熱対流とは

熱対流は、加熱されている物体を介して熱が伝達されるプロセスです。 これは、液体と気体で最もよく見られ、例として空気を使用して簡単に実証できます。 熱対流は、熱が移動する主要な方法の1つであり、伝導と放射も熱を輸送する一般的な方法です。

科学的に言えば、寒さは定量化できません。 単により多くの熱またはより少ない熱があります。 したがって、熱対流は、単に熱い物体が動くことに関するものではありません。 それは、全体としての温度が、周囲、またはそれを加熱する原因となる物体のいずれかに対してそれ自体を緩和しようとする方法についてです。 設計上、温かいガスと冷たいガスおよび液体の動きにより全体的な調整が行われますが、完全なバランスは決して達成されない場合があります。

熱対流の原理は、加熱されたオーブンのドアを開くと簡単にわかります。 ドアが開くと、熱風がオーブンからすぐに上向きに飛び出します。 オーブンの底に小さな旗を置くと、旗はオーブンの方向に揺れ、熱い空気が上昇すると冷たい空気が充満します。 その冷たい空気が加熱されると、それも上昇します。

上昇している空気は、その上の冷たい空気を押しのけて、多くの場合、側方に押し出し、最終的には下方に押し出します。 その空気は、再加熱されるまでその低いレベルにとどまり、再び上昇し始めます。 この熱流プロセスは、熱源が中和され、領域全体の温度が一定になるまで繰り返されます。 そうでない場合、プロセスは無期限に継続します。

このプロセスは水中でも見られ、常に役立つとは限りません。 たとえば、湖の表面が急速に冷えると、下の水が温まり、その水が押し上げられます。 この湧昇により、湖の底でゆっくりと腐敗していた藻類などの死骸が来る可能性があります。 空気と日光にさらされると、腐敗物質は分解速度を速め、湖から酸素を奪う可能性があります。 したがって、この例では、熱の対流は、生きている生態系に大きな損害を与える間接的な原因となっています。

前述の例にもかかわらず、熱対流は通常、有用な現象であると考えられています。 ほとんどのオーブンと炉は、熱対流に関連する原則に基づいて動作するため、ほとんどの人の生活がより快適になります。 また、生態系の温度調節は、多くの場合、システムに住んでいる生命の形態に非常に役立ちます。 熱対流は、天候の主要な推進力の1つでもあります。