Bringen Sie einen Topf Wasser zum Kochen und beobachten Sie die Bewegung. Das Wasser am Boden erhitzt sich, dehnt sich aus, wird weniger dicht und steigt auf. Kälteres Wasser oben sinkt ab und nimmt seinen Platz ein. Diese Zirkulation nennt man Konvektion, die Wärmeübertragung durch die Bewegung eines Fluids. Sie findet in Flüssigkeiten und Gasen statt, wo sich die Teilchen frei bewegen können. In Feststoffen, wo die Teilchen an ihrem Platz fixiert sind, findet sie nicht statt.

Konvektion ist die treibende Kraft vieler Naturphänomene. Sie erzeugt Wind, indem warme Luft über Land aufsteigt und kühle Luft vom Meer herüberströmt. Sie treibt Meeresströmungen an, indem warmes Wasser in Äquatornähe aufsteigt und kühles Wasser in Polnähe absinkt. Sie ist die Energiequelle für Wettersysteme, da warme, feuchte Luft aufsteigt und Wolken bildet. Im Erdmantel bewegen Konvektionsströme tektonische Platten über Millionen von Jahren. In der Sonne transportieren Konvektionszellen Energie aus dem Inneren an die Oberfläche. Konvektion wird in Diskussionen über Wärmetransport oft zusammen mit Wärmeleitung und Wärmestrahlung genannt, ist aber die einzige, die ein bewegtes Fluid erfordert.

Konvektionsbeispiele

• Kochendes Wasser. Heißes Wasser steigt auf, kaltes Wasser sinkt ab.
• Seebrise. Warme Luft über dem Land steigt auf, kühle Luft vom Meer strömt nach.
• Meeresströmungen. Warmes Wasser steigt auf, kaltes Wasser sinkt ab und treibt so die Zirkulation an.
• Mantelkonvektion. Langsame Strömungen bewegen tektonische Platten.

Konvektion ist nicht dasselbe wie Wärmeleitung. Wärmeleitung überträgt Wärme durch Kontakt. Konvektion überträgt Wärme durch die Bewegung eines Fluids.