Diskussion:Konvektion

Dieser Artikel wurde ab Juni 2012 in der Qualitätssicherung Physik unter dem Titel „Strömungslehre, Strömung, Konvektion, Konvektion (Wärmeübertragung)“ diskutiert. Die Diskussion kann im Archiv nachgelesen werden.

Animation

Hallo, vielleicht bin ich zu blöd, aber was genau hat die Animation (Farbstoff) mit Konvektion zu tun? Wer nimmt da was mit? (Konvektion = Mitnahme, Mitführung). Außerdem nervt diese ständige Wiederholung! Oder kann man das auch abstellen? Gruß--Balliballi 19:49, 16. Feb. 2011 (CET)

Das Wasser nimmt den Farbstoff mit. --Rosentod 21:04, 16. Feb. 2011 (CET)

Aha, dann strömt also das Wasser von oben nach unten, oder wie? Und wie kommt der Farbstoff überhaupt ins Wasser? Sieht so aus, als würde der am Anfang oben reingeworfen (Pulver öder Flüssigkeit?) und würde dann runtersinken (infolge Schwerkraft oder was?). Also ehrlich, mir ist nicht so ganz klar, was das Ganze soll bzw. was da genau passiert und schon gar nicht warum. Eine Beschreibung des Versuchs scheint auch nicht vorhanden zu sein. Wenn doch, ist sie gut versteckt.--Balliballi 23:22, 16. Feb. 2011 (CET)

Animation ist nicht mehr im Artikel vorhanden. --Maxus96 (Diskussion) 21:25, 26. Sep. 2015 (CEST)

Dieser Abschnitt kann archiviert werden. --Maxus96 (Diskussion) 21:25, 26. Sep. 2015 (CEST)

Rußpartikel im flüssigen Wachs

Partikel steigen in der Nähe des Dochtes nach oben. An der Oberfläche bewegen sich diese Partikel vom Docht weg bis zum Rand der Kerze. Am Rand sinken diese Partikel nach unten. Dort strömen diese wieder zum Docht, usw. Dies könnte zunächst erst einmal mit thermischer Konvektion erklärt werden. Der gesicherte Nachweis der Marangoni-Konvektion ist diese Bewegung nicht. -- Con-struct (Diskussion) 22:37, 11. Apr. 2012 (CEST)

Bitte genauer beobachten (zweifelhaft, ob überhaupt beobachtet wurde) – Rainald62 (Diskussion) 05:11, 12. Apr. 2012 (CEST)

Ein Nachweis, dass die Bewegung der Rußpartikel im Wesentlichen durch Marangoni-Konvektion und weniger durch thermische Konvektion verursacht wird ist wahrscheinlich schwierig. Beides hat den Temperaturgradienten als Ursache und, wie schon gesagt, könnte beides zu einer Kreisbewegung führen. Ein Indiz ist vielleicht die nicht gleichmäßige, sondern eher sprunghafte Beschleunigung der Rußpartikel an der Oberfläche. Für einen Nachweis wäre meine erste Idee, irgendwelche Tenside in den flüssigen Wachs zu geben, um die Oberflächenspannung herabzusetzen. --Fjalnes (Diskussion) 21:00, 12. Apr. 2012 (CEST)

Gut beobachtet. Die sprunghafte Beschleunigung der Rußpartikel "an der" Oberfläche (je dichter, desto heftiger) zeigt, dass die Oberfläche selbst der Ort der treibenden Kraft ist. Vielleicht mal einen Film davon hochladen.

Für einen nennenswerten Beitrag von Dichteunterschieden zur Konvektion ist der Energieeintrag ins Volumen zu gering (wäre er es nicht, würde sich die ganze Kerze in wenigen Minuten verflüssigen). Tenside sind an der Grenzfläche Wachs/Luft übrigens wirkungslos (nix polar). – Rainald62 (Diskussion) 00:06, 13. Apr. 2012 (CEST)

Wie erklärst Du dann die Rückströmung der Partikel? -- Con-struct (Diskussion) 22:56, 13. Apr. 2012 (CEST)

Mit Kontinuität. Dafür braucht es keine weitere Kraft (oder ist die Frage anders gemeint?).--Fjalnes (Diskussion) 13:25, 14. Apr. 2012 (CEST)

Habe hier mal einen Fehler korrigiert: Es wird nicht die Oberfläche nach Außen gerissen, sondern die Flüssigkeit (heißes Wachs). (nicht signierter Beitrag von 2001:4CA0:27F1:13:F9D2:B1E4:5287:9309 (Diskussion | Beiträge) 16:32, 3. Feb. 2014 (CET))

Advektion

Vielen Dank für die Verschiebung und die Überarbeitung. Auf Advektion was in einigen Wissenschaften bestimmte Aspekte der Konvektion beschreibt, sollte noch verwiesen werden. Grüße --Diwas (Diskussion) 17:35, 19. Jun. 2012 (CEST)

Konvektion (Wärmeübertragung)

