Was ist mit Konvektion gemeint?

Konvektion ist der Transport von Wärme. Denk darüber so:

Materie wird sich in jedem Zustand ausdehnen. Ob fest, flüssig oder gasförmig. In Feststoffen ist die Expansion sehr gering, in Flüssigkeiten und Gasen jedoch nicht. Wenn nun ein Gas oder eine Flüssigkeit erhitzt wird, gewinnen seine Moleküle kintetische Energie und beginnen sich weiter voneinander zu entfernen, wodurch sie sich ausdehnen. Dies führt wiederum zu einer Verringerung der Dichte des erwärmten Gases / der Flüssigkeit. Wenn die Dichte verringert wird, neigt das Gas oder die Flüssigkeit dazu, nach oben zu schweben und die kühleren nach unten zu drücken. Bald darauf verliert das erhitzte Gas / die aufsteigende Flüssigkeit seine Wärmeenergie und kühlt sich schließlich ab, während die zuvor heruntergedrückte Flüssigkeit / Gas Wärme gewinnt und aufschwimmt. Dieser Zyklus wird Konvektion genannt.

Konvektion ist die Übertragung von Wärme durch Leitung und Flüssigkeitsbewegung.

Wenn keine Fluidbewegung vorhanden ist, gibt es nur eine Leitung.

Ein Fluidfilm oder eine feste Oberfläche überträgt Wärme auf die benachbarte Fluidschicht durch Leitung und das Fluid wird durch Auftriebseffekt oder durch äußere Einwirkung von einem Ort zum anderen bewegt, und die Fluidpartikel transportieren die Wärme mit sich und geben sie an andere Partikel ab.

Die Wärmeübertragung erfolgt zwischen zwei Medien mit unterschiedlicher Temperatur. Wenn Medium A heißer und Medium B kühler ist, tritt ein Wärmefluss von A nach B auf, wenn sie miteinander in Kontakt gebracht werden. Wenn sowohl A als auch B feste Medien sind, bleiben die Moleküle in Medium B stationär (vibrieren ohne Positionsänderung), wenn sie Wärme empfangen. Dies ist Wärmeleitung durch Wärmeleitung. Wenn das Medium B ein Fluid ist, bewirkt die Wärmeenergie des heißen Mediums A, dass sich die Moleküle des Fluids in B aus seiner Position verdrängen (bewegen). Dies wird als Konvektionswärmeübertragung bezeichnet. Je wärmer die Moleküle werden, variiert die Fluiddichte an diesem Ort des Wärmeflusses, was zu einer Fluidbewegung führt. Wenn dieses Phänomen alleine auftritt, wird es natürliche Konvektion genannt. Wenn die Flüssigkeit über das Medium A fließt, spricht man von erzwungener Konvektion.

Die Konvektion ist eine der Methoden der Wärmeübertragung und findet in Flüssigkeiten statt für Feststoffe statt. Es handelt sich um zwei Arten – natürliche Konvektion und erzwungene Konvektion. Dies ist die Bewegung von Molekülen in einem Fluid oder die Übertragung von innerer Energie in oder aus einem Objekt durch die physische Bewegung eines umgebenden Fluids, das die innere Energie zusammen mit seiner Masse überträgt. Siedendes Wasser ist ein Beispiel für Konvektion. In Festkörpern kann keine Konvektion stattfinden, da weder Massenstromflüsse noch eine signifikante Diffusion in Festkörpern stattfinden können.