La convection est en gros le mouvement de n’importe quelle molécule à travers n’importe quel état fluide, y compris les liquides et les gaz. C’est la principale forme de transfert de chaleur et de masse sur Terre, et peut être trouvée dans de nombreux systèmes à travers le monde. Beaucoup de gens le connaissent pour chauffer leur nourriture ou leurs maisons, et il joue également un rôle central dans la création des conditions météorologiques sur la planète.
Il existe deux principaux types de convection : forcée et naturelle. La convection forcée se produit lorsque le milieu transférant la chaleur se déplace de lui-même, comme lorsque l’air est poussé par un ventilateur. Dans ce cas, la chaleur est dissipée par le mouvement de l’air du fluide, mais elle n’est pas réellement à l’origine du mouvement. Parfois, la convection forcée sera également appelée advection de chaleur.
La convection naturelle se produit lorsque le milieu transférant la chaleur est inspiré pour se déplacer par la chaleur elle-même. Cela se produit à la fois parce que le milieu se dilate à mesure qu’il se réchauffe, comme dans le cas des gaz, et aussi parce que la flottabilité fait monter le fluide plus chaud. Cette forme est aussi parfois appelée convection libre. Les deux types, forcé et naturel, se produisent souvent en même temps, où la chaleur fait bouger quelque peu le fluide, mais il se déplace également à cause d’une autre force. Dans ce cas, on parle de convection mixte.
La convection forcée peut être observée dans de nombreux endroits du monde, à la fois dans les objets fabriqués par l’homme et dans le monde naturel. Par exemple, un four à convection force l’air chauffé à circuler dans le four à l’aide d’un ventilateur. Bien que l’air puisse se déplacer un peu par lui-même, la force permet un déboursement uniforme de la chaleur. Dans le corps humain, le système circulatoire est un autre excellent exemple de convection forcée. Le sang, parmi ses nombreuses autres utilisations, agit à la fois comme agent de chauffage et d’agent de refroidissement pour le corps, et est forcé à travers le système circulatoire.
La convection naturelle peut être vue plus facilement en plaçant quelque chose au-dessus d’une source de chaleur non ventilée, comme un radiateur. Lorsque l’air directement au-dessus du radiateur est chauffé, il monte car il est plus flottant que l’air froid qui l’entoure. Si vous placez un morceau de papier de soie au-dessus du radiateur, vous verrez qu’il est porté vers le haut par le mouvement naturel de l’air. De même, dans un liquide, vous pouvez voir le même effet au travail en chauffant un liquide coloré et en le plaçant dans un liquide plus froid de couleur différente. Le liquide chaud va monter.
La convection joue un rôle central dans la création des courants océaniques et contribue ainsi à réguler les conditions météorologiques dans le monde grâce à un système de convection massif. Les courants d’eau chaude, chauffés par le soleil, se dirigent de l’équateur vers les pôles, et au fur et à mesure qu’ils voyagent, ils se refroidissent régulièrement, les aidant à couler. Une fois là-bas, ils remontent et recommencent à se déplacer, formant une énorme bande transporteuse qui, dans certains cas, peut prendre jusqu’à 1,600 XNUMX ans pour terminer son voyage.