Auch einen Verweis auf den Artikel Konvektion (Wärmeübertragung) könnte hilfreich sein. Dort ist ja auch die Diskussion zur Verschiebung und Neuordnung der Artikel zu finden. --Diwas (Diskussion) 18:47, 19. Jun. 2012 (CEST)

Eine Diskussion über die Verschiebung habe ich nicht gefunden. Ist aber auch egal, denn weder 'Konvektive Vorgänge' noch 'Konvektion (Wärmeübertragung)' sind akzeptable Lemmata und die Abgrenzung der zwei Artikel ist nicht gelungen. Imho wäre es schon möglich, die Zusammenlegung zu vermeiden, denn es lassen sich zwei Bedeutungen unterscheiden. Zitat von dort:

„Konvektion (von lat. convectum, Partizip Perfekt Passiv von convehere ‚zusammen tragen‘, ‚zusammen bringen‘) …“

Die wörtliche und womöglich ursprüngliche Bedeutung ist also der Transport von irgendetwas zusammen mit einer Strömung. Das 'Irgendetwas' ist meist Wärme, oft aber auch andere physikalische Größen (Impuls, kin. Energie, Vorticity, el. Ladung) oder gelöste Stoffe (Meersalz, Blutzucker, Düfte, …). Diese Transport-Bedeutung von Konvektion ist auch gemeint, wenn durch den Ausdruck "Advektion" die Betonung auf die lokale Messgröße gelegt wird: "advection of", wer's theoretischer mag, sucht nach Lagrangian "advection of".

Die andere Bedeutung ist der Antrieb von Strömung durch Nichtgleichgewichtsprozesse: Temperatur- oder Konzentrationsgradienten führen zu instabiler Schichtung im Schwerefeld oder zu örtlich verschiedener Oberflächenspannung (s. auch Elektroosmose). Diese Bedeutung von Konvektion überwiegt unter den Treffern zu "of convection".

Momentan enthalten beide Artikel von beidem etwas, die gemeinsame Beschreibung scheint also niemandem weh zu tun. Die Berührungspunkte sind auch eng, beispielsweise geht es bei der erzwungenen Konvektion vordergründig um den unterstützenden mechanischen Antrieb, die Strömung ist aber selten sinnfrei, sondern soll etwas transportieren, meist Wärme. Ich bin für Zusammenlegen. – Rainald62 (Diskussion) 23:31, 19. Jun. 2012 (CEST)

Verschiebung wurde mehrfach diskutiert

• 2007–2012: Diskussion:Konvektion (Wärmeübertragung)#Konvektion außerhalb der Wärmelehre (?)
• 2007: Diskussion:Konvektion (Wärmeübertragung)#Umbenennung bzw. Verschiebung
• 2008–2009: Diskussion:Konvektion (Wärmeübertragung)#Konvektion=Transport thermischer Energie?

und dann halt gemacht. --Diwas (Diskussion) 02:05, 20. Jun. 2012 (CEST)

Dieser Link sollte nur auf die vor der Verschiebung geführten Diskussionen hinweisen, jedoch nicht als Aufforderung dort erneut zu diskutieren. --Diwas (Diskussion) 02:26, 20. Jun. 2012 (CEST)

"Verschiebung wurde mehrfach diskutiert … und dann halt gemacht" ist eine unzutreffende Zusammenfassung der Diskussionen. Der Begriff “Konvektion” wird bei der Wärmeübertragung zwer in beiden genannten Bedeutungen (Strömungstransport bzw. Strömungsmechanismus) benutzt, aber beide Bedeutungen umfassen jeweils auch Prozesse, die mit Wärme wenig zu tun haben. Beispiele wurden in den Diskussionen genannt. Das Lemma Konvektion (Wärmeübertragung) ist nicht haltbar. – Rainald62 (Diskussion) 03:23, 20. Jun. 2012 (CEST)

Die Aufteilung der Bedeutungen in Strömungstransport und Strömungsmechanismus wurde meines Wissens hier gerade erst von dir vorgeschlagen. Der Artikel Konvektion (Wärmeübertragung) (vormals Konvektion) hatte traditionell die Konvektion als einen der drei Wärmetransportmechanismen betrachtet, der Transport anderer Größen wurde teilweise vehement verneint. Der Artikel Konvektion (vormals Konvektive Vorgänge) betrachtete immer die Konvektion mit dem Transport beliebiger Größen. Beide Artikel betrachteten (seit 2004) sowohl Antrieb als auch Transport und Übertragung. Ob man Konvektion (Wärmeübertragung) verschieben sollte auf Wärmeströmung oder anderes, oder ob man andere Artikel, um die belegten und sinnvollen Informationen aus Konvektion (Wärmeübertragung) ergänzen sollte und auf den quellenlosen Artikel Konvektion (Wärmeübertragung) dann verzichtet werden kann, weiß ich nicht. Dieser Artikel Konvektion (vormals Konvektive Vorgänge) sollte jedenfalls Konvektion als Ganzes mit Antrieb und Transport/Austausch/Übertragung beliebiger Größen umfassen. Inwieweit man diesen Artikel mit belegten Informationen ausbaut oder solche in spezielleren Artikeln bereitstellt, weiß ich nicht. --Diwas (Diskussion) 16:53, 20. Jun. 2012 (CEST)

