Dlaczego występuje konwekcja?

Konwekcja występuje w podgrzewanych płynach. Ciepłe molekuły płynów mogą się podnosić, ze względu na ich niższą gęstość, podczas gdy chłodniejsze cząsteczki toną. Ten cykliczny ruch gorących i zimnych cząsteczek, z powodu różnic gęstości, powoduje prądy konwekcyjne, wspomagając cyrkulację ciepła.

Powtarzające się wznoszenie ciepłego płynu i tonięcie zimnego płynu, zwane konwekcją, występuje z powodu różnicy gęstości pomiędzy ciepłymi i zimnymi cieczami.

Gdy ciepło dostarczane jest cząsteczkom płynu, następuje wzrost ich energii kinetycznej. Cząsteczki najbliżej źródła ciepła zaczynają poruszać się szybciej. Szybciej poruszające się cząsteczki zaczynają się rozpraszać, zmniejszając w ten sposób gęstość ciepłego płynu. Mniej gęsty ciepły płyn zaczyna podnosić się do obszarów, które mają molekuły chłodniejszego płynu.

Mniejsze cząsteczki chłodziwa znajdują się bliżej siebie niż cząsteczki ciepłego płynu. Dlatego też zimny płyn ma większą gęstość i zanurza się w mniej gęstym ciepłym płynie. Gdy zimny płyn zaczyna opadać, dociera do źródła ciepła, z którego wzrósł ciepły płyn. Cząsteczki zimnego płynu zaczynają teraz rozgrzewać się i rozprzestrzeniać przed wzniesieniem. Cząsteczki płynu na górze ostygły i zaczynają opadać z powodu zwiększonej gęstości.