Co je to tepelná konvekce?

Tepelná konvekce je proces, kterým se teplo přenáší prostřednictvím objektu, který se zahřívá. Toto je nejčastěji vidět v kapalinách a plynech a lze jej snadno ukázat pomocí vzduchu jako příkladu. Tepelná konvekce představuje jeden z hlavních způsobů, jímž se teplo pohybuje, přičemž vedení a záření jsou také běžnými způsoby přenosu tepla.

Vědecky řečeno, chlad není kvantifikovatelný; je prostě více tepla nebo méně tepla. Tepelná konvekce tedy není jen o pohybu horkých předmětů. Je to o tom, jak se teplota jako celek snaží zmírnit sebe, buď do okolí, nebo na objekty, které způsobují jeho zahřátí. Podle návrhu způsobuje pohyb teplejších a chladnějších plynů a kapalin celkové zmírnění, ačkoli dokonalé rovnováhy nemusí být nikdy dosaženo.

Princip tepelné konvekce lze snadno vidět otevřením dveří do vyhřívané trouby. Když jsou dveře otevřeny, proud horkého vzduchu okamžitě vystřelí z trouby nahoru. Pokud by někdo měl umístit malou vlajku na dno pece, vlaječka by mávala ve směru pece, jak se chladný vzduch plní při stoupajícím horkém vzduchu. Když se tento chladný vzduch zahřeje, také vzroste.

Vzduch, který stoupá, vytlačuje chladnější vzduch nad ním, často ho tlačí na stranu a nakonec dolů. Tento vzduch zůstane na této nižší úrovni, dokud se znovu nezahřeje, a nezačne znovu stoupat. Tento proces tepelného toku se opakuje, dokud není zdroj tepla neutralizován a teplota v celé oblasti není stálá. Pokud se tak nestane, proces bude pokračovat donekonečna.

Tento proces je také vidět ve vodě a není vždy užitečný. Například, pokud se povrch jezera rychle ochladí, voda pod ním, která je teplejší, tlačí nahoru. S tímto upwelling může přijít mrtvá hmota, takový jako řasy, který pomalu se rozkládal na dně jezera. Když je rozpadající se hmota vystavena vzduchu a slunečnímu záření, zvyšuje její rychlost rozkladu a může vyhladovávat kyslík z jezera. V tomto příkladu je tedy tepelná konvekce nepřímo způsobena velkou škodou na živém ekosystému.

Navzdory předchozímu příkladu je tepelná konvekce obvykle považována za užitečný jev. Většina pecí a pecí běží na principech spojených s tepelnou konvekcí, čímž se životy většiny lidí zpříjemňují. Také zmírnění teploty v ekosystému je často velmi užitečné pro formy života, které v systému žijí. Tepelná konvekce je také jednou z hlavních hnacích sil počasí.