Qu'est-ce que la convection thermique?
La convection thermique est un processus par lequel la chaleur est transférée via un objet en cours de chauffage. Cela se voit le plus souvent dans les liquides et les gaz et peut être facilement démontré en utilisant l'air comme exemple. La convection thermique est l’un des principaux mécanismes de transfert de la chaleur. La conduction et le rayonnement sont également des moyens courants de transporter la chaleur.
Scientifiquement parlant, la froideur n'est pas quantifiable; il y a simplement plus de chaleur ou moins de chaleur. Par conséquent, la convection thermique ne consiste pas simplement en un déplacement d'objets chauds. Il s'agit de la manière dont la température dans son ensemble cherche à se modérer, soit de son environnement, soit des objets qui la chauffent. De par leur conception, le mouvement des gaz et des liquides plus chauds et plus froids provoque une modération globale, même si un équilibre parfait n’est jamais atteint.
Le principe de la convection thermique est facilement visible en ouvrant la porte d’un four chauffé. Lorsque la porte est ouverte, une bouffée d'air chaud jaillit immédiatement du four. Si l'on plaçait un petit drapeau à la base du four, celui-ci agiterait dans la direction du four lorsque l'air frais se remplirait à mesure que l'air chaud montait. Lorsque cet air plus froid est chauffé, il augmentera également.
L'air qui monte déplace l'air plus froid au-dessus de lui, le forçant souvent sur le côté et éventuellement vers le bas. Cet air restera à ce niveau inférieur jusqu'à ce qu'il soit réchauffé et recommence à augmenter. Ce processus de flux de chaleur se répète jusqu'à ce que la source de chaleur soit neutralisée et que la température soit uniforme dans toute la zone. Si cela ne se produit pas, le processus se poursuivra indéfiniment.
Le processus est également visible dans l'eau et n'est pas toujours utile. Par exemple, si la surface d’un lac se refroidit rapidement, l’eau en dessous, qui est plus chaude, monte. Avec cette remontée d'eau peuvent venir des matières mortes, telles que des algues, qui se décomposaient lentement au fond du lac. Exposée à l'air et aux rayons du soleil, la matière en décomposition augmente sa vitesse de décomposition et pourrait priver l'oxygène du lac. Ainsi, dans cet exemple, la convection thermique est responsable d’une manière indirecte de graves dommages pour un écosystème vivant.
Malgré l'exemple précédent, la convection thermique est généralement considérée comme un phénomène utile. La plupart des fours et des fours fonctionnent selon les principes associés à la convection thermique, rendant ainsi la vie de la plupart des gens plus confortable. De plus, la modération de la température dans un écosystème est souvent très utile pour les formes de vie qui y vivent. La convection thermique est également l’un des principaux facteurs météorologiques.