Co je to konvekční přenos tepla?

Konvektivní přenos tepla je přenos tepla prostřednictvím proudění, přenos tepla pohybem tekutiny. Konvektivní přenos tepla může nastat jedním ze dvou hlavních způsobů: přirozenou konvekcí a nucenou konvekcí. Tyto dva způsoby přenosu tepla se vyznačují použitím nebo nedostatkem externích zařízení pro pohyb ohřáté tekutiny kolem. V obou případech dochází k přenosu tepla tekutinou - jako je kapalina, plyn nebo rheid -, která protéká pevnou hmotou.

Jedním příkladem konvekce je voda vroucí v květináči. Jak se voda v blízkosti zdroje tepla zahřívá, molekuly se rozprostřely. To způsobí, že voda bude méně hustá a vztlaková. Čím více vznáší voda stoupá na vrchol hrnce a místo něj zaujímá chladnější voda. Chladnější voda se poté zahřeje zdrojem tepla, stane se méně hustou a stoupá na vrchol.

Výsledkem tohoto procesu je proud nazývaný konvekční proud. V případě vroucí vody je to viditelnější, když je v květináči něco jako makarony - člověk uvidí makarony pohybující se nahoru a dolů proudem konvekce. Vařící voda je příkladem přirozeného proudění. V tomto systému nezpůsobuje konvekční přenos tepla nic kromě proměnné hustoty vody. Ve skutečnosti přenos tepla přirozenou konvekcí funguje, protože obecně mají zahřáté kapaliny nižší hustoty než chladnější kapaliny.

Na rozdíl od konvekčního přenosu tepla způsobeného přirozenou konvekcí je přenos tepla způsobený nucenou konvekcí. Nucená konvekce se liší od přirozené konvekce kvůli použití vnějšího mechanismu, který pohybuje tekutinou kolem. Tento způsob konvekčního přenosu tepla nepotřebuje k práci různé hustoty tekutin. Některé příklady vnějších mechanismů používaných při nucené konvekci jsou čerpadla a ventilátory. Srdce je přirozeným příkladem takového zařízení používaného při nucené konvekci.

Oběhový systém je jedním ze způsobů, jak lidé a některá zvířata regulují teplotu těla. Srdce je v podstatě pumpa a krev je zahřátá tekutina. Srdce pumpuje ohřátou tekutinu krevními cévami a směrem k pokožce. Teplo se potom odvádí z těla různými prostředky. To je jeden z důvodů, že mnoho pouštních zvířat má velké uši - krev je schopna cirkulovat přes uši a uvolňuje své teplo do životního prostředí různými způsoby přenosu tepla.