Конвекционные токи переносят тепло из одного места в другое за счет массового движения жидкости, такой как вода, воздух или расплавленная порода. Функция теплопередачи конвекционных течений управляет океанскими течениями Земли, атмосферной погодой и геологией. Конвекция отличается от теплопроводности, которая представляет собой передачу тепла между веществами, находящимися в непосредственном контакте друг с другом.
TL; DR (слишком длинный; Не читал)
Конвекционные токи основаны на постоянном циклическом движении воздуха, воды и других веществ для распределения тепла. Например, когда нагретый воздух поднимается вверх, он втягивает более холодный воздух на свое место - где он может нагреваться, подниматься и втягивать больше холодного воздуха.
Как работает конвекция
Конвекционные токи образуются из-за того, что нагретая жидкость расширяется и становится менее плотной. Менее плотная нагретая жидкость поднимается от источника тепла. Когда он поднимается, он вытягивает более холодную жидкость, чтобы заменить ее. Эта жидкость, в свою очередь, нагревается, поднимается и вытягивает еще более прохладную жидкость. Этот цикл устанавливает круговой ток, который прекращается только тогда, когда тепло равномерно распределяется по жидкости. Например, горячий радиатор сразу нагревает воздух вокруг себя. Воздух поднимается к потолку, втягивая более холодный воздух с потолка в радиатор для обогрева. Этот процесс повторяется до тех пор, пока воздух в комнате не нагреется равномерно.
Конвекция океана
Конвекция приводит в движение Гольфстрим и другие течения, которые переворачивают и перемешивают воды Мирового океана. Холодная полярная вода опускается с более высоких широт и опускается на дно океана, а затем опускается к экватору по мере того, как более легкая и теплая вода поднимается к поверхности океана. Более теплая вода отводится на север, чтобы заменить холодную воду, отводимую на юг. Этот процесс распределяет тепло и растворимые питательные вещества по всему миру.
Конвекция в воздухе
Конвекция стимулирует циркуляцию воздуха в земной атмосфере. Солнце нагревает воздух около земного экватора, который становится менее плотным и поднимается вверх. Когда он поднимается, он охлаждается и становится менее плотным, чем воздух вокруг него, расширяясь и снова опускаясь к экватору. Эти постоянно движущиеся ячейки теплого и холодного воздуха, известные как ячейки Хэдли, управляют постоянной циркуляцией воздуха на поверхности земли, которую мы называем ветром. Токи атмосферной конвекции также удерживают облака в воздухе.
Конвекция на Земле
Геологи считают, что расплавленная порода глубоко под землей циркулирует за счет конвекционных потоков. Камень находится в полужидком состоянии и должен вести себя как любая другая жидкость, поднимаясь вверх из нижней части мантии после того, как станет более горячим и менее плотным из-за тепла ядра Земли. По мере того как порода теряет тепло в земной коре, она становится относительно холоднее и плотнее, опускаясь обратно в ядро. Считается, что эти постоянно циркулирующие ячейки более горячей и холодной расплавленной породы помогают нагревать поверхность. Некоторые геологи полагают, что конвекционные потоки внутри Земли являются одной из причин вулканов, землетрясений и дрейфа континентов.