Mikä on lämpökonvektio?

Lämpökonvektio on prosessi, jolla lämpö siirretään lämmitettävän esineen kautta. Tämä näkyy yleisimmin nesteissä ja kaasuissa, ja se voidaan helposti osoittaa käyttämällä ilmaa esimerkkinä. Se on yksi tärkeimmistä tavoista, joilla lämpö liikkuu, ja johtuminen ja säteily ovat myös yleisiä tapoja siirtää lämpöä.
Tieteellisesti ottaen kylmyys ei ole mitattavissa; lämpöä on yksinkertaisesti enemmän tai vähemmän. Siksi lämpökonvektio ei ole vain kuumien esineiden liikkumista. Kyse on tavasta, jolla lämpötila pyrkii hillitsemään itseään joko ympäristöönsä tai kohteisiin, jotka aiheuttavat sen kuumenemisen. Lämpimien ja viileämpien kaasujen ja nesteiden liike aiheuttaa suunnittelun mukaan yleistä maltillisuutta, vaikka täydellistä tasapainoa ei ehkä koskaan saavuteta.

Lämpökonvektion periaate voidaan helposti nähdä avaamalla ovi lämmitetylle uunille. Kun luukku avataan, kuuma ilma nousee heti uunista ylöspäin. Jos uunin pohjalle asetettaisiin pieni lippu, lippu heiluttaisi uunin suuntaan viileän ilman täyttyessä kuuman ilman noustessa. Kun tätä viileämpää ilmaa lämmitetään, se myös nousee.

Nouseva ilma syrjäyttää sen yläpuolella olevan viileämmän ilman, pakottaen sen usein sivulle ja lopulta alaspäin. Tämä ilma pysyy tällä alemmalla tasolla, kunnes se lämmitetään uudelleen, ja alkaa nousta uudelleen. Tämä lämpövirtausprosessi toistuu, kunnes lämmönlähde on neutraloitu ja koko alueen lämpötila on tasainen. Jos näin ei tapahdu, prosessi jatkuu loputtomiin.

Prosessi näkyy myös vedessä, eikä siitä aina ole apua. Jos esimerkiksi järven pinta jäähtyy nopeasti, sen alla oleva, lämpimämpi vesi työntyy ylös. Tämän nousun myötä voi tulla kuolleita aineita, kuten leviä, jotka olivat hitaasti hajoaneet järven pohjassa. Hajoava aine altistuu ilmalle ja auringonvalolle ja lisää sen hajoamisnopeutta, ja se voi nälkää happea järvestä. Näin ollen tässä esimerkissä lämpökonvektio aiheuttaa epäsuorasti suurta haittaa elävälle ekosysteemille.

Edellisestä esimerkistä huolimatta lämpökonvektiota pidetään yleensä hyödyllisenä ilmiönä. Useimmat uunit ja uunit toimivat lämpökonvektioon liittyvillä periaatteilla, mikä tekee useimpien ihmisten elämästä mukavampaa. Myös ekosysteemin lämpötilan maltillisuus on usein erittäin hyödyllistä järjestelmässä eläville elämänmuodoille. Se on myös yksi tärkeimmistä säävoimista.