Definición de Convección

Ángel Zamora Ramírez
Licenciado en Física

La convección es un mecanismo de transferencia de calor que se da en fluidos como los gases y los líquidos. Ocurre cuando existe una diferencia de temperatura entre dos sitios de un fluido y resulta, también, en el movimiento de este.

El fenómeno de convección lo podemos observar en muchos escenarios que nos rodean, desde calentar agua en una estufa hasta estudiar el movimiento de la atmósfera. La convección juega un papel fundamental en la regulación de la temperatura global, ya que permite la transferencia de calor en la atmósfera y a través de los océanos.

Ejemplo práctico para visualizar la convección

Para poder explicar y visualizar mejor cómo ocurre el fenómeno de convección vamos a analizar un caso sencillo y muy cotidiano: Un recipiente con agua sobre el fuego. Consideremos un recipiente metálico con cierta cantidad de agua en su interior y que es colocado sobre una fuente de fuego.

Justo cuando se coloca el recipiente con agua sobre el fuego, existirá un flujo de calor desde el fuego hasta la base del recipiente, lo cual resultará en un incremento en la temperatura de la base. Posteriormente, esta diferencia de temperatura entre la base del recipiente y el agua hará que también exista un flujo de calor desde la base del recipiente hasta la parte más baja del agua.

Cuando se comienza a transmitir calor hacia la parte más baja del agua, esta aumentará su temperatura y pasarán dos cosas. La temperatura de un cuerpo es una magnitud macroscópica que resulta de la energía cinética promedio de las moléculas que componen dicho cuerpo, es decir, la temperatura es una medida del movimiento a nivel molecular. Primero en este caso, cuando la temperatura del agua aumenta, la energía cinética promedio de las moléculas de agua también lo hará y estas comenzarán a moverse más rápido que aquellas que se encuentran en las capas más superiores del recipiente.

Además, el hecho de que las moléculas de agua se muevan más también hará que se encuentren más separadas las unas de las otras y que las fuerzas intermoleculares entre ellas también vayan disminuyendo de magnitud. El resultado a nivel macroscópico de esto es que la densidad de la parte más baja del agua sea menor con respecto a la densidad de las capas más superiores. Estas diferencias de temperatura y de densidad entre la parte más baja del agua y las capas más superiores harán que se de el fenómeno de convección.

Como la parte más baja tiene una mayor temperatura y una menor densidad, el agua de esta parte comenzará a subir. Sin embargo, el agua de las capas más superiores al tener una menor temperatura y una mayor densidad comenzará a moverse hacia el fondo del recipiente. Este movimiento que ocurre en el agua hará que exista una transferencia de calor desde el fondo del recipiente hasta las capas más superiores del agua.

Al agua de la parte superior que bajó hacia el fondo del recipiente le sucederá lo mismo que al agua que estaba antes en este lugar y este proceso se volverá a repetir. Este ciclo de transferencia de calor por medio del movimiento del agua se repetirá hasta que el agua entra en equilibrio térmico con el recipiente y el fuego, y también hasta que la temperatura en todos los sitios del agua es aproximadamente la misma.

Convección atmosférica

Cómo se mencionó al principio de este texto, la convección es de gran importancia, entre otras cosas, para regular la temperatura de nuestro planeta. La convección que se genera en la atmósfera terrestre da lugar a distintos patrones climáticos y a muchos de los fenómenos meteorológicos que conocemos.

La convección atmosférica ocurre por diferencias en la temperatura y la densidad entre las distintas capas de la atmósfera. Estas diferencias existen como resultado de la radiación solar, la distribución de agua a lo largo de nuestro planeta y la topografía de los distintos lugares de la Tierra.

Los fenómenos de convección en la atmósfera hacen que existan corrientes ascendentes y descendentes de aire. Estas corrientes participan en la formación de muchos fenómenos meteorológicos como las nubes, las tormentas, los tornados, los huracanes, los frentes fríos, etc. Todo esto regula la temperatura de nuestro planeta, sin embargo, el impacto de la actividad industrial humana en los últimos años ha provocado que todos estos procesos se alteren y está dando paso al cambio climático.

Convección oceánica

Otro tipo de convección que ocurre en nuestro planeta y que es fundamental para regular su temperatura son los fenómenos de convección oceánica. La convección en los océanos ocurre por diferencias en la temperatura, la salinidad y la densidad del agua de los océanos en distintas partes del mundo.

La convección oceánica influye en la distribución del calor en el agua de nuestro planeta y en la regulación de la temperatura en distintas partes del mundo. También es de gran importancia para la supervivencia de la fauna marina. Así mismo, la convección oceánica participa en la generación de los fenómenos de El Niño y La Niña que impactan en el clima de las regiones tropicales y ecuatoriales de nuestro planeta.

 
 
 
 
Por: Ángel Zamora Ramírez. Licenciado en Física egresado de la Universidad de Colima. Maestro en Ciencias en Ingeniería y Física Biomédicas egresado del CINVESTAV. Amante de la divulgación científica.

Trabajo publicado en: Nov., 2023.
Datos para citar en modelo APA: Zamora Ramírez, A. (noviembre, 2023). Definición de Convección. Significado.com. Desde https://significado.com/conveccion/
 

Referencias

David Halliday, Robert Resnick & Jearl Walker. (2011). Fundamentals of Physics. United States: John Wiley & Sons, Inc.

William Lowrie & Andreas Fichtner. (2007). Fundamentals of Geophysics. United Kingdom: Cambridge University Press.

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