انتقال انتقال الطاقة الحرارية
يُعرف انتقال الطاقة الحرارية من جسم إلى آخر باسم انتقال الحرارة. الطاقة الحرارية هي شكل من أشكال الطاقة ينتقل بسبب اختلاف درجة الحرارة بين جسمين. تُقاس الطاقة الحرارية بوحدة الجول (J).
يحدث انتقال الحرارة بطرق متعددة، ولكل منها آليتها الخاصة. وتشمل هذه الطرق التوصيل والحمل الحراري والإشعاع.
التوصيل
التوصيل هو انتقال الطاقة الحرارية بين جسمين متلامسين. يحدث التوصيل عندما تنتقل الإلكترونات أو الذرات السريعة الحركة من الجسم الأكثر سخونة إلى الجسم الأكثر برودة. على سبيل المثال، عندما تضع يدك على موقد ساخن، فإن الحرارة من الموقد تنتقل إلى يدك من خلال التوصيل.
معدل انتقال الحرارة بالتوصيل يتناسب مع مساحة التلامس بين الجسمين وفرق درجة الحرارة بينهما وموصلية الجسمين. الموصلية هي قدرة المادة على نقل الحرارة. تعتمد الموصلية على نوع المادة ودرجة حرارتها.
الحمل الحراري
الحمل الحراري هو انتقال الطاقة الحرارية بواسطة سائل أو غاز متحرك. يحدث الحمل الحراري عندما تنتقل السوائل أو الغازات الأكثر سخونة من الجسم الأكثر سخونة إلى الجسم الأكثر برودة. على سبيل المثال، عندما تغلي الماء في قدر، فإن الماء الأكثر سخونة بالقرب من قاع القدر يرتفع إلى الأعلى بينما ينخفض الماء الأكثر برودة إلى الأسفل. وهذا يخلق تيارًا دائريًا من الماء يحمل الحرارة من أسفل القدر إلى الأعلى.
معدل انتقال الحرارة بالحمل الحراري يتناسب مع مساحة سطح الجسم وفرق درجة الحرارة بين الجسم والسائل أو الغاز وسرعة السائل أو الغاز. تعتمد سرعة السائل أو الغاز على درجة الحرارة واللزوجة.
الإشعاع
الإشعاع هو انتقال الطاقة الحرارية عبر الموجات الكهرومغناطيسية. تحدث الموجات الكهرومغناطيسية عندما يتسارع الجسيم المشحون. على سبيل المثال، تنبعث الحرارة من الشمس عن طريق الإشعاع. تنتقل الموجات الكهرومغناطيسية عبر الفضاء ويمكنها أن تنتقل عبر الفراغ.
معدل انتقال الحرارة بالإشعاع يتناسب مع مساحة سطح الجسم ودرجة حرارته وخواص إشعاعية للجسم. تعتمد الخواص الإشعاعية للجسم على نوع المادة ودرجة حرارته.
التطبيقات
يستخدم انتقال الحرارة في العديد من التطبيقات، بما في ذلك:
- تدفئة وتبريد المباني
- إنتاج الطاقة
- تصنيع المواد
- الطعام والزراعة
- الطب
الخلاصة
انتقال الحرارة هو عملية مهمة لها تطبيقات واسعة في حياتنا اليومية. يحدث انتقال الحرارة بطرق متعددة، بما في ذلك التوصيل والحمل الحراري والإشعاع. معدل انتقال الحرارة يتناسب مع مساحة السطح وفرق درجة الحرارة وخواص نقل الحرارة للجسم.