Konwekcja ciepła.doc

Konwekcja ciepła

              Powietrze w pokoju ogrzewa się od rozgrzanego pieca lub grzejnika kaloryfera. Najpierw ogrzewa się warstwa powietrza położonego blisko pieca lub grzejnika. Ogrzane powietrze rozszerza się, jego gęstość staje się mniejsza i unosi się ono do góry. Na jego miejsce wchodzi powietrze chłodne, które następnie także się ogrzewa i unosi do góry. Następuje krążenie (cyrkulacja) powietrza po pokoju; nosi ono nazwę prądów konwekcyjnych, a samo zjawisko powstawania prądów nosi nazwę konwekcji.
              Jeśli piec stoi przy ścianie naprzeciw okna to chłodne powietrze przesuwa się nad podłogą od okna do pieca, tam ogrzewa się i unosi do sufitu, a pod sufitem przesuwa się w stronę okna, tam ochładza się i opada ku dołowi. Temperatura w pokoju jest więc stale niższa nad podłogą, a wyższa pod sufitem, co jest niekorzystne.
W przypadku ogrzewania pomieszczeń kaloryferem ustawionym pod oknem, prąd powietrza ciepłego unoszącego się znad kaloryfera oddziela pokój od powietrza ochłodzonego przychodzącego od strony okien. W pokoju jest więc bardziej wyrównana temperatura, ale powietrze zawiera mniej pary wodnej (jest bardziej suche) i konieczne jest nawilżanie.
              Obecnie coraz szerzej stosuje się ogrzewanie podłogowe i następuje od dołu równomierne ogrzewanie całego pomieszczenia. Nie ma potrzeby ogrzewania powietrza pod oknem, bowiem nowe okna są szczelne i nie przewodzą ciepła.


W piwnicy albo niezbyt głębokiej kopalni latem temperatura jest zdecydowanie niższa, niż na powierzchni. Ciepłe powietrze nie może się przecież przemieszczać w dół, a zimne do góry. Nie ma więc konwekcji, a to głównie dzięki niej następuje wymiana ciepła w gazach. Brak ruchu powietrza powoduje, że w piwnicach i sztolniach utrzymuje się wilgoć.
Ciecz w naczyniu należy podgrzewać od spodu. Gdy podgrzewamy ją od spodu to następuje unoszenie cząsteczek ciepłej cieczy do góry i ogrzewa się cała objętość wody. Ogrzewanie górnej lub środkowej części naczynia spowoduje ogrzanie jedynie górnej części cieczy. W ciałach stałych konwekcja nie następuje, ponieważ cząsteczki nie poruszają się ruchem postępowym.
W gorących krajach ludzie noszą luźne, bawełniane stroje. Gorące powietrze nie dociera wówczas do ich ciał dzięki warstwie powietrza pomiędzy skórą a ubraniem, a prądy konwekcyjne pod ubraniem odprowadzają rozgrzane ciepłe powietrze na zewnątrz.


              Konwekcję ciepła spotykamy w przyrodzie. Nagrzana słońcem Ziemia jest bywa cieplejsza niż powietrze nad nią. Powietrze ogrzane przez Ziemię unosi się w górę, tworząc konwekcyjny prąd termiczny. Ptaki wykorzystują konwekcyjne prądy termiczne, krążąc w konwekcyjnym prądzie powietrza mogą się wznosić wyżej bez machania skrzydłami. W taki sam sposób korzystają z prądów konwekcyjnych piloci szybowców i lotni, aby zwiększyć wysokość lotu. Przykładem konwekcji są również prądy morskie. Przenoszą one ciepłe lub zimne masy wody i mają bardzo duży wpływ na klimat krain geograficznych.