvektion: forcerad och naturlig. Forcerad konvektion uppstår när mediet som överför värmen rör sig av sig självt, till exempel när luft trycks av en fläkt. I det här fallet distribueras värmen av vätskeluftens rörelse, men det orsakar faktiskt inte rörelsen. Ibland kallas forcerad konvektion också som värmeadvektion.
Naturlig konvektion uppstår när mediet som överför värmen inspireras att röra sig av själva värmen. Detta sker både för att mediet expanderar när det värms upp, som i fallet med gaser, och även för att flytkraften gör att den varmare vätskan stiger. Denna form kallas också ibland för fri konvektion. De två typerna, forcerad och naturlig, förekommer ofta samtidigt, där värmen får vätskan att röra sig något, men den rör sig också på grund av någon annan kraft. I det här fallet kallas det blandad konvektion.
Forcerad konvektion kan ses på många platser i världen, både i konstgjorda föremål och i den naturliga världen. Till exempel tvingar en varmluftsugn uppvärmd luft att cirkulera genom ugnen med hjälp av en fläkt. Även om luften kan röra sig något av sig själv, tillåter kraften en jämn utdelning av värme. Inom människokroppen är cirkulationssystemet ett annat bra exempel på påtvingad konvektion. Blod, bland dess många andra användningsområden, fungerar som både värmemedel och kylmedel för kroppen, och tvingas genom cirkulationssystemet.
Naturlig konvektion kan ses enklast genom att placera något ovanför en värmekälla utan fläkt, som en radiator. Eftersom luften direkt ovanför värmaren värms upp stiger den eftersom den är mer flytande än den kalla luften runt den. Om du lägger en bit silkespapper ovanför värmaren kommer du att se att den bärs uppåt av den naturliga luftrörelsen. På samma sätt kan du i en vätska se samma effekt på jobbet genom att värma upp en vätska som är färgad och placera den i en kallare vätska av en annan färg. Den varma vätskan kommer att stiga upp.
Konvektion spelar en avgörande roll för att skapa havsströmmarna och hjälper därmed till att reglera vädermönstren runt om i världen genom ett massivt konvektionssystem. Varma vattenströmmar, uppvärmda av solen, går från ekvatorn mot polerna, och medan de färdas svalnar de stadigt och hjälper dem att sjunka. Väl där stiger de upp och börjar röra sig igen och bildar ett massivt transportband som i vissa fall kan ta uppemot 1,600 XNUMX år att slutföra sin resa.