Конвекция (от лат. convecti — «перенесение») – это физическое явление, при котором наблюдается перенос теплоты в жидкости или газе, или же сыпучих средах при помощи потока вещества. В зависимости от порождающих причин, конвекция бывает: естественной (свободной) и вынужденной. В твердом теле и вакууме данное явление невозможно.
Конвекция в веществе возникает самопроизвольно под воздействием неравномерного прогревания в зоне тяготения. Осуществляется нагрев нижнего слоя вещества, в процессе чего тот становится легче и «поднимается». Верхний слой, напротив, становится тяжелее при остывании и опускается на нижний уровень. При повышении разницы температур между отдельными частями среды величина доли переноса в свободной конвекции становится выше. При этом наблюдается уменьшение скорости вынужденного движения.
Простейшим примером естественной конвекции в природе является движение тектонических плит. Свободная конвекция отлично проявляется в таких атмосферных явлениях, как образование облаков. Также благодаря этому явлению на Солнце появляются солнечные пятна и гранулы.
Вынужденная конвекция представляется собой движение жидкостей, вызываемое внешними поверхностными силами, которые создаются при работе компрессора, насоса и т.д. Главное отличие вынужденной конвекции от свободной – вынужденная может не сопровождаться теплообменом. В таком случае осуществляется конвективный перенос масс. Другим важным отличием является то, что для вынужденной конвекции характерно воздействие внешних тел. Наглядным примером такого явления можно считать процесс перемешивания жидкости при помощи ложки.
Выводы:
- Конвекция в веществе возникает самопроизвольно под воздействием неравномерного прогревания.
- Свободная конвекция часто встречается в природе.
- Вынужденная конвекция может не сопровождаться теплообменом.
- Для вынужденной конвекции характерно воздействие внешних поверхностных сил.