Перенос тепла за счёт физического перемещения жидкости, часто приводящий к перемешиванию атмосферы.Конвекция — это перенос тепла за счёт перемещения самой среды — жидкости или газа. Когда жидкость нагревается снизу, она расширяется, становится менее плотной и поднимается вверх; более холодная и плотная жидкость опускается, занимая её место, и возникает циркуляционное кольцо. Этот процесс управляет погодой в атмосфере, океанскими течениями и тектоникой мантии, а также лежит в основе многих инженерных систем — от кипячения воды до охлаждения электроники.
Явление было описано графом Румфордом в 1797 году, но первые количественные эксперименты провёл Анри Бенар в 1900 году, а лорд Рэлей разработал теоретический критерий возникновения конвекции в 1916 году.
Движущая сила — выталкивающая сила: порция жидкости, более тёплая, чем окружающая среда, менее плотна и испытывает направленную вверх силу. Поднимаясь, она уносит с собой тепло, а более холодная жидкость притекает на её место. Так возникают конвекционные ячейки, размер и форма которых зависят от разности температур, свойств жидкости и геометрии. В турбулентной конвекции поток становится хаотичным, с закрученными вихрями, которые перемешивают тепло гораздо эффективнее, чем простая теплопроводность.
Конвекция определяет теплоперенос в ядерных реакторах, системах охлаждения компьютеров и моделях атмосферной циркуляции; она также объясняет, почему поднимаются воздушные шары с горячим воздухом.
На Солнце конвекция во внешних слоях переносит тепло от ядра к поверхности, создавая грануляцию, видимую на фотосфере.