Vorgeschlagen hatte ich das Zusammenlegen. Übrigens ist die Kombination Transport/Austausch/Übertragung unpassend. Letztere sind bei Konvektion als Transport lediglich unbedeutende Randerscheinungen (wenn ich die Luft anhalte, transportiert mein Blut CO2 im Kreis), beim Antrieb von Konvektion sind sie unvermeidlich. – Rainald62 (Diskussion) 02:38, 21. Jun. 2012 (CEST)

Unter dem Lemma "Konvektion" ohne jede Klammer sollte hier in Wikipedia selbstverständlich der Begriff zu finden sein, der mit diesem Wort üblicherweise gemeint ist. In manchen Fällen kann man sich darüber streiten, was denn nun üblich ist. Der Fall hier ist jedoch eindeutig. Der Blick in Google's Fachbuchsammlung fällt zum Beispiel eindeutig zu Gunsten der durch Temperaturunterschiede angetriebenen Strömung aus. Daran geht der aktuelle Zustand deutlich vorbei. Die Definition über den Transport beliebiger physikalischer Größen erscheint mir recht ungewöhnlich. Wie sieht es mit Belegen dafür aus?---<)kmk(>- (Diskussion) 21:45, 20. Jun. 2012 (CEST)

Die Belege stehen im Artikel. Ja, es stimmt, dass der Wärmetransport der populärste Aspekt der Konvektion ist und der Antrieb durch Temperaturunterschiede natürlicherweise der häufigste Antrieb und auch der populärste. Das kann aber kein Grund sein Konvektion auf diese Aspekte zu reduzieren, auch wenn man das mal nur als einen der drei Wärmetransportmechanismen in der Schule kennengelernt hat. Artikel zu Spezialfällen, auch wenn sie die häufigsten sind, sollten mit Klammerzusatz oder unter der speziellen Bezeichnung laufen. --Diwas (Diskussion) 22:22, 20. Jun. 2012 (CEST)

Der Mittransport (also 'Konvektion' wörtlich) ist eine Bedeutung, die "selbstverständlich unter dem Lemma "Konvektion" ohne jede Klammer zu finden ist". Dass Mittransport von Wärme und Mittransport von Impuls etc. verschiedene Bedeutungen seien, unter denen zu gewichten wäre, ist allerdings Quatsch. Es handelt sich bloß um verschieden häufige Kontexte, in denen der Begriff verwendet wird. Darauf schon im definierenden Satz einzugehen, wäre nicht verkehrt, ist aber nicht sauber.

Die andere Bedeutung (nicht bloß Aspekt), der Strömungsantrieb, folgt unmittelbar auf die Definition der ersten, selbstverständlich mit Bezug auf den üblichen Mechanismus, denn andere Mechanismen haben Namenszusätze. – Rainald62 (Diskussion) 23:14, 21. Jun. 2012 (CEST)

Und bei inkompressiblen Fluiden?

Diese Entropiequelle führt zu einer Erhöhung der Temperatur und kann bei kompressiblen Fluiden den Druck erhöhen. Mein Satz nennt hier den geläufigen Fall der kompressiblen Fluide, aber gilt das nicht auch für inkompressible Fluide, wenn sie in einem starren Volumen eingeschlossen sind? Sollte man den Teil bei kompressiblen Fluiden weglassen, oder ein insbesondere davorsetzen? Oder muss man nahezu jedes reale Fluid als kompressibel betrachten, wenn man es starr einschließt und dann Temperatur oder Menge ändert? --Diwas (Diskussion) 02:07, 16. Dez. 2012 (CET)

Ja stimmt natürlich, jedes reale Fluid ist kompressibel. Aber würde ein inkompressibles Fluid mit positivem Temperaturausdehnungskoeffizienten nicht auch bei Temperaturanstieg den Druck erhöhen? --Diwas (Diskussion) 02:23, 16. Dez. 2012 (CET)

Folgt nicht aus der Temperaturabhängigkeit des Volumens, dass das Fluid kompressibel sein muss? Weglassen dieser Spitzfindigkeit wäre aber ok. – Rainald62 (Diskussion) 02:50, 16. Dez. 2012 (CET)

Ist nicht mehr im Artikel.

Dieser Abschnitt kann archiviert werden. --Maxus96 (Diskussion) 21:26, 26. Sep. 2015 (CEST)

Weintränen und Adhäsion

Als Grund für den Weinfilm am Glas wird Adhäsion angegeben. Ich stelle das mal stark in Frage und habe eine entsprechend belegte Anmerkung eingefügt. Man muss sich das Phänomen nur mal in Realität anschauen: Wein steigt niemals von allein so hoch am Glasrand; das passiert nur nach dem Schwenken des Glases. Adhäsion als Grund würde bedeuten, dass diese erst größer als die Gravitation ist und der Wein nach oben steigt, später dann die Gravitation wieder größer wird und der Wein nach unten zu gleiten beginnt. Anyway, beste Grüße --W like wiki (Diskussion) 16:46, 28. Dez. 2012 (CET)

