Warum tritt Konvektion auf?

Konvektion tritt in Flüssigkeiten auf, die erhitzt werden. Warme Flüssigkeitsmoleküle können aufgrund ihrer geringeren Dichte aufsteigen, während die kühleren Moleküle sinken. Diese zyklische Bewegung von heißen und kalten Molekülen verursacht aufgrund von Dichteunterschieden Konvektionsströme, die die Wärmezirkulation unterstützen.

Die Wiederholung des Aufsteigens von warmer Flüssigkeit und des Absinkens von kalter Flüssigkeit, die als Konvektion bezeichnet wird, tritt aufgrund des Dichteunterschieds zwischen warmen und kalten Flüssigkeiten auf.

Wenn Flüssigkeitsmolekülen Wärme zugeführt wird, erhöht sich ihre kinetische Energie. Die Moleküle, die der Wärmequelle am nächsten sind, beginnen sich schneller zu bewegen. Die sich schneller bewegenden Moleküle beginnen sich auszubreiten, wodurch die Dichte der warmen Flüssigkeit verringert wird. Die weniger dichte warme Flüssigkeit beginnt zu den Bereichen mit kühleren Flüssigkeitsmolekülen aufzusteigen.

Die kühleren Flüssigkeitsmoleküle liegen näher beieinander als die warmen Flüssigkeitsmoleküle. Daher hat eine kalte Flüssigkeit eine höhere Dichte und sinkt in eine weniger dichte warme Flüssigkeit. Wenn die kalte Flüssigkeit zu sinken beginnt, erreicht sie die Wärmequelle, aus der die warme Flüssigkeit aufgestiegen ist. Die kalten Flüssigkeitsmoleküle beginnen sich nun zu erwärmen und verteilen sich, bevor sie aufsteigen. Die Flüssigkeitsmoleküle oben haben sich abgekühlt und beginnen aufgrund der erhöhten Dichte zu sinken.