همرفت
بخاریِ اتاق در گوشه‌ای کنارِ دیوار است. اما چند دقیقه بعد از روشن شدنش، سقف و آن طرفِ اتاق هم گرم می‌شوند. هوا که نارسانای گرماست؛ پس گرما چطور به آن سرِ اتاق رسید؟
جریانی که گرما را می‌برد
قابلمه‌ای آب را روی شعله بگذارید و چند خرده‌ی چای یا خاکِ اره در آن بریزید. کمی بعد می‌بینید که خرده‌ها از وسطِ قابلمه، بالای شعله، بالا می‌آیند، در سطحِ آب به کناره‌ها می‌روند و از کناره‌ها پایین می‌روند. آب در قابلمه می‌چرخد.
چه اتفاقی می‌افتد؟ آبی که نزدیکِ تهِ داغِ قابلمه است، گرم می‌شود. ذره‌هایش تندتر حرکت می‌کنند و از هم فاصله می‌گیرند؛ یعنی آب منبسط می‌شود و همان مقدار آب جای بیشتری می‌گیرد. پس چگالی‌اش کم‌تر می‌شود و مثلِ چوب پنبه روی آبِ سردترِ اطراف بالا رانده می‌شود. آبِ سردتر که سنگین‌تر است، پایین می‌رود و جایش را می‌گیرد، و حالا خودش گرم می‌شود. این چرخش جریانِ همرفتی نام دارد.
در همرفت، خودِ ماده، یعنی آب یا هوای گرم، جابه‌جا می‌شود و گرما را با خودش می‌برد. همرفت فقط در مایع‌ها و گازها رخ می‌دهد، چون در جامد ذره‌ها نمی‌توانند این‌طور جابه‌جا شوند.
همرفت در هوا
هوای کنارِ بخاری گرم می‌شود، سبک‌تر می‌شود و به طرفِ سقف بالا می‌رود. زیرِ سقف به آن طرفِ اتاق می‌رود، کم‌کم سرد می‌شود و پایین می‌آید. هوای سردِ کفِ اتاق به طرفِ بخاری کشیده می‌شود تا گرم شود. به این ترتیب کلِ هوای اتاق می‌چرخد و گرم می‌شود. برای همین است که بخاری یا شوفاژ را پایینِ اتاق و زیرِ پنجره می‌گذارند، نه نزدیکِ سقف.
نسیمِ ساحل
کنارِ دریای خزر، در یک روزِ آفتابی، خشکی زودتر از آبِ دریا گرم می‌شود. هوای روی خشکی گرم می‌شود و بالا می‌رود و هوای خنک‌ترِ روی دریا جایش را می‌گیرد. پس در روز نسیمی از دریا به خشکی می‌وزد. شب، خشکی زودتر سرد می‌شود و جهتِ نسیم برعکس می‌شود. بادهای بزرگِ زمین هم در اصل جریان‌های همرفتیِ عظیمی‌اند.
در خانه امتحان کنید
- با کمکِ یک بزرگ‌تر، یک ظرفِ شیشه‌ایِ نسوزِ پر از آب را روی شعله‌ی کم بگذارید.
- چند خرده‌ی برگِ چای را آرام کنارِ ظرف در آب بریزید.
- حرکتِ خرده‌ها را تماشا کنید و مسیرشان را روی کاغذ با پیکان بکشید.
واژه‌های این درس
- همرفت - جابه‌جا شدنِ گرما با جریانِ خودِ مایع یا گاز.
- جریانِ همرفتی - چرخشِ مایع یا گاز که در آن بخشِ گرم بالا و بخشِ سرد پایین می‌رود.
- چگالی - این‌که در هر اندازه حجم، چقدر جرم هست؛ ماده‌ی کم‌چگال‌تر روی ماده‌ی پرچگال‌تر بالا می‌رود.
ایده‌ی اصلی
مایع یا گازِ گرم‌شده منبسط می‌شود، چگالی‌اش کم می‌شود و بالا می‌رود؛ مایع یا گازِ سرد جایش را می‌گیرد. این جریانِ همرفتی گرما را با خودِ ماده جابه‌جا می‌کند. هوای اتاق، آبِ قابلمه و نسیمِ ساحل همه با همرفت گرما را می‌برند.