Hvad er konvektion?
Konvektion er stort set bevægelsen af alle molekyler gennem en hvilken som helst væsketilstand, inklusive væsker og gasser. Det er den primære form for varme og masseoverførsel på Jorden og kan findes i mange systemer rundt om i verden. Mange mennesker kender det fra opvarmning af deres mad eller deres huse, og det spiller også en central rolle i skabelsen af vejrforholdene på planeten.
Der er to hovedtyper af konvektion: tvungen og naturlig. Tvangskonvektion opstår, når mediet, der overfører varmen, bevæger sig alene, f.eks. Når luft skubbes af en ventilator. I dette tilfælde udbetales varmen af bevægelse af væskeluften, men det forårsager ikke bevægelsen. Nogle gange vil også tvungen konvektion blive benævnt varmeafvision.
Naturlig konvektion opstår, når mediet, der overfører varmen, inspireres til at bevæge sig af selve varmen. Dette sker både fordi mediet ekspanderer, når det varmes op, som for gasser, og også fordi opdrift fører til, at den varmere væske stiger. Denne form kaldes også undertiden fri konvektion. De to typer, tvunget og naturlig, forekommer ofte på samme tid, hvor varmen får fluidet til at bevæge sig noget, men det bevæger sig også på grund af en anden kraft. I dette tilfælde kaldes det blandet konvektion.
Tvangskonvektion kan ses mange steder i verden, både i menneskeskabte genstande og i den naturlige verden. For eksempel tvinger en konvektionsovn opvarmet luft til at cirkulere gennem ovnen ved hjælp af en ventilator. Selvom luften muligvis bevæger sig noget på egen hånd, giver kraften mulighed for en jævn udbetaling af varme. Inden i den menneskelige krop er kredsløbssystemet et andet godt eksempel på tvungen konvektion. Blod, blandt dets mange andre anvendelser, fungerer både som et opvarmningsmiddel og et kølemiddel for kroppen og tvinges gennem kredsløbssystemet.
Naturlig konvektion kan nemt ses ved at placere noget over en ikke-fanned varmekilde, som en radiatorvarmer. Når luften direkte over varmeapparatet opvarmes, stiger den, fordi den er mere opdrift end den kolde luft omkring den. Hvis du placerer et stykke tissuepapir over varmeapparatet, vil du se det blive båret opad af den naturlige luftbevægelse. På lignende måde kan du i en væske se den samme effekt på arbejdet ved at opvarme en væske, der er farvet og placere den i en koldere væske med en anden farve. Den varme væske stiger op.
Konvektion spiller en central rolle i skabelsen af havstrømmene og hjælper derved med at regulere vejrmønstre rundt om i verden gennem et massivt konvektionssystem. Strømme med varmt vand opvarmet af solen køres fra ækvator mod polerne, og når de kører, køles de jævnt ned og hjælper dem med at synke. Når de først er der oppe, begynder de at bevæge sig igen og danner et massivt transportbånd, der i nogle tilfælde kan tage op til 1.600 år at afslutte sin rejse.