Zweifel habe ich auch, gefunden aber einen Beleg für Adhäsion. Die Verhalten dürfte auch von anderen Bedingungen (Zucker, Spurenstoffe, Luftfeuchte, Klarspüler) abhängen. – Rainald62 (Diskussion) 17:42, 28. Dez. 2012 (CET)

Na dann, spann uns nicht länger auf die Folter und zeige und benenne uns den Beleg. --W like wiki (Diskussion) 18:26, 28. Dez. 2012 (CET)

Habe den Abschnitt jetzt entsprechend überarbeitet. --W like wiki (Diskussion) 01:02, 2. Jan. 2013 (CET)

"Entsprechend" ist unklar, wenn deine und meine Zweifel gegen einen Fachautor stehen. Aber geschenkt, hier alles raus. – Rainald62 (Diskussion) 02:53, 2. Jan. 2013 (CET)

Einleitung

Die Einleitung erscheint mir vermurkst. Der erste Satz sagt, Materie wird mitgeführt. Wenn Materie (mit dem Fluid als Medium) mitgeführt wird, sind das wohl meist gelöste Stoffe. Der zweite Satz sagt dann, dass mit Konvektion (stattdessen? hingegen?) auch der Transport von gelösten Stoffen gemeint sein kann oder der Transport von thermischer Energie. Warum diese Nachrangigkeit? Dieser Artikel soll Konvektion ja gerade umfassend und übergreifend erläutern und eben nicht einen Einzelaspekt (welchen eigentlich, die Mitnahme von makroskopischen Partikeln?) als zentral darstellen. Was war an dieser Einleitung zu verbessern? --22:49, 7. Feb. 2018 (CET)

Einleitung ist überarbeitet, die Einengung der Begriffe auf Materialtransport behoben. Zwar versteht man oft unter Strömungstransport einen Materialtranport, aber nicht immer. --Diwas (Diskussion) 01:42, 16. Aug. 2019 (CEST)

Einleitung 2020

Jetzt wurde das Mitführen von Material ganz entfernt. Es ist zwar richtig, diesen nicht in den Vordergrund zu stellen, es muss aber erwähnt werden, dass bei der Konvektion z. B. auch im Fluid gelöste Stoffe mitgeführt werden können, z. B. Thermohaline Konvektion. --Diwas (Diskussion) 23:54, 19. Feb. 2020 (CET)

Grashof-Zahl

Ich vermisse einen Link auf Grashof-Zahl. Quelle ausserhalb: https://schweizer-fn.de/waerme/waermeuebergang/waerme_uebergang.php --Fredric (Diskussion) 10:03, 13. Feb. 2019 (CET)

Meereis-Beispiel

Hier ein von mir ausgelagertes Beispiel. Ich finde es etwas kompliziert, weil sich nicht nur der Salzgehalt ändert sondern dies mit einer Phasenänderung des Wassers einhergeht:

In polaren Regionen des Meeres gefriert Wasser zu einer Eisdecke. Das im Meerwasser enthaltene Meersalz verbleibt im Wasser unter dem Eis, wodurch sich in diesem Bereich die Salzkonzentration erhöht. Dieses höher konzentrierte Salzwasser hat eine höhere Dichte und sinkt in Bereiche ab, in welchen das vorhandene Meerwasser infolge niedrigerer Temperatur die gleiche Dichte aufweist. Das unten verdrängte Wasser strömt hinauf bis unter die Eisdecke und der Vorgang beginnt erneut. Es entsteht eine thermohaline Konvektion bzw. thermohaline Zirkulation.

Stattdessen: Rayleigh-Bénard-Konvektion.--M.J. (Diskussion) 22:56, 12. Aug. 2020 (CEST)

Ich denke, das kann man auch so machen, wie du es jetzt geschrieben hast, obwohl es ja eben auch Konvektion mit Phasenübergang gibt. Als ich den Artikel geschrieben habe, wollte ich auch herausstellen, dass Konvektion vielfältiger ist, als sie im damaligen Artikel Konvektion (reduziert auf Wärmeströmung/Wärmetransport) dargestellt war. Die Thermohaline Konvektion ist ja weiterhin erwähnt und Thermohalin verlinkt, dort wiederum Thermohaline Zirkulation. Da der Artikel inzwischen auf den Titel Konvektion verschoben wurde und somit der zentrale Artikel zur Konvektion ist, ist es auch angemessen, im ersten Abschnitt ein einfaches, anschauliches Beispiel zu nennen. --Diwas (Diskussion) 01:53, 01:59, 13. Aug. 2020 (CEST)

Vielleicht sollten irgendwie Links zu den verschiedenen Konvektions-Phänomenen, -Arten oder -Antriebskräften übersichtlicher gelistet werden. Jetzt sind sie so im Artikel verstreut.--M.J. (Diskussion) 14:25, 15. Aug. 2020 (CEST)

