En konveksjonscelle er et system der en væske varmes opp, mister tetthet og blir tvunget inn i et område med større tetthet. Syklusen gjentas og et mønster av bevegelse dannes. Konveksjonceller i jordens atmosfære er ansvarlige for blåsning av vind, og kan finnes i en rekke andre naturlige og menneskeskapte fenomener.
Grunnleggende om konveksjon
Konveksjon, sammen med ledning og stråling, er en av de tre metodene for varmeoverføring. Konveksjon foregår gjennom selve bevegelsen av materie. Dette betyr at konveksjon bare kan finne sted i gasser, væsker og plasma - ikke fast stoff. Et godt eksempel på konveksjon er i en varmluftsballong. Når luften i ballongen varmes opp, spres molekylene den består av. Dette fører til en økning i luftens volum, noe som fører til en nedgang i tetthet. Tett materie beveger seg inn i mindre tett materie når den har en sjanse. Den varme luften i ballongen skyves oppover av den kjøligere luften i den omgivende atmosfæren, og tar ballongen med seg.
Naturlig og tvungen konveksjon
Naturlig konveksjon finner sted når bevegelsen utelukkende skyldes tetthetsforskjeller mellom varmt og kaldt materiale. Tvungen konveksjon skjer når en annen kraft, for eksempel en vifte eller pumpe, bidrar til bevegelsen.
Konveksjonsceller
Det kreves en varmekilde for at en konveksjonscelle skal dannes. Væske varmes opp av varmekilden og skyves bort. Væsken begynner da å miste varme og avkjøles uunngåelig. Denne kjøligere, tettere saken tvinges tilbake mot den opprinnelige varmekilden av strømmen av nylig oppvarmet materiale. Et bevegelsessystem, kalt en konveksjonscelle. Væsken vil fortsette å bevege seg så lenge varmekilden er til stede.
Konveksjonsceller i atmosfæren
Konveksjonceller forekommer i jordens atmosfære på både små og store skalaer. En havbris kan for eksempel være resultatet av en konveksjonscelle. Vann holder varmen bedre enn land. Dette betyr at når solen stiger, varmes luften på land raskere enn luften over vannet. Et land med lav tetthet dannes over landet. Luft med høyere tetthet fra vannet søker å erstatte den, og skaper en havbris. Om natten skjer det samme, men i omvendt retning. I større skala blir luften varmet opp av høyere temperaturer ved ekvator, stiger og sprer seg nord og sør mot polene, hvor den blir avkjølt.
Andre konveksjonsceller
Konveksjonceller er ansvarlige for at makaroni stiger og synker i en gryte med kokende vann. En av kreftene som bidrar til at lava bryter ut fra en vulkan er konveksjon. Konveksjon celler kan til og med bli funnet på solen.