Влияние земной гравитации на нагрев твёрдых тел.

Question

Если нагревать вертикально стоящий металический стержень, например газовой горелкой, то стержень будет разогреваться по направлению вверх от земли. Нагрев вниз, будет происходить только тогда, когда верхня часть раскалится достаточно сильно. Почему так происходит, и нагревание не распространяется в обе стороны равномерно?
Физические законы утверждают что конвекция возможна только в жидких и газобразных средах, но никак не в твёрдых. Тогда чем можно объяснить перенос тепла преимущественно только вверх в металическом стержне?

Answer 1

Конвекция бывает, действительно, в жидких и газобразных телах. В твердых бывает теплопроводность. И теплопроводность от гравитации практически не зависит. Как Вам уже написали, грейте стержень горелкой сверху, он будет нагреваться сверху вниз.
В том случае, если горелка слабая, и влияние охлаждения окружающим воздухом существенное, то нагрев сверху, действительно, будет происходить мене активно, чем снизу, именно из-за конвекции. При нагреве снизу воздух, нагретый у горячего конца, будет подниматься вверх, способствуя теплопроводности, а в случае нагрева сверху, будет уносить тепло в окружающе пространство, замедля теплопроводность.

Answer 2

Распространится равномерно. Разве что при низких температурах и малых мощностях нагрева из-за конвенции верх будет греться интенсивне.
Конвекция, естественно, окружающего воздуха.

Answer 3

В какой-то степени. Объясняться это будет тем, что вдоль стержня вверх идет поток горячего воздуха, возможно, и еще горящего газа, от нагретой зоны. А вниз горячий воздух, конечно, не идет.