Τι είναι η Φυσική Συναγωγή;

Η φυσική συναγωγή είναι ένας τύπος μεταφοράς θερμότητας όπου οι μη ανθρώπινες δυνάμεις επηρεάζουν την ψύξη και τη θέρμανση ρευστών, όπως τα αέρια και τα υγρά. Η μεταφορά θερμότητας δημιουργεί έναν κύκλο που ονομάζεται ρεύμα μεταφοράς όπου ένα θερμό ρευστό αντικαθίσταται από ένα πιο ψυχρό. Όλα τα ρευστά και η ύλη αποτελούνται από μικροσκοπικά δομικά στοιχεία που ονομάζονται άτομα, τα οποία ομαδοποιούνται σε μόρια. Η κίνηση αυτών των μορίων είναι αυτή που προκαλεί την άνοδο ή την πτώση των υγρών.

Η φυσική μεταφορά βοηθά στην εξήγηση πολλών από τα φυσικά συστήματα της Γης, όπως τα ωκεάνια ρεύματα και τα ατμοσφαιρικά στρώματα. Είναι σε αντίθεση με την εξαναγκασμένη μεταφορά, η οποία λειτουργεί με την ίδια αρχή, αλλά διαθέτει μια πηγή θερμότητας που δημιουργείται από ανθρωπογενείς συσκευές, όπως ανεμιστήρες αέρα ή νερού που επιταχύνουν τον κύκλο μεταφοράς θερμότητας. Τόσο η εξαναγκασμένη όσο και η φυσική μεταφορά μπορούν να χρησιμοποιηθούν για συγκεκριμένους σκοπούς, όπως θέρμανση κατοικιών ή δημοτική παροχή νερού.

Όταν επενεργείται από μια πηγή θερμότητας, όπως ο ήλιος ή η υπόγεια θερμότητα, τα υγρά συχνά αναδύονται. Για παράδειγμα, όταν ο ήλιος θερμαίνει την επιφάνεια της Γης, ο αέρας στο έδαφος είναι σχεδόν πάντα θερμότερος από τον αέρα ψηλότερα στον ουρανό. Η θερμότητα διευρύνει τα κενά μεταξύ των μορίων, κάνοντας τον αέρα ελαφρύτερο και ανυψώνοντάς τον πάνω από την επιφάνεια. Καθώς ο αέρας ανεβαίνει πιο μακριά από το θερμό έδαφος, τα μόρια ψύχονται και συμπιέζονται. Αυτός ο ψυχρότερος και βαρύτερος αέρας στη συνέχεια έλκεται προς τα κάτω από τη βαρύτητα, όπου θερμαίνεται ξανά και ξεκινά εκ νέου τον κύκλο.

Τα ωκεάνια ρεύματα δημιουργούνται επίσης λόγω της φυσικής μεταφοράς, σε συνδυασμό με τις αλλαγές στον άνεμο και την πυκνότητα του αλμυρού νερού. Οι ψυχροί άνεμοι που περνούν πάνω από την επιφάνεια του νερού προκαλούν τα μόρια να συμπιέζονται και να βυθίζονται προς τον πυθμένα του ωκεανού. Καθώς το νερό πλησιάζει τον ισημερινό, θερμαίνεται και ανεβαίνει ξανά. Αυτό δημιουργεί τεράστια ωκεάνια ρεύματα που ρέουν κατά μήκος των ηπειρωτικών ακτών και επηρεάζουν τον καιρό στις γύρω χερσαίες περιοχές.

Συνήθως, ένα σημαντικό συστατικό στη φυσική συναγωγή είναι ο Νόμος του Νεύτωνα για την Ψύξη. Αυτός ο επιστημονικός νόμος δηλώνει ότι ο ρυθμός με τον οποίο μια ουσία χάνει θερμότητα σχετίζεται άμεσα με τη θερμοκρασία του αντικειμένου που ενεργεί πάνω της. Με άλλα λόγια, όσο πιο κρύο είναι το αντικείμενο, τόσο περισσότερη θερμότητα θα χάσει το υγρό. Ένα παράδειγμα αυτού του νόμου σε δράση είναι το αποτέλεσμα της προσθήκης παγοκύβων σε ένα ποτό — ένας κύβος θα αφαιρέσει μόνο ένα μικρό μέρος της θερμότητας, αλλά μια χούφτα θα παγώσει το ποτό πολύ πιο γρήγορα.