Що таке конвекція

Що таке конвекція

Енергію руху і взаємодії молекул, з яких складається тіло, називають внутрішньою енергією. Тепловий рух часток ніколи не припиняється, тому тіло завжди має якийсь внутрішньою енергією. Дану енергію можна змінити (зменшити або збільшити) вчиненням роботи та теплообміном. Розрізняють три види теплообміну: теплопровідність, випромінювання і конвекцію.

Інструкція

Конвекція — це теплообмін в рідких газоподібних середовищах, здійснюваний потоками (або струменями) речовини. У твердих тілах через сильний молекулярного тяжіння конвекція відбуватися не може. Енергія усередині твердих тіл передається шляхом теплопровідності. Загальновідомо, що рідини і гази нагрівають знизу, наприклад, чайник з водою ставлять на вогонь, радіатори опалення розміщують під вікнами близько підлоги. Пояснюється це тим, що частина речовини нагрівається знизу, розширюється, її щільність стає менше, ніж у навколишнього (більш холодної) середовища, і під дією сили, що виштовхує вона починає підніматися вгору. А її місце внизу заповнює холодна частина даної речовини. Через деякий час, прогрівшись, цей шар теж підніметься вгору, поступаючись місцем наступному потоку речовини і т.д. Так відбувається конвекція. Тому рідини і гази слід нагрівати знизу, нагріті шари не можуть опуститися нижче холодних, більш важких.

При конвекції енергія переноситься самими струменями газу або рідини.

Розрізняють два види конвекції: природну (вільну) і вимушену. Вільна конвекція проходить тоді, коли шари газу або рідини міняються місцями без допомоги зовнішніх сил, наприклад, нагрівання повітря батареєю в кімнаті відбувається шляхом природної конвекції, а от швидкість нагрівання води в каструлі, можна забезпечити шляхом перемішування шарів рідини ложкою, така конвекція є вимушеною.

Найшвидше конвекція відбувається в газах через їх вільної прихильності частинок. Вони, перебуваючи на великих відстанях один від одного, погано взаємодіють один з одним і переміщаються в майже незалежному напрямку, тому гази мають погану теплопровідність. Рідини мають середнє місце між газами і твердими тілами по конвекції і теплопровідності. Тобто конвекція у них проходить повільніше, а теплопровідність — швидше, ніж в газах. А щодо твердих тіл їх теплопровідність слабкіше.