Isının Konveksiyon ile Yayılması

Sıvı ve gazların tanecikleri arasındaki katılara göre oldukça fazladır. Bundan dolayı sıvı ve gazlarda ısının iletimle yayılmasının oldukça yavaş gerçekleştiğini biliyoruz. Sıvı ve gazların bir başka özelliği de, taneciklerinin titreşim hareketlerinin yanı sıra öteleme hareketi de yapabilmesidir.

Katıların tanecikleri bulundukları yeri değiştirmeden sadece titreşim hareketi yaparken sıvı ve gazların tanecikleri titreşim hareketiyle birlikte öteleme hareketi de yaparak bulundukları yeri değiştirebilirler. Bu özellik sıvı ve gaz maddelerin içinde hareketli taneciklerin oluşturduğu madde akınları meydana getirir. Sıvı ve gazlarda ısı, sıcaklığı artan taneciklerin madde içindeki hareketi ile yayılır. Peki bu hareket gözlemlenebilir mi?

Ocak üzerine konulmuş bir çaydanlık suyu düşünelim. Çaydanlık alttan ısıtıldığı için alttaki taneciklerin sıcaklığı artar. Sıcaklığı artan suyun yoğunluğu azaldığı için yukarı doğru hareket eder.Bu taneciklerden boşalan yere yukarıdan soğuk tanecikler gelir. Onlar da ısı alarak sıcaklıkları arttığında yukarı doğru hareket eder. Böylece çaydanlık içinde sıcak ve soğuk taneciklerin sürekli yer değiştirmesine neden olan madde akımları oluşur. Isının bu şekilde yayılmasına konveksiyon yolu ile yayılma denir.

Konveksiyon yolu ile y ayılma gazlar da görülür. Sıcaklığı artan havanın yoğunluğu azalır. Yoğunluğu azalan hava yukarı doğru yükselir. Sıcak hava balonları bu şekilde havada yükselir. Balon içindeki hava ısıtıcı yoluyla ısıtıldığında balonun içindeki havanın yoğunluğu azalacağı için balon yukarı doğru hareket eder. Atmosferde de ısı benzer şekilde yayılır. Güneşin ışıma yoluyla ısı yaydığını biliyoruz.

Bu ışınlar cam gibi, atmosferi de ısıtmaz. Ancak güneş ışınları yeryüzünü ısıtır. Isınan yeryüzü aynı bir ocağın tenceredeki suyu ısıtması gibi atmosferi ısıtır. Sıcak olan yeryüzü üzerindeki hava taneciklerinin sıcaklığı artar. Sıcaklığı artan hava yoğunluğu azaldığı için yukarı doğru hareket eder. Bu taneciklerden boşalan yere yukarıdan soğuk tanecikler gelir. Böylelikle atmosferde ısı, konveksiyon yoluyla yayılır.

Isının konveksiyonla yayılması katılarda gerçekleşmez. Çünkü katıları oluşturan tanecikler bulundukları yeri değiştiremez. Konveksiyon yoluyla ısının yayılması sıvı ve gazlarda gerçekleşir.

Ocaktaki bir tencere suyun ısıtılması sırasında ısı ocaktan metal tencereye daha çok ışıma yoluyla aktarılır. Metal tencerenin kulpları ve diğer yerlerine ısı iletim yoluyla taşınır. Tencere içindeki su da ise ısı konveksiyon yoluyla dağılır. Yanan bir ateşin yanında elinizi tutarsanız eliniz ışıma yoluyla ısınır. Elinizi ateşin üzerine tutarsanız eliniz hem ışıma hem de konveksiyon yoluyla ısınır. Ateşin üzerine tutulan bir demir çubuk ta ısı iletim yoluyla ilerler.