Konvektsioonirakk on süsteem, milles vedelik soojendatakse, kaotab tiheduse ja surutakse suurema tihedusega piirkonda. Tsükkel kordub ja moodustub liikumismuster. Maa atmosfääri konvektsioonirakud vastutavad tuule puhumise eest ja neid võib leida paljudest muudest looduslike ja inimtekkelistest nähtustest.
Konvektsiooni põhitõed
Konvektsioon koos juhtivuse ja kiirgusega on üks kolmest soojusülekande meetodist. Konvektsioon toimub aine tegeliku liikumise kaudu. See tähendab, et konvektsioon saab toimuda ainult gaasides, vedelikes ja plasmas, mitte tahketes ainetes. Konvektsiooni hea näide on kuumaõhupallis. Kui õhupall õhku kuumutatakse, levivad selle moodustunud molekulid laiali. See viib õhu mahu suurenemiseni, mis viib tiheduse vähenemiseni. Tihe aine liigub vähem tihedasse ainesse alati, kui selleks on võimalus. Õhupalli sooja õhku surub ümbritseva atmosfääri jahedam õhk ülespoole, võttes õhupalli kaasa.
Loomulik ja sunnitud konvektsioon
Loomulik konvektsioon toimub siis, kui liikumine on täielikult tingitud sooja ja külma aine tiheduse erinevustest. Sundkonvektsioon toimub siis, kui liikumisele aitab kaasa mõni muu jõud, näiteks ventilaator või pump.
Konvektsioonirakud
Konvektsiooniraku moodustamiseks on vaja soojusallikat. Vedelikku soojendab soojusallikas ja see lükatakse eemale. Seejärel hakkab vedelik soojust kaotama ja paratamatult jahtub. See jahedam ja tihedam aine sunnitakse äsja kuumutatud aine voolu abil tagasi esialgse soojusallika poole. Moodustub liikumissüsteem, mida nimetatakse konvektsioonirakuks. Vedelik jätkab liikumist seni, kuni on olemas soojusallikas.
Konvektsioonirakud atmosfääris
Konvektsioonirakud esinevad Maa atmosfääris nii väikeses kui ka suuremas mastaabis. Näiteks meretuul võib olla konvektsiooniraku tulemus. Vesi hoiab soojust paremini kui maa. See tähendab, et kui päike tõuseb, soojeneb õhk maismaal kiiremini kui vee kohal. Maa kohal moodustub madala tihedusega ala. Vee tihedam õhk püüab seda asendada, tekitades ookeanituule. Öösel juhtub sama asi, kuid vastupidi. Laiemas plaanis soojendab õhk ekvaatoril kõrgemate temperatuuride mõjul, tõuseb ja levib põhja ja lõuna pooluste suunas, kus see jahutatakse.
Muud konvektsioonirakud
Konvektsioonirakud vastutavad selle eest, et makaronid keeva veega potis kerkiksid ja vajuksid. Üks jõud, mis aitab vulkaanist purskuda, on konvektsioon. Konvektsioonirakke võib leida isegi päikeselt.
