Por que ocorre a convecção?

A convecção ocorre em fluidos que são aquecidos. As moléculas de fluido quente podem subir, devido à sua densidade mais baixa, enquanto as moléculas mais frias afundam. Este movimento cíclico de moléculas quentes e frias, devido às diferenças de densidade, causa correntes de convecção, auxiliando na circulação de calor.

A repetição da subida do fluido quente e do afundamento do fluido frio, chamada de convecção, ocorre devido à diferença de densidades entre os fluidos quentes e frios.

Quando o calor é fornecido às moléculas de fluido, há um aumento em sua energia cinética. As moléculas mais próximas da fonte de calor começam a se mover mais rápido. As moléculas que se movem mais rápido começam a se espalhar, reduzindo assim a densidade do fluido quente. O fluido quente menos denso começa a subir para as áreas que têm moléculas de fluido mais frias.

As moléculas do fluido mais frio estão mais próximas umas das outras do que as moléculas do fluido quente. Portanto, um fluido frio tem uma densidade mais alta e afundará em um fluido quente menos denso. Conforme o fluido frio começa a afundar, ele atinge a fonte de calor de onde o fluido quente surgiu. As moléculas do fluido frio agora começam a aquecer e se espalhar antes de subir. As moléculas de fluido no topo esfriaram e começam a afundar devido ao aumento da densidade.