En konvektionscell är ett system där en vätska värms upp, tappar densiteten och tvingas in i ett område med större densitet. Cykeln upprepas och ett rörelsemönster bildas. Konvektionceller i jordens atmosfär är ansvariga för blåsning av vind och kan hittas i en mängd andra naturliga och konstgjorda fenomen.
Grundläggande konvektion
Konvektion, tillsammans med ledning och strålning, är en av de tre metoderna för värmeöverföring. Konvektion sker genom materiell rörelse. Detta innebär att konvektion endast kan ske i gaser, vätskor och plasma - inte fasta ämnen. Ett bra exempel på konvektion är i en varmluftsballong. När luften i ballongen värms upp sprids molekylerna som den består av. Detta leder till en ökning av luftens volym, vilket leder till en minskning av densiteten. Tät materia går in i mindre tät materia när den har en chans. Den varma luften i ballongen trycks uppåt av den svalare luften i den omgivande atmosfären och tar ballongen med sig.
Naturlig och tvungen konvektion
Naturlig konvektion äger rum när rörelsen helt beror på densitetsskillnader mellan varm och kall materia. Tvingad konvektion sker när en annan kraft, som en fläkt eller pump, bidrar till rörelsen.
Konvektionsceller
En värmekälla krävs för att en konvektionscell ska bildas. Vätska värms upp av värmekällan och skjuts bort. Vätskan börjar sedan tappa värme och svalnar oundvikligen. Denna svalare, tätare materia tvingas tillbaka mot den ursprungliga värmekällan av flödet av nyuppvärmt material. Ett rörelsessystem kallas en konvektionscell. Vätskan kommer att fortsätta att röra sig så länge värmekällan är närvarande.
Konvektionceller i atmosfären
Konvektionceller förekommer i jordens atmosfär på både små och stora skalor. En havsbris kan till exempel vara resultatet av en konvektionscell. Vatten håller värmen bättre än land. Det betyder att när solen stiger, värms luften på land snabbare än luften ovanför vattnet. Ett område med låg densitet bildas över marken. Luft med högre densitet från vattnet försöker ersätta den och skapar en havsbris. På natten händer samma sak, men i omvänd ordning. I större skala värms luften av högre temperaturer vid ekvatorn, stiger och sprider sig norr och söder mot polerna, där den kyls.
Andra konvektionsceller
Konvektionceller är ansvariga för att makaronerna stiger och sjunker i en kruka med kokande vatten. En av de krafter som bidrar till att lava bryter ut från en vulkan är konvektion. Konvektionceller finns till och med på solen.
