Η ελεύθερη συναγωγή, επίσης γνωστή ως φυσική μεταφορά, είναι ένα φαινόμενο που συμβαίνει όταν ένα ρευστό ή αέριο κινείται ως αποτέλεσμα των αλλαγών πυκνότητας που συμβαίνουν στο εσωτερικό του, και όχι ως απόκριση σε μια εξωτερική πηγή κίνησης όπως ένας ανεμιστήρας ή ένας στρόβιλος. Η φυσική μεταφορά μπορεί να φανεί, αναπάντεχα, στη φύση, όπου παίζει ρόλο σε μια σειρά από διαφορετικές φυσικές διεργασίες, και μπορεί επίσης να παρατηρηθεί σε περιβάλλοντα που ελέγχονται από τον άνθρωπο, που κυμαίνονται από την κουζίνα μέχρι το εργαστήριο χημείας. Αυτό διαφέρει από την εξαναγκασμένη μεταφορά, στην οποία η κίνηση εξαναγκάζεται από την κίνηση μιας συσκευής όπως ένας ανεμιστήρας, όπως φαίνεται σε έναν φούρνο μεταφοράς.
Η φυσική μεταφορά συμβαίνει όταν τα υγρά γίνονται ασταθή. Μια περιοχή γίνεται θερμότερη από τις υπόλοιπες, χάνοντας πυκνότητα και αρχίζει να ανεβαίνει, δημιουργώντας ένα μικρό ρεύμα. Καθώς ανεβαίνει, η θερμότητα μεταφέρεται στο περιβάλλον ψυχρότερο υγρό. Εμφανίζονται ρεύματα και δίνες. Σε ένα απλό παράδειγμα φυσικής μεταφοράς, εάν κάποιος ρίξει ζεστό νερό βαμμένο με χρωστικές τροφίμων σε ένα διαφανές γυάλινο μπολ με άβαφτο κρύο νερό, θα είναι δυνατό να παρακολουθήσετε την κίνηση του βαμμένου νερού μέχρι να σταθεροποιηθεί το μείγμα και να σταματήσει η κίνηση.
Ο νόμος του Νεύτωνα για την ψύξη παίζει κρίσιμο ρόλο στην ελεύθερη μεταφορά. Σύμφωνα με τον Newton, ο ρυθμός μεταβολής της θερμοκρασίας μέσα σε ένα ρευστό μπορεί να θεωρηθεί ανάλογος με τη διαφορά μεταξύ του ρευστού και του περιβάλλοντος. Αυτό επηρεάζει την ελεύθερη μεταφορά, επειδή η αλλαγή της θερμοκρασίας δημιουργεί αστάθεια, η οποία οδηγεί σε ελεύθερη μεταφορά. Για παράδειγμα, τα καιρικά συστήματα επηρεάζονται σε μεγάλο βαθμό από την κίνηση του ζεστού και κρύου αέρα που επηρεάζονται από την ηλιακή ακτινοβολία, την επαφή με το κρύο νερό κ.λπ.
Η κυκλοφορία των ωκεανών του κόσμου είναι άμεση συνέπεια της ελεύθερης μεταφοράς. Καθώς το νερό κινείται προς τους πόλους, ψύχεται και γίνεται πιο πυκνό, βυθίζοντας προς τον πυθμένα. Εν τω μεταξύ, το νερό που κινείται προς τον ισημερινό θερμαίνεται και γίνεται ελαφρύτερο, ανεβαίνοντας στην επιφάνεια. Αυτό δημιουργεί μια σειρά από πολύπλοκα ρεύματα σε όλο τον ωκεανό τα οποία δημιουργούν συνεχή κυκλοφορία, διατηρώντας το νερό στον ωκεανό σε συνεχή κίνηση.
Η θεωρία της μεταφοράς εξηγεί επίσης άλλες φυσικές διεργασίες, όπως η κίνηση των ρευστών κάτω από τον φλοιό της Γης. Η μετατόπιση των υγρών κάτω από τα πόδια μας παίζει ρόλο σε μια σειρά από φυσικές διεργασίες, με αυτά τα υγρά να κινούνται συνεχώς ως αποτέλεσμα των αλλαγών θερμοκρασίας μέσα στη Γη. Τα ρεύματα μεταφοράς μπορούν επίσης να τέμνονται μεταξύ τους, όπως φαίνεται στην αλληλεπίδραση μεταξύ του ωκεανού και των καιρικών συστημάτων πάνω και κοντά στον ωκεανό, τα οποία επηρεάζονται από τις αλλαγές θερμοκρασίας που προκαλούνται από την κίνηση των ωκεάνιων ρευμάτων.