Die Links befinden sich ja (fast?) alle in der Einleitung oder im ersten Kapitel Mechanismen, die beide recht übersichtlich sind. Insofern sehe ich das nicht als so problematisch an. Sicher wäre eine Tabelle oder Liste denkbar, sollte man sich halt gut überlegen, ob das dann übersichtlicher wird oder nur mehr, denn wer etwas spezielles sucht, findet das auch jetzt über die Suchfunktion. --Diwas (Diskussion) 01:02, 16. Aug. 2020 (CEST)

Berechnungen und Simulationen

Diesen Abschnitt habe ich aus dem Artikel hierher verschoben:

Sind ausreichende Informationen über das Fluid, überströmte Körper, die Strömung und weitere Einflüsse bekannt, lassen sich unter Berücksichtigung der vielfältigen Wechselwirkungen über geeignete Gleichungen alle Ströme der physikalischen Größen berechnen, oft ist dies gerade bei turbulenten Strömungen nur mit Hilfe empirisch ermittelter Modelle und Näherungen und nur mit einiger Unsicherheit möglich. Simulationen erfolgen rechnergestützt, grafische Darstellungen der errechneten Felder (etwa Temperaturfelder, Strömungen) machen die Ergebnisse anschaulich.

Grundlegend beschrieben werden die Austauschvorgänge durch Bilanzgleichungen. Diese geben für jedes Volumen, also jeden frei gewählten räumlichen Bereich, die dort vorhandenen Wertveränderungen an. Diese Wertveränderungen ergeben sich aus den einfließenden Strömen (mit Vorzeichen) der transportierten Größen. So ermöglichen die Bilanzgleichungen die Berechnung der Felder. Die unterschiedlichen Grenzschichtgleichungen dienen der Berechnung der Ströme durch die Grenzschicht zwischen dem Fluid und einem überströmten Körper. Entscheidend für eine aussagefähige Simulation eines konvektiven Transportvorgangs ist die Auswahl der geeigneten Modelle und Gleichungen, entsprechend dem konkreten Problem. Dafür sind insbesondere Entscheidungen welche Einflüsse vernachlässigbar sind zu treffen, da eine vollständige Berechnung realer Vorgänge meist nicht möglich ist oder zumindest zu aufwändig wäre.

Für die Beschreibung und Berechnung konvektiver Vorgänge werden unter anderem verschiedene dimensionslose Kennzahlen und Gleichungen der Strömungsmechanik, der Thermodynamik und anderer Physikfachbereiche verwendet. Zentrale Bedeutung haben die Navier-Stokes-Gleichungen (wobei für kleine Temperaturschwankungen im imkompressiblen Fall häufig die Boussinesq-Approximation benutzt wird).

Die Untersuchung konvektiver Vorgänge erfolgt interdisziplinär in der Strömungslehre und weiteren naturwissenschaftlichen Fachbereichen.

Ist das Fluid ein Stoffgemisch, erfordert dies eine getrennte Betrachtung der einzelnen Komponenten.

denn: Es steht nichts drin, was speziell mit Konvektion zu tun hat. Vieles ist sogar so allgemein geschrieben, dass es auf jede Art an (Natur-)Wissenschaft zutrifft.--M.J. (Diskussion) 14:33, 15. Aug. 2020 (CEST)

Der Abschnitt hat sich bei der Recherche zum Artikel schlicht aufgedrängt. Die Quellen behandeln fast zwangsläufig die Berechnung und Simulation der Konvektion. Mag sein, dass der Abschnitt zu weitläufig und allgemein geschrieben ist. Die Information, wie grundsätzlich und mit welchen Mitteln ein Phänomen zu berechnen und zu simulieren ist, halte ich aber doch für artikelrelevant. Manches lässt sich vielleicht über Verweise auf Strömungsberechnung vermitteln, falls das in der Wikipedia andernorts beschrieben ist. Andererseits besteht der Abschnitt ja bereits zu großen Teilen aus Verweisen. In einem 300-kB-Artikel würde der kurze Abschnitt vermutlich übersehen. Beispielsweise die Boussinesq-Approximation scheint laut Artikel ihre Bedeutung zum Teil auf die Berechnung der Konvektion zu gründen. --Diwas (Diskussion) 02:22, 16. Aug. 2020 (CEST)

Es gibt Numerische_Strömungsmechanik. Aus meiner Sicht ist das ausreichend, denn das Besondere an der numerischen Strömungsmechanik ist eben der konvektive Term. (Für andere PDGL gibt es die Kategorie:Theorie_der_Differentialgleichungen und in deren Umfeld.) Ich könnte mich ansonsten im Klein-klein verlieren und gegen die einzelnen Absätze/Sätze argumentieren.--M.J. (Diskussion) 15:27, 16. Aug. 2020 (CEST)

Übertragungs- und Austauschvorgänge

Mit diesem Abschnitt bin ich nicht zufrieden.

