Une cellule de convection est un système dans lequel un fluide est chauffé, perd sa densité et est forcé dans une région de plus grande densité. Le cycle se répète et un motif de formes de mouvement. Les cellules de convection dans l'atmosphère terrestre sont responsables du souffle du vent, et peuvent être trouvées dans une variété d'autres phénomènes naturels et artificiels.

La convection, avec la conduction et le rayonnement, est l'une des trois méthodes de transfert de chaleur. La convection a lieu par le mouvement réel de la matière. Cela signifie que la convection ne peut avoir lieu que dans les gaz, les liquides et le plasma, et non dans les matières solides. Un bon exemple de convection est dans un ballon à air chaud. Comme l'air du ballon est chauffé, les molécules qui le composent se répandent. Cela conduit à une augmentation du volume de l'air, ce qui conduit à une diminution de la densité. La matière dense se déplace dans la matière moins dense chaque fois qu'elle a une chance. L'air chaud dans le ballon est poussé vers le haut par l'air plus frais de l'atmosphère environnante, emportant le ballon.

Convection naturelle et forcée

La convection naturelle a lieu quand le mouvement est entièrement dû aux différences de densité entre matière chaude et froide. La convection forcée se produit lorsqu'une autre force, comme un ventilateur ou une pompe, contribue au mouvement.

Cellules de convection

Une source de chaleur est nécessaire à la formation d'une cellule de convection. Le fluide est réchauffé par la source de chaleur et est repoussé. Le fluide commence alors à perdre de la chaleur et refroidit inévitablement. Cette matière plus froide et plus dense est renvoyée vers la source de chaleur initiale par le flux de matière nouvellement chauffée. Un système de formes de mouvement, appelé une cellule de convection. Le fluide continuera à bouger aussi longtemps que la source de chaleur est présente.

Les cellules de convection dans l'atmosphère

Les cellules de convection se trouvent dans l'atmosphère terrestre à la fois sur de petites et grandes échelles. Une brise de mer, par exemple, peut être le résultat d'une cellule de convection. L'eau retient mieux la chaleur que la terre. Cela signifie que lorsque le soleil se lève, l'air sur la terre se réchauffe plus rapidement que l'air au-dessus de l'eau. Une zone à faible densité se forme sur la terre. L'air à haute densité de l'eau cherche à le remplacer, créant une brise océanique. La nuit, la même chose arrive, mais à l'envers. À plus grande échelle, l'air est réchauffé par des températures plus élevées à l'équateur, s'élève et se propage vers le nord et le sud vers les pôles où il est refroidi.

Les cellules à convection sont responsables de faire macaroni lever et couler dans une casserole d'eau bouillante. L'une des forces qui contribuent à la lave en éruption d'un volcan est la convection. Des cellules de convection peuvent même être trouvées sur le soleil.