Hva er termisk konveksjon?

Termisk konveksjon er en prosess der varme overføres via et objekt som blir oppvarmet. Dette er ofte sett i væsker og gasser, og kan enkelt demonstreres ved bruk av luft som eksempel. Termisk konveksjon representerer en av de viktigste måtene som varme beveger seg på, og ledning og stråling er også vanlige måter å transportere varme på.

Vitenskapelig sett er kulde ikke kvantifiserbar; det er rett og slett mer varme eller mindre varme. Derfor handler termisk konveksjon ikke bare om varme gjenstander som beveger seg. Det handler om måten temperaturen som helhet søker å moderere seg selv, enten til omgivelsene, eller til gjenstandene som får den til å bli oppvarmet. Ved design forårsaker bevegelse av varmere og kjøligere gasser og væsker en generell moderering, selv om en perfekt balanse kanskje aldri oppnås.

Prinsippet for termisk konveksjon kan lett sees ved å åpne døren til en oppvarmet ovn. Når døren åpnes, skyter det straks varm luft oppover fra ovnen. Hvis man skulle plassere et lite flagg ved bunnen av ovnen, ville flagget vinke i retning av ovnen når kjølig luft fylles inn når den varme luften stiger. Når den kjøligere luften varmes opp, vil den også stige.

Luften som stiger fortrenger den kjøligere luften over den, og tvinger den ofte til siden og til slutt nedover. Den luften vil forbli på det lavere nivået til den blir oppvarmet, og begynner å stige igjen. Denne varmestrømningsprosessen gjentar seg til varmekilden er nøytralisert, og temperaturen i hele området er konsistent. Hvis det ikke skjer, vil prosessen fortsette på ubestemt tid.

Prosessen sees også i vann, og hjelper ikke alltid. For eksempel, hvis overflaten til en innsjø raskt avkjøles, skyver vannet under, som er varmere, opp. Med denne oppvåkningen kan det komme død materie, for eksempel alger, som sakte hadde forfalt på innsjøen. Ved å bli utsatt for luft og sollys øker den råtnende saken nedbrytningshastigheten og kan sulte oksygen fra sjøen. I dette eksempelet er termisk konveksjon derfor ansvarlig på en indirekte måte å skade store levende økosystemer på.

Til tross for foregående eksempel, blir termisk konveksjon vanligvis ansett for å være et nyttig fenomen. De fleste ovner og ovner kjører på prinsipper assosiert med termisk konveksjon, og gjør dermed livene til de fleste mer komfortable. Også temperaturmoderering i et økosystem er ofte veldig nyttig for livsformene som lever i systemet. Termisk konveksjon er også en av de viktigste drivkreftene i været.