• Zum 1. Satz: Ja, physikalische Größen (oder Zustandsgrößen, wie es in der Einleitung heißt) werden transportiert. Über die Grenzschicht wird aber nur ein Teil davon ausgetauscht, Wärme und Impuls, vielleicht Stoffe durch eine Membran und Ionen-Ladungen an einer Elektrode.
• Zum 2. Satz: Ich lese ihn so, als solle die Aufzählung vollständig sein. Es fehlen aber mindestens noch externe Kraftfelder, z.B. Gravitation.
• Zur 2. Aufzählung: diese Austauschprozesse können, müssen aber nicht stattfinden. Z.B. kann ein Wand thermisch isoliert oder auf der gleichen Temperatur wie das Fluid sein.
• Zum 2. Punkt dort ("Stoffe und elektrische Ladungen werden ausgetauscht"). Ich glaube, das versteht man nicht ohne Weiteres, insb. wo ich das Meereis-Beispiel rausgenommen habe. Mit kommt es auch etwas weit weg von der Konvektion an sich vor, eher wie Phänomene, die im Zusammenhang mit der Konvektion auftreten können.

Gibt es eine vollständige Liste, was einen Einfluss hat und was ausgetauscht werden kann? Sonst sollte es anders formuliert werden: "Dieses und jenes kann über die Grenzschicht ausgetauscht werden (wenn...). Die Konvektion wird u.a. durch dieses und jenes beeinflusst..." --M.J. (Diskussion) 21:56, 15. Aug. 2020 (CEST)

• Zum 1. Satz: Vielleicht kannst du ja die Aussage entsprechend einschränken.
• Zum 2. Satz: Das geht zwar schon aus dem Kapitel Mechanismen hervor, wo ja überhaupt der Antrieb der Strömung behandelt wird, aber das kann hier ergänzt werden.
• Zur 2. Aufzählung: Ja, das sollte darauf eingeschränkt werden, wo es Unterschiede in den Zustandsgrößen gibt. Andererseits muss man fragen, ob es noch Konvektion wäre, und nicht nur eine Strömung, wenn nichts ausgetauscht würde.
• Zum 2. Punkt dort: Hier musste ich doch mal in der Versionsgeschichte wühlen. Mein Ursprungsartikel trug ja den Titel Konvektive Vorgänge. Der Abschnitt begann mit Beim konvektiven Austausch ... somit bezogen sich die Aussagen auf die Fälle wo etwas ausgetauscht wird. Möglicherweise sollten die Formulierungen jetzt tatsächlich angepasst werden. --Diwas (Diskussion) 02:22, 16. Aug. 2020 (CEST)
• Noch zum 2. Punkt und der Wahrnehmung als Phänomene, die im Zusammenhang mit der Konvektion auftreten können: Mir wäre es wichtig, dass in diesem Artikel die verschiedenen Formen der Konvektion behandelt werden, Platz genug ist da. Wenn etwas nicht ohne Weiteres verständlich ist, hoffe ich, dass dies dem Leser (etwa durch Beispiele) verständlich gemacht wird. Diese Quelle spricht etwa auf Seite 21 von elektromagnetischer Konvektion in Folge der Lorentzkraft auf bewegte Elektronen. --Diwas (Diskussion) 02:45, 16. Aug. 2020 (CEST)

Ich habe versucht, zu ergänzen, was ich konnte. Es liest sich für mich immer noch nach einem Sammelsurium.

• Zur 2. Aufzählung: Konvektion (mehr oder weniger) ohne Austausch: Etwas Mischen (Milch im Kaffee), eine Gewitterzelle, wo oben das Wasser kondensiert, oder die Mantelkonvektion in der Erde.

Vielleicht wäre ein Abschnitt "Konvektive Vorgänge" gar nicht so schlecht. Oder eine "Kategorie:Konvektion" in Wikipedia, weil sonst die Gefahr besteht, dass es nur eine Liste wird.

--M.J. (Diskussion) 15:55, 16. Aug. 2020 (CEST)

Ob eine Kategorie:Konvektion sinnvoll ist, kann ich nicht beurteilen. Allerdings nutzen wohl nur sehr wenige Leser die Kategorien. Eine Aufzählung, Erwähnungen und Verlinkungen in eine Kategorie auszulagern, machte die Inhalte für den Leser unsichtbar. --Diwas (Diskussion) 21:29, 16. Aug. 2020 (CEST)

Koordinaten

Hallo @Blaues-Monsterle:, du schreibst, die Formel gelte allgemein. In Zylinderkoordinaten lautet der r-Beschleunigungsterm der Navier-Stokes Gleichung nach en:Navier–Stokes_equations#Representations_in_3D in r-Richtung: ${\frac {\partial u_{r}}{\partial t}}+u_{r}{\frac {\partial u_{r}}{\partial r}}+{\frac {u_{\varphi }}{r}}{\frac {\partial u_{r}}{\partial \varphi }}+u_{z}{\frac {\partial u_{r}}{\partial z}}-{\frac {u_{\varphi }^{2}}{r}}$. Da kann $\nabla$ doch nicht so gewählt werden, dass der Term ${\frac {u_{\varphi }^{2}}{r}}$ auftritt?! Außerdem erkenne ich auch nicht, wo die Kettenregen benutzt wird oder werden muss, schon gar nicht zur Herleitung der Formel ("Aufgrund der Kettenregel..."). --M.J. (Diskussion) 22:09, 2. Nov. 2020 (CET)

