En konvektionscelle er et system, hvor en væske opvarmes, mister densitet og tvinges ind i et område med større tæthed. Cyklen gentages, og der dannes et bevægelsesmønster. Konvektionceller i Jordens atmosfære er ansvarlige for blæser af vind og kan findes i en række andre naturlige og menneskeskabte fænomener.
Grundlæggende konvektion
Konvektion er sammen med ledning og stråling en af de tre metoder til varmeoverførsel. Konvektion finder sted gennem materiel bevægelse. Dette betyder, at konvektion kun kan finde sted i gasser, væsker og plasma - ikke fast stof. Et godt eksempel på konvektion er i en luftballon. Når luften i ballonen opvarmes, spredes molekylerne, som den består af. Dette fører til en stigning i luftens volumen, hvilket fører til et fald i densitet. Tæt stof bevæger sig ind i mindre tæt stof, når det har en chance. Den varme luft i ballonen skubbes opad af den køligere luft i den omgivende atmosfære og tager ballonen med sig.
Naturlig og tvungen konvektion
Naturlig konvektion finder sted, når bevægelsen udelukkende skyldes forskelle i densitet mellem varmt og koldt stof. Tvungen konvektion sker, når en anden kraft, såsom en ventilator eller pumpe, bidrager til bevægelsen.
Konvektionsceller
En varmekilde er nødvendig for, at en konvektionscelle dannes. Væske opvarmes af varmekilden og skubbes væk. Væsken begynder derefter at miste varme og afkøles uundgåeligt. Dette køligere, tættere stof tvinges tilbage mod den oprindelige varmekilde af strømmen af nyopvarmet stof. Et bevægelsessystem, kaldet en konvektionscelle. Væsken vil fortsætte med at bevæge sig, så længe varmekilden er til stede.
Konvektionsceller i atmosfæren
Konvektionceller forekommer i Jordens atmosfære på både små og store skalaer. En havbrise kan for eksempel være resultatet af en konvektionscelle. Vand holder varmen bedre end jord. Det betyder, at når solen stiger, varmes luften på land hurtigere end luften over vandet. Et område med lav densitet dannes over jorden. Luft med højere tæthed fra vandet søger at erstatte det og skaber en havbrise. Om natten sker det samme, men omvendt. I større skala opvarmes luft ved højere temperaturer ved ækvator, stiger og spreder sig nord og syd mod polerne, hvor den afkøles.
Andre konvektionsceller
Konvektionsceller er ansvarlige for at få makaroni til at stige og synke i en gryde med kogende vand. En af de kræfter, der bidrager til lava, der bryder ud fra en vulkan, er konvektion. Konvektion celler kan endda findes på solen.