Конвекция
Конвекция — это перенос теплоты потоками жидкости или газа: нагретые слои перемещаются и передают энергию другим слоям. Так тепло распространяется, например, в воде при нагревании и в воздухе над батареей.
Как происходит конвекция
При нагревании нижнего слоя жидкости или газа расстояния между частицами увеличиваются, поэтому плотность слоя уменьшается. Под действием силы тяжести холодный плотный слой опускается, а нагретый лёгкий слой поднимается. Возникает круговое движение — конвекционный поток. Вместе с веществом перемещается и внутренняя энергия.
Конвекция бывает естественной, когда движение вызывается различием плотностей, и вынужденной, когда вещество перемещает вентилятор, насос или другое устройство. В твёрдых телах конвекция невозможна, потому что их частицы не перемещаются слоями. Для них основным способом передачи теплоты является теплопроводность. Конвекция — один из способов теплопередачи наряду с теплопроводностью и тепловым излучением.
В кастрюле нижние слои воды нагреваются первыми, расширяются и поднимаются. Их место занимают более холодные слои, которые опускаются вниз. Постепенно перемешивание распределяет теплоту по всей воде.
Конвекция — это не просто передача теплоты, а передача вместе с движением вещества. При теплопроводности вещество в целом не переносится: энергия передаётся от более нагретых участков к менее нагретым через взаимодействие частиц.
Почему нагретый воздух над батареей поднимается?
Главное
- Конвекция переносит теплоту движущимися слоями жидкости или газа.
- Нагретые менее плотные слои поднимаются, а холодные более плотные опускаются.
- В твёрдых телах конвекции нет; там теплота передаётся главным образом теплопроводностью.