Fenomena konveksi contohnya sangat sering ditemui dalam kehidupan sehari-hari, misalnya dalam aktivasi kipas untuk memfasilitasi pembuangan panas selama udara panas tengah; dalam mengaduk makanan atau minuman panas, di mana kadang-kadang ditiup untuk mempercepat pendinginan; di radiator mobil, di mana air dialirkan mencegah mesin terlalu panas.
Pengertian
Konveksi adalah, bersama dengan Konduksi dan Radiasi, salah satu mekanisme perpindahan kalor. Konveksi merupakan cara transfer energi antara permukaan padat dan cairan atau gas yang berdekatan dalam bentuk gerakan fluida.
Semakin cepat pergerakan suatu fluida, semakin besar perpindahan kalor secara konveksi. Dengan tidak adanya pergerakan fluida masif, perpindahan panas antara permukaan padat dan fluida yang berdekatan adalah dengan konduksi murni.
Untuk lebih memahami konsep konveksi, orang dapat mempertimbangkan mendinginkan blok panas dengan menghembuskan udara dingin ke permukaannya yang terbuka. Energi ini akan membawa panas dari permukaan, secara konveksi; yaitu, dengan efek gabungan konduksi di udara, yang disebabkan oleh pergerakan acak molekul udara, dan gerakan masif atau makroskopis udara yang menghilangkan udara panas di dekat permukaan dan menggantinya dengan yang lebih dingin.
Apa itu Konveksi paksa dan alami
Konveksi disebut konveksi paksa jika fluida dipaksa mengalir di permukaan dengan cara eksternal contohnya seperti kipas, pompa, atau angin. Sebaliknya, dikatakan Konveksi Alami (atau Bebas) jika pergerakan fluida disebabkan oleh gaya dorong yang disebabkan oleh perbedaan densitas karena variasi suhu dalam fluida tersebut.
Proses perpindahan kalor yang melibatkan perubahan fasa suatu fluida juga dianggap sebagai contoh konveksi karena pergerakan fluida yang diinduksi selama proses tersebut, seperti naiknya gelembung uap selama pendidihan atau tetesan tetesan cairan, selama kondensasi.
Apa itu arus konveksi?
Arus konveksi dihasilkan oleh perbedaan densitas fluida yang terjadi akibat gradien suhu. Aktivitas yang dihasilkan dari penggantian terus menerus dari fluida panas di area sumber panas oleh fluida pendingin terdekat yang ada sekarang disebut arus konveksi alami.
Dalam konveksi alami, panas dan materi dikatakan dipindahkan dari satu lokasi ke lokasi lain. Arus konveksi dihubungkan dengan konveksi alami di mana gerakan fluida terjadi secara alami seperti gaya apung.
Arus konveksi tidak dapat terjadi dalam padatan karena partikel-partikel di dalam padatan tidak dapat mengalir dengan mudah.
Contoh arus konveksi:
Kulkas:
Dalam hal kulkas, unit freezer ada di atasnya. Alasan utama adalah udara hangat yang ada di dalam lemari es akan naik ke atas dan udara dingin di titik freezer akan bergerak ke bawah dan itu akan menjaga bagian bawah lemari es dalam kondisi hangat.
Badai Petir:
Badai petir dapat menjadi contoh terbaik dari arus konveksi. Air hangat di udara naik ke atas dan berubah menjadi tetesan air jenuh yang membentuk awan. Dalam proses ini, awan yang lebih kecil bertemu satu sama lain dan karenanya awan yang lebih besar terbentuk. Awan badai atau awan cumulonimbus terbentuk untuk mencapai tahap pertumbuhan akhir.
Minuman Mengepul:
Minuman mengepul adalah contoh sederhana untuk konveksi. Biasanya uap keluar dari secangkir kopi atau teh panas. Udara hangat yang ada di dalam uap naik ke atas yang disebabkan oleh panas fluida.
Api unggun:
Alasan lebih panas di atas api unggun daripada panas di sebelahnya adalah karena arus konveksi. Jika Anda meletakkan tangan di depan api unggun (tentu saja, pada jarak yang aman), Anda dapat merasakan panas yang disebabkan oleh adanya beberapa arus konveksi yang naik ke atas, ke arah Anda.
Konveksi di Lautan:
Di lautan, konveksi menggerakkan arus laut seperti arus teluk dan arus lainnya yang membalik dan mencampur air. Dari garis lintang yang lebih tinggi, air kutub dingin ditarik ke bawah dan tenggelam ke dasar lautan. Ia ditarik ke bawah ke garis khatulistiwa ketika cahaya dan air hangat naik ke atas ke permukaan laut. Untuk mengganti air dingin yang ditarik ke arah selatan, air hangat ditarik ke utara. Nutrisi dan panas yang larut didistribusikan di seluruh dunia karena proses ini.
Konveksi di Udara:
Sirkulasi udara di atmosfer bumi didorong oleh konveksi. Dekat khatulistiwa bumi, matahari memanaskan udara yang menjadi kurang padat dan naik ke atas. Itu mendingin saat naik dan menjadi kurang padat dari udara yang ada di sekitarnya, menyebar dan turun lagi ke arah khatulistiwa. Sel-sel yang terus bergerak dari udara dingin dan hangat dikenal sebagai Sel Hadley. Ini menggerakkan sirkulasi udara secara terus menerus di permukaan bumi yang kita sebut angin. Arus konveksi atmosfer juga menjadi alasan awan naik.
Konveksi di Bumi:
Ada kepercayaan di antara para ahli Geologi bahwa batu yang meleleh jauh di dalam bumi diedarkan oleh arus konveksi. Berada dalam keadaan semi-cair, batu itu harus berperilaku seperti cairan lain, naik dari bagian bawah mantel setelah menjadi lebih panas dan kurang padat dari panas inti bumi. Batuan menjadi relatif lebih padat dan lebih dingin, tenggelam kembali ke inti saat kehilangan panas ke kerak bumi. Sel-sel yang terus-menerus beredar dari batuan cair dingin dan panas dianggap membantu memanaskan permukaan. Juga, beberapa ahli Geologi percaya bahwa arus konveksi di dalam bumi adalah penyebab utama gempa bumi, letusan gunung berapi, dan pergeseran benua.