Конвекция (от лат. convectiō «перенесение») вид теплопередачи, при котором внутренняя энергия передается струями и потоками. Это перенос теплоты в жидкостях, газах или сыпучих средах потоками вещества.

Свободная (естественная) К. возникает под действием архимедовых сил в поле силы тяжести, если имеют место неоднородности плотности в отдельных местах среды, которые возникают в результате наличия в жидкости или газе разницы температур или концентраций примеси. Примером свободной К. является движение воздуха в помещении при наличии отопительного прибора (радиатора или печи). При увеличении температуры плотность газов уменьшается и нагретый воздух всплывает наверх, а его место занимает более холодный воздух, опускающийся вниз в др. части помещения. В результате в помещении развивается вихревое движение воздуха. Свободная К. играет важную роль как в технике, так и в природе, она определяет вертикальные перемещения воздушных масс в атмосфере и водяных масс в морях и океанах.

Вынужденная К. вызывается внешним механическим воздействием на среду. Примерами вынужденной К. являются движение воздуха в помещении под действием вентилятора, течение жидкости в трубе под действием гидронасоса и др. При движении тела в покоящейся среде относительное движение среды в системе координат, связанной с телом, также представляет собой частный случай вынужденной К. Физические процессы, происходящие при вынужденной К., связанной с движением тел с большими скоростями в атмосфере, моделируются в аэродинамических трубах, где воспроизводится обтекание неподвижных моделей потоком воздуха.

Капиллярная К. возникает в объёмах жидкости со свободной поверхностью при существовании вдоль такой поверхности перепадов поверхностного натяжения. Наибольшей распространённой причиной появления таких перепадов является изменение температуры вдоль свободной поверхности (термокапиллярная К.), другая возможная причина - присутствие в жидкости поверхностно-активной примеси с изменяющейся концентрацией. Интенсивность капиллярной К. довольно мала. В обычных условиях она, как правило, не является существенной на фоне вынужденной или свободной. Однако в космической технике, в условиях свободного полёта за пределами атмосферы, когда интенсивность свободной К. становится весьма незначительной из-за невесомости, именно благодаря капиллярной К. в сосудах с жидкостью могут возникать слабые конвективные движения, которые (как и свободно конвективные движения, порождаемые микрогравитацией) существенно затрудняют практическую реализацию условий невесомости.

Конвекция в природе и технике: работа обычной батареи отопления; тяга в печи; отопление дома; образование облаков; образование ветра, бриза и муссонов; движение тектонических плит; процессы горообразования; процесс дымообразования из труб и кратеров вулканов; процесс охлаждения продуктов в холодильнике;

Особенности естественной конвекции : возникает в жидкостях и газах, невозможна в твердых телах и вакууме; само вещество переносится; нагревать вещества нужно снизу. В условиях невесомости естественная К. невозможна.

Теплый воздух имеет меньшую плотность и со стороны холодного воздуха на него действует сила Архимеда, направленная вертикально вверх.

А – жидкость нагревается и вследствие уменьшения ее плотности, движется вверх. В – нагретая жидкость поднимается вверх. С – на место поднявшейся жидкости приходит холодная, процесс повторяется.

В результате конвекции в атмосфере образуются ветры у моря - это дневные и ночные бризы.

Спасибо за внимание