什么是自由对流？(free convection?)
自由对流，也被称为自然对流，是一种发生在流体或气体由于其内部发生的密度变化而移动的现象，而不是对外部运动源（如风扇或涡轮）的反应。不出所料，自然对流可以在自然界中看到，它在许多不同的自然过程中发挥着作用，它也可以在人类控制的环境中看到，从厨房到化学实验室。这与强制对流不同，在强制对流中，运动是通过风扇等设备的运动来进行的，如在对流炉中看到的那样。
自然对流发生在流体变得不稳定的时候。一个区域变得比其他区域更热，失去了密度，它开始上升，形成一个小电流。随着它的上升，热量被转移到周围较冷的流体。海流和涡流出现了。在自然对流的一个简单例子中，如果将染有食物色素的热水滴入一个未染冷水的透明玻璃碗中，就可以追踪到染水的运动，直到混合物稳定下来，运动停止。
牛顿冷却定律在自由对流中起着关键作用。根据牛顿的说法，流体内温度的变化率可以被视为与流体和周围环境的差异成正比。这影响了自由对流，因为不断变化的温度会产生不稳定性，从而导致自由对流。例如，天气系统在很大程度上受到冷热空气运动的影响，这些空气受到太阳辐射、与冷水接触等的影响。
世界海洋的循环是自由对流的直接结果。当水向两极移动时，它变冷并变得更稠密，向底部沉降。同时，向赤道移动的水变暖，变得更轻，上升到表面。这在整个海洋中形成了一系列复杂的洋流，产生了持续的循环，使海洋中的水不断运动。
对流理论也解释了其他自然过程，如地壳下的液体运动。我们脚下的液体移动在一些自然过程中发挥了作用，这些液体由于地球内部的温度变化而不断移动。对流也可以相互交错，从海洋和海洋上空及附近的天气系统之间的互动中可以看出，这些天气系统受到洋流运动引起的温度变化的影响。
- 发表于 2022-02-09 20:02
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- 分类：科学
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