什么是自然对流(Natural Convection)？

自然对流是一种热传递类型，在这种情况下，非人类的力量会影响液体（如气体和液体）的冷却和加热。热传递产生一种称为对流的循环，在这种循环中，热流体被较冷的流体所取代。所有的流体和物质都是由称为原子的微小构件构成的，这些分子的运动导致流体的上升或下降。洋流是由自然对流产生的。自然对流有助于解释地球上许多自然系统，与强制对流相反，强制对流的原理相同，但其热源是由人工装置产生的，例如空气或水风扇，可以加速传热循环。强制对流和自然对流都可以用于特定的目的，如家庭供暖或市政供水。用冰块冷却饮料被认为是自然对流。当受到太阳或地下热源等热源的作用时，液体通常会上升。例如，当太阳使地球表面变暖时，地面上的空气几乎总是比天空中较高的空气更热。热使分子之间的空间膨胀，使空气变轻，并使其升到地面以上。当空气上升到离地面较远的地方时，分子就会冷却和压缩。这种较冷和较重的空气被重力拉下来，在那里加热再次上升并重新开始循环。海流也是由于自然对流，加上风和盐水密度的变化而产生的。寒风通过水面时，会使分子压缩并下沉到海底当海水向赤道靠近时，它会升温并再次上升。这就产生了巨大的洋流，这些洋流沿着大陆海岸流动，并影响周围陆地地区的天气。通常，自然对流的一个重要组成部分是牛顿冷却定律。这一科学定律指出，一种物质失去热量的速度与作用于它的物体的温度直接相关。换句话说，物体越冷，液体失去的热量就越多。这个定律的一个例子就是在饮料中加入冰块的效果——一个冰块只带走一小部分热量，但一把会使饮料冷却得更快。牛顿的冷却定律在自然对流中起作用。