Doğal Konveksiyon Nedir?

Doğal taşınım, insan olmayan kuvvetlerin, gazlar ve sıvılar gibi akışkanların soğutulmasını ve ısıtılmasını etkilediği bir tür ısı transferidir. Isı transferi, ılık bir sıvının daha soğuk olanla değiştirildiği bir konveksiyon akımı adı verilen bir döngü oluşturur. Tüm sıvılar ve madde, moleküller halinde bir araya gelen ve atom adı verilen küçük yapı taşlarından yapılmıştır. Bu moleküllerin hareketi, sıvıların yükselmesine veya düşmesine neden olur.

Doğal taşınım, okyanus akıntıları ve atmosferik katmanlar gibi dünyanın doğal sistemlerinin çoğunun açıklanmasına yardımcı olur. Aynı prensipte çalışan ancak ısı transfer döngüsünü hızlandıran hava veya su fanları gibi insan yapımı cihazlar tarafından oluşturulan bir ısı kaynağına sahip olan zorlanmış konveksiyonun aksinedir. Hem cebri hem de doğal taşınım, ısıtma evleri veya belediye su temini gibi belirli amaçlar için kullanılabilir.

Güneş veya yeraltı ısısı gibi bir ısı kaynağı tarafından kullanıldığında, sıvılar çoğu zaman yükselir. Örneğin, güneş Dünya'nın yüzeyini ısıtdığında, yerdeki hava neredeyse her zaman gökyüzünde bulunan havadan daha sıcaktır. Isı moleküller arasındaki boşlukları genişleterek havayı hafifletir ve yüzeyin üstüne çıkarır. Hava sıcak yerden uzaklaştıkça moleküller soğur ve sıkışır. Bu daha soğuk ve daha ağır hava daha sonra tekrar ısındığı ve çevrimi yeniden başlattığı yerçekimi tarafından aşağı çekilir.

Okyanus akıntıları, doğal konveksiyon nedeniyle, rüzgar ve tuzlu su yoğunluğundaki değişimlerle birlikte yaratılır. Su yüzeyinden geçen soğuk rüzgarlar moleküllerin okyanus tabanına doğru sıkışıp çökmesine neden olur. Su ekvatora yaklaştıkça ısınır ve tekrar yükselir. Bu, karasal kıyılarda akan ve çevresindeki kara bölgelerindeki havayı etkileyen devasa okyanus akıntıları yaratır.

Tipik olarak, doğal taşınımdaki önemli bir bileşen, Newton'un Soğutma Yasasıdır. Bu bilimsel yasa, bir maddenin ısı kaybetme oranının, doğrudan ona etki eden cismin sıcaklığıyla ilgili olduğunu belirtir. Başka bir deyişle, nesne ne kadar soğuksa, sıvı o kadar fazla ısı kaybeder. Yürürlükteki bu kanuna bir örnek, bir içeceğe buz küpleri eklemenin etkisidir - bir küp, yalnızca küçük bir ısı kısmını alır, ancak bir avuç, içeceği çok daha hızlı bir şekilde soğutur.