شارك:
ما هي 3 طرق لنقل الحرارة؟
ال أشكال انتقال الحرارة يمكن أن يكون من خلال الإشعاع والتوصيل والحمل الحراري. الحرارة هي نقل الطاقة الحركية من وسط أو جسم إلى آخر ، أو من مصدر طاقة إلى وسط أو جسم.
وحدة الحرارة القياسية في النظام الدولي للوحدات (SI) هي السعرات الحرارية (cal) ، وهي كمية نقل الطاقة اللازمة لرفع درجة حرارة غرام واحد من الماء السