Konvektsioon

Kuigi näiteks õhk on halb soojusjuht, on olemas soojusülekande liik, mille abil saab vedeliku või gaasi sees soojus edasi kanduda. Selleks on konvektsioon. Konvektsiooninähtus seisneb selles, et vedeliku või gaasi kuumutamisel see paisub, selle tulemusena molekulidevahelised kaugused suurenevad ja see vedelik või gaas muutub kergemaks. Näiteks kui veega pott on pliidil, siis gaasipliidileek soojendab poti põhja ja see omakorda vee põhjakihti. Poti põhja lähedal olev veehulk muutub kergemaks kui ümbritsevad veehulgad ning sellele veehulgale mõjub vee sees üleslükkejõud, mille tulemusena soojenenud vesi liigub veepinnale. Poti põhja liiguvad asemele jahedamad veehulgad. Soojenenud vesi veepinnal jahtub ja vajub jälle poti põhja ning nii tekibki potis veeringlus.

Järgmistes animatsioonides tähistavad punased nooled soojade vedelike-ja õhuhulkade liikumise suunda, sinised nooled aga jahtunud vedelike- ja õhuhulkade liikumise suunda.

Konvektsioon toimub ka õhus, näiteks toa kütmisel tekib tuppa õhuringlus, mille tulemusena soojeneb toa õhk tervikuna ning ka toaseinad. Soojad õhuhulgad tõusevad lae alla, annavad oma soojuse laele ja seintele, selle tulemusena jahtuvad ning laskuvad põrandale. See nähtus väga oluline looduses tervikuna: soojad õhumassid liiguvad üles ja jahenenud õhumassid laskuvad maapinnale.



Konvektsioon ei saa esineda õhutühjas ruumis ning ka mitte tahkes kehas. Samuti peab konvektsiooni toimumiseks olema täidetud veel üks tingimus: on vaja Maa või mingi teise planeedi külgetõmbejõudu. Kaaluta olekus ei mõju vedelikule ega gaasile raskusjõud ja seepärast ei ole ka üleslükkejõudu.

Vaata järgmist videoklippi: vasakul on vee keemine Maa gravitatsiooniväljas, kus gravitatsioonikiirendus on 9,8 m/s2 ja paremal pool näidatakse vee keemist kosmoses, kus gravitatsioonikiirendus on nullilähedane. Milles on erinevus?

Vaata vastust

Tänu gravitatsioonile hakkavad vett kuumutades soojemad vedelikuhulgad liikuma anumas ülespoole ja külmemad vedelikuhulgad allapoole - see tagab vedeliku ühtlase soojenemise. Keemisel hakkab vedelik aurustuma ning auruga täidetud mullid liiguvad ülespoole, sest need on väiksema tihedusega võrreldes vee tihedusega. Kosmoses sellist liikumist ei toimu ning videoklipist on näha, kuidas vesi läheb keema vaid küttekeha läheduses, tekitades ühe suure mulli.

http://youtu.be/3GG9ApFyBms