対流は、 温度差（冷気と熱気）によって位置が変わる流体の塊の動きです。したがって、それは蒸気、気体、液体などの流体中でのみ発生し、固体や真空中では発生しません。真空中では輸送物質がないためです。
熱風は、分子がより激しく移動し、分子間の分離が大きくなり、体積が大きくなり、密度が低くなります。冷たい空気では、分子はあまり動かず、より凝集し、占有体積が小さくなり、密度が高くなります。
上記の推論から、熱気団は冷気団よりも密度が低いため、熱気団は冷気団よりも軽いと結論付けられます。この事実は、対流の位置の変化という現象をもたらします。 熱気団は 上昇する傾向があり、冷気塊は後者の重量が重くなるにつれて下降する傾向があります。一方の体からもう一方の体へのエネルギーの伝達はなく、位置の交換のみがあることに注意してください。
対流の例は日常生活でも見ることができます。沸騰した水は、容器の底にある熱い液体が上昇し、冷たい液体が下降し、さらに近くにある炎によって加熱されます。エアコンは常に部屋の上部に設置されているため、上部に残った冷たい空気は下降して部屋の残りの部分を冷却し、上昇した熱い空気は装置によって冷却されます。ヒーターも同様ですが、下部に設置されているため、軽い温風は上昇し、上部の冷気は装置によって加熱されて下降します。以下の図 1 を参照してください。
冷蔵庫でもその効果に気づきました。空気が通過できるように格子状に作られた棚が対流を促進していますが、それでも冷凍庫が上部にあり、冷たい空気が下降するにつれて下部の熱い空気が強制的に上昇することがわかります。
対流は 自然に 発生する場合もあれば、 強制的に 発生する場合もあります。
強制形式では、上記のエアコン、冷蔵庫、ヒーターの例のように、特にポンプ、ファンが使用されます。
ストーブの上のやかんから水中に生じる対流。イラスト: Fouad A. Saad / Shutterstock.com
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