Hvad er termisk konvektion?

Termisk konvektion er en proces, hvorved varme overføres via et objekt, der opvarmes. Dette ses oftest i væsker og gasser og kan let demonstreres ved hjælp af luft som et eksempel. Termisk konvektion repræsenterer en af ​​de vigtigste måder, hvorpå varmen bevæger sig, idet ledning og stråling også er almindelige måder at transportere varme på.

Videnskabeligt set er kulde ikke kvantificerbar; der er simpelthen mere varme eller mindre varme. Derfor handler termisk konvektion ikke kun om varme genstande, der bevæger sig. Det handler om den måde, temperaturen som helhed søger at moderere sig selv, enten til dens omgivelser, eller om de genstande, der får den til at blive opvarmet. Ved design forårsager bevægelse af varmere og køligere gasser og væsker en generel moderering, skønt en perfekt balance måske aldrig opnås.

Princippet om termisk konvektion kan let ses ved at åbne døren til en opvarmet ovn. Når døren åbnes, skyder et øjeblik med varm luft straks opad fra ovnen. Hvis man skulle placere et lille flag ved ovnens bund, ville flaget vinke i retning af ovnen, når kølig luft fylder ind, når den varme luft stiger. Når den køligere luft opvarmes, stiger den også.

Luften, der stiger, forskyder den køligere luft over den, ofte tvinger den til siden og til sidst nedad. Denne luft forbliver på det lavere niveau, indtil den genopvarmes, og begynder at stige igen. Denne varmestrømningsproces gentager sig, indtil varmekilden er neutraliseret, og temperaturen i hele området er konsistent. Hvis dette ikke sker, fortsætter processen på ubestemt tid.

Processen ses også i vand og er ikke altid nyttig. For eksempel, hvis overfladen på en sø afkøles hurtigt, skubber vandet nedenunder, som er varmere, op. Med denne opsving kan der komme død stof, såsom alger, der langsomt var ved at henfalde på søbunden. Når det bliver udsat for luft og sollys, øger det henfaldende stof dens nedbrydningshastighed og kan sulte ilt fra søen. I dette eksempel er termisk konvektion ansvarlig på en indirekte måde til stor skade på et levende økosystem.

På trods af det foregående eksempel betragtes termisk konvektion normalt som et nyttigt fænomen. De fleste ovne og ovne kører på principper, der er forbundet med termisk konvektion, hvilket gør de fleste menneskers liv mere komfortable. Også temperaturmoderering i et økosystem er ofte meget nyttigt for de livsformer, der lever i systemet. Termisk konvektion er også en af ​​de største drivkræfter i vejret.