Передача тепла в газах (конвекція)
З процесами передачі теплової енергії людина стикається багато разів щодня: під час приготування їжі, нагрівання або охолодження води, повітря та ін. Як і чому тепло передається від одного тіла до іншого. У газах та рідинах теплова енергія передається в результаті конвекції.
Що таке тепло з точку зору фізики
Всі фізичні тіла в нашому світі складаються з молекул і атомів, які знаходяться в постійному русі – чим швидше коливаються молекули, тим вища температура тіла (можна сказати і по-іншому – чим вища температура тіла, тим інтенсивніше рухаються його молекули). Щільність газу і рідких середовищ набагато менша за щільність твердих тіл – тому відстань між сусідніми молекулами в газах і рідинах у багато разів більша, ніж у твердих тілах. Під час нагрівання газу чи рідини, молекули починають рухатися швидше, це ще більшою мірою знижує щільність середовища – чим вища температура газу (рідини), тим він (вона) менш щільна, отже, легша. Саме з цієї причини тепла вода і повітря піднімаються вгору, а на їх місце опускаються холодніші маси, які по мірі нагріву також спрямовуються вгору, звільняючи місце для чергової порції холодних мас. Цей процес називається конвекцією.
Конвекція
Процес конвекції наочно можна простежити під час нагрівання каструлі з водою, якщо кинути в неї, наприклад, дрібну вермішель, яка разом із нагрітими потоками води підніматиметься вгору, а потім, з холодною водою – знову опускатиметься на дно.
Процеси конвекції досить широко використовуються в промисловості, наприклад, в металургії є конвекційні печі, в яких плавлення сталі здійснюється за допомогою конвекції. У побуті конвекційною піччю є електрична чи газова духовка, у якій продукти нагріваються з допомогою циркуляції гарячих повітряних потоків. А ось, у мікрохвильовій печі принцип нагрівання інший, він заснований на терті молекул одна об одну.