自然対流とは

自然対流とも呼ばれる自然対流は、ファンやタービンなどの外部運動源に応答するのではなく、内部で発生する密度変化の結果として流体または気体が移動するときに発生する現象です。 自然対流は、当然のことながら、自然の中で見ることができます。自然対流は、さまざまな自然のプロセスで役割を果たします。また、キッチンから化学実験室に至るまで、人間が制御する環境でも見ることができます これは、強制対流とは異なります。強制対流では、対流式オーブンで見られるように、ファンなどのデバイスの動きによって動きが強制されます。

流体が不安定になると、自然対流が発生します。 1つの領域は他の領域よりも暖かくなり、密度が失われ、上昇し始め、小さな電流が発生します。 上昇すると、熱は周囲のより冷たい液体に伝達されます。 電流と渦が表示されます。 自然対流の簡単な例では、食用色素で染めたお湯を透明なガラス製の冷たい水の入ったボウルに落とすと、混合物が安定して動きが止まるまで、染めた水の動きを追跡できます。

ニュートンの冷却の法則は、自然対流に重要な役割を果たします。 ニュートンによれば、流体内の温度に関する変化率は、流体と周囲環境との差に比例すると見なすことができます。 これは自然対流に影響します。温度が変化すると不安定になり、自然対流につながるためです。 たとえば、気象システムは、日射、冷水との接触などの影響を受ける高温および低温の空気の動きに大きく影響されます。

世界の海洋の循環は、自然対流の直接的な結果です。 水が極に向かって移動すると、水は冷却されて密度が高くなり、底に向かって沈みます。 一方、赤道に向かって移動する水は温まり、より軽くなり、表面に上昇します。 これにより、海洋全体に一連の複雑な流れが作成され、連続循環が生成され、海洋の水が一定の動きを維持します。

対流理論は、地球の地殻の下の流体の動きなど、他の自然のプロセスも説明します。 私たちの足の下の液体の移動は、多くの自然のプロセスで役割を果たしており、これらの液体は地球内部の温度変化の結果として絶えず動きます。 海流と海流の動きによって引き起こされる温度変化の影響を受ける海上およびその近くの気象システムとの相互作用に見られるように、対流も互いに交差する可能性があります。