${\frac {\mathrm {d} \Phi }{\mathrm {d} t}}={\frac {\partial \Phi }{\partial t}}+{\frac {\mathrm {d} {\vec {x}}}{\mathrm {d} t}}\cdot {\frac {\partial \Phi }{\partial {\vec {x}}}}={\frac {\partial \Phi }{\partial t}}+({\vec {v}}\cdot {\vec {\nabla }})\Phi$

Es wäre ja schlimm, wenn physikalische Gleichungen von der Wahl der Koordinaten abhängig wären. Es ist aber so, dass Nabla-Operatoren in Kugelkoordinaten allen krummlinigen Koordinaten lustige Sachen machen. Man beachte:

${\begin{aligned}({\vec {A}}\cdot {\vec {\nabla }}){\vec {B}}&=\left(A_{\rho }{\frac {\partial B_{\rho }}{\partial \rho }}+{\frac {A_{\varphi }}{\rho }}{\frac {\partial B_{\rho }}{\partial \varphi }}+A_{z}{\frac {\partial B_{\rho }}{\partial z}}-{\frac {A_{\varphi }B_{\varphi }}{\rho }}\right){\vec {e}}_{\rho }\\&+\left(A_{\rho }{\frac {\partial B_{\varphi }}{\partial \rho }}+{\frac {A_{\varphi }}{\rho }}{\frac {\partial B_{\varphi }}{\partial \varphi }}+A_{z}{\frac {\partial B_{\varphi }}{\partial z}}+{\frac {A_{\varphi }B_{\rho }}{\rho }}\right){\vec {e}}_{\varphi }\\&+\left(A_{\rho }{\frac {\partial B_{z}}{\partial \rho }}+{\frac {A_{\varphi }}{\rho }}{\frac {\partial B_{z}}{\partial \varphi }}+A_{z}{\frac {\partial B_{z}}{\partial z}}\right){\vec {e}}_{z}\end{aligned}}$

Das kann ich natürlich nicht auswendig, sondern habe es abgepinselt. --Blaues-Monsterle (Diskussion) 22:38, 2. Nov. 2020 (CET)

Ok, das mit der Kettenregel habe ich verstanden. Den andern Teil aber nicht: links steht es für mich in kartesischen Koordinaten, rechts in Zylinder krummlinigen Koordinaten. Denn ich fasse es so auf, dass ich einen Vektor für A und einen Vektor für $\nabla$ angeben kann und dann das Skalarprodukt der Ausdruck (oder Operator) in der Klammer ist, der auf B angewendet wird. Das klappt aber von der Formulierung nur in kartesischen Koordinaten, weil eben immer der gleiche Operator vor jedem Vektorelement von B steht. In meiner Auffassung ist $({\vec {A}}\cdot {\vec {\nabla }})$ also eine Kurzschreibweise, die nicht allgemein funktioniert.--M.J. (Diskussion) 22:49, 2. Nov. 2020 (CET)

Nein, der Ausdruck $({\vec {A}}\cdot {\vec {\nabla }}){\vec {B}}$ ist nur in kartesischen Koordinaten definiert als

$({\vec {A}}\cdot {\vec {\nabla }}){\vec {B}}=A_{i}\partial _{i}B_{j}e_{j}$.

Es ist nicht so, dass Differentialoperatoren trivial transformieren würden und aus ${\vec {\nabla }}_{\mathrm {kart.} }=\partial _{x}{\vec {e}}_{x}+\partial _{y}{\vec {e}}_{y}$ etwas wie ${\vec {\nabla }}_{\mathrm {Pol.} }=\partial _{r}{\vec {e}}_{r}+\partial _{\varphi }{\vec {e}}_{\varphi }$ geschlossen werden könnte. Insbesondere schauen auch "weniger exotische" Ausdrücke bereits ganz anders aus. Wir haben zum Beispiel auch ${\vec {\nabla }}A=\partial _{\rho }A{\vec {e}}_{\rho }+{\tfrac {1}{\rho }}\partial _{\varphi }Ae_{\varphi }$, aber ${\vec {\nabla }}\cdot {\vec {A}}\neq \partial _{\rho }A_{\rho }+{\tfrac {1}{\rho }}\partial _{\varphi }A_{\varphi }$, sondern ${\vec {\nabla }}\cdot {\vec {A}}={\tfrac {1}{\rho }}\partial _{\rho }(\rho A_{\rho })+{\tfrac {1}{\rho }}\partial _{\varphi }A_{\varphi }$ usw. Das liegt u.a. daran, dass die Einheitsvektoren mitdifferenziert werden müssen. --Blaues-Monsterle (Diskussion) 23:06, 2. Nov. 2020 (CET)

Unsere unterschiedliche Auffassung liegt wohl darin, dass bei dir der Ausdruck $({\vec {A}}\cdot {\vec {\nabla }}){\vec {B}}$ als ganzes irgendwie definiert sein muss, in meiner Auffassung sollten aber ${\vec {A}},{\vec {\nabla }},{\vec {B}}$ und $\cdot$ definiert sein und sich der Rest dann berechnen lassen.--M.J. (Diskussion) 23:26, 2. Nov. 2020 (CET)

