§8. Конвекция
Конвекцией называют такой способ передачи тепла, при котором внутренняя энергия переносится потоками жидкостей или газов вместе с перемещением самого вещества.
Если нагревать жидкость снизу, то нижние слои становятся горячее, их плотность уменьшается, и они поднимаются вверх. Холодные, более плотные слои опускаются вниз, где тоже нагреваются. Возникает круговое движение вещества — конвекционные потоки, благодаря которым жидкость постепенно прогревается равномерно. Точно такие же процессы происходят и в газах: тёплый воздух поднимается, а холодный опускается.
В отличие от теплопроводности, при конвекции переносится не только энергия, но и само вещество. В твёрдых телах такая передача тепла невозможна, потому что частицы не способны перемещаться свободно, а лишь колеблются вокруг своих мест.
Конвекция имеет огромное значение в технике и повседневной жизни. Именно благодаря ей воздух в комнате нагревается от батарей: тёплый воздух поднимается вверх, охлаждается, опускается и снова нагревается, создавая непрерывное движение. Конвекционные потоки обеспечивают тягу в печах, каминах и котлах — приток воздуха поддерживает процесс горения.
Кроме естественной конвекции, существует и вынужденная — возникающая из-за внешнего воздействия: работы вентиляторов, насосов, мешалок, которые перемешивают жидкость или газ и ускоряют перенос тепла.
Таким образом, конвекция — основной способ передачи теплоты в жидкостях и газах, обеспечивающий их эффективный и равномерный нагрев.