第三節 熱對流
密度引起的流體運動

我們知道,在液體中,如果一個物體的密度小於液體的密度,它便會上升,反之則會下沉。液體本身亦會如此,如果液體中的某部分液體的密度小於其周圍液體的密度,這部分液體便會上升。

氣體中也會發生同樣的現象,密度較小的氣體會上升。如熱氣球就是通過加熱氣球內的空氣,使其膨脹而密度減少,熱氣球便能在空氣中上升。

當熱氣球中的空氣被加熱,密度變得比球外空氣的密度少,熱氣球便會上升。
熱對流

加熱氣體時,高溫的氣體會膨脹而上升,周圍較冷的氣體則會下降來填補上升氣體的位置,形成了氣體的流動。而高溫氣體的流動便會攜帶著能量,沿途散播。這種通過分子集體運動而形成的熱轉移,稱為熱對流

熱對流與熱傳導的分別在於,熱傳導中分子沒有集體的運動,分子位置相對固定,能量只在分子間傳遞,逐步擴散。而熱對流表現為高能量分子的集體運動。

氣體和液體的熱傳導能力不強,所以在氣體和液體中,熱主要通過對流的方式傳播。

一盒子上開有兩個煙囪,其中一個煙囪下放有點燃的蠟燭。通過煙霧的流動可見,燭火上方的空氣被加熱後上升,另一處煙囪則會流入較冷的空氣以填補盒中的空氣。
對流中熱轉移模擬的圖像。暖色顯示溫度較高的區域。白色粒子模擬煙霧的運動。可見熱不是像熱傳導那樣逐漸擴散,而是隨著氣體的流動而轉移。
上一節
返回