Konvektion in Schichten

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	Konvektion in Wasser mit einer Glühlampe als Wärmequelle.

Physikalischer Hintergrund

Wenn das Lämpchen glüht, gibt es Wärme ab. Das Wasser in unmittelbarer Nähe des Lämpchens erwärmt sich. Die Dichte nimmt ab, das wärmere Wasser steigt nach oben. Durch den Auftrieb bedingt, steigt das wärmere Wasser über der Lampe nach oben, während die darüberliegenden Schichten nach unten sinken. Diesen Vorgang bezeichnet man als Konvektion.

Zwischen Schichten mit größeren Dichteunterschieden findet keine Konvektion statt, wie man am Beispiel der unter Wasser geschichteten Kupfersulfatlösung sieht. Die Dichte der Kupfersulfatlösung ist wesentlich größer als die Dichte von Wasser bei 20°C, so dass auch die erwärmte Kupfersulfatlösung eine höhere Dichte aufweist und somit nicht in die darüberliegende Wasserschicht aufsteigen kann. Auf diese Weise erwärmt sich die untere Schicht (Kupfersulfatlösung) während die Temperatur der oberen Schicht (Wasser) weitgehend konstant bleibt.