Fast. Ich definiere auch ${\vec {A}},{\vec {B}}$, aber nicht $\cdot$ und ${\vec {\nabla }}$ getrennt, weil das nicht möglich ist. Ich (und nicht nur ich) kann nur ein $\cdot {\vec {\nabla }}$ definieren. Es ist ein Irrglaube, es gäbe irgendeine Größe ${\vec {\nabla }}=(\partial _{x},\partial _{y},\partial _{z})$ und mit der könnte ich rechnen wie mit einem normalen Vektor. ${\vec {\nabla }}$ ist und bleibt ein vektorieller Differentialoperator, der die Eigenschaften von Vektoren beinhaltet, aber halt auch die Eigenschaften von Differentialoperatoren. --Blaues-Monsterle (Diskussion) 23:37, 2. Nov. 2020 (CET)

Unter Nabla-Operator#Im_dreidimensionalen_Raum steht schon so ungefähr, wie ich es kenne. Da ist auch Nabla z.B. in Zylinderkoordinaten definiert, und das Skalarprodukt funktioniert wie ich es kenne. Anders gefragt: ist $({\vec {A}}\cdot {\vec {\nabla }})$ nach deiner Auffassung ein skalarer Operator? Wenn dem so ist, kann doch in die Richtung ${\vec {e}}_{\rho }$ nicht der Term ${\frac {A_{\varphi }B_{\varphi }}{\rho }}$ auftreten. Wenn dem nicht so ist, halte ich die Schreibweise als Skalarprodukt nicht für sinnvoll.--M.J. (Diskussion) 18:52, 3. Nov. 2020 (CET)

<Linksruck> Gut, dann machen wir das halt explizit. Wir beginnen mit den folgenden beiden Identitäten:

${\begin{aligned}{\vec {\nabla }}\times ({\vec {A}}\times {\vec {B}})&={\vec {A}}({\vec {\nabla }}\cdot {\vec {B}})-{\vec {B}}({\vec {\nabla }}\cdot {\vec {A}})+({\vec {B}}\cdot {\vec {\nabla }}){\vec {A}}-({\vec {A}}\cdot {\vec {\nabla }}){\vec {B}}\\{\vec {\nabla }}({\vec {A}}\cdot {\vec {B}})&={\vec {A}}\times ({\vec {\nabla }}\times {\vec {B}})+{\vec {B}}\times ({\vec {\nabla }}\times {\vec {A}})+({\vec {B}}\cdot {\vec {\nabla }}){\vec {A}}+({\vec {A}}\cdot {\vec {\nabla }}){\vec {B}}\end{aligned}}$

Das verifizieren wir leicht in kartesischen Koordinaten und da du dem Gradienten und der Rotation in krummlinigen Koordinaten (natürlich bis auf die Terme $({\vec {A}}\cdot {\vec {\nabla }}){\vec {B}}$ und umgekehrt) vertraust, gelten diese Gleichungen hoffentlich auch in allen Koordinaten, wenn wir sie addieren, durch 2 teilen und alles mögliche auf die andere Seite bringen:

$({\vec {B}}\cdot {\vec {\nabla }}){\vec {A}}={\frac {1}{2}}\left[{\vec {\nabla }}\times ({\vec {A}}\times {\vec {B}})+{\vec {\nabla }}({\vec {A}}\cdot {\vec {B}})-{\vec {A}}({\vec {\nabla }}\cdot {\vec {B}})+{\vec {B}}({\vec {\nabla }}\cdot {\vec {A}})-{\vec {A}}\times ({\vec {\nabla }}\times {\vec {B}})-{\vec {B}}\times ({\vec {\nabla }}\times {\vec {A}})\right]$

Jetzt warst du ja damit einverstanden, dass

${\vec {\nabla }}f=\sum {\vec {e}}_{i}{\frac {1}{h_{i}}}{\frac {\partial f}{\partial q_{i}}}$ ist, wobei $q_{i}$ die Koordinaten und $h_{i}=\left|{\frac {\partial {\vec {x}}}{\partial q_{i}}}\right|$.

Jo, dann hätten wir alles auf bekannte Größen zurückgeführt und setzen mal ein. Übungsaufgabe. --Blaues-Monsterle (Diskussion) 02:17, 5. Nov. 2020 (CET)

Okay, mir dämmert, dass du recht hast (oder ein konsistentes Verständnis hast). Demnach ist dann nicht $\cdot {\vec {\nabla }}$ oder $({\vec {A}}\cdot {\vec {\nabla }})$ definiert, sondern $({\vec {A}}\cdot {\vec {\nabla }}){\vec {B}}$, als für mich seeehr unintuitive Schreibweise. Aber es tut nicht mehr weh, wenn die Einschränkung auf die kartesischen Koordinaten weg ist. $({\vec {A}}\cdot {\vec {\nabla }})\Phi$ ist dann als Skalar anders definiert. Danke für die Herleitung! --M.J. (Diskussion) 21:19, 5. Nov. 2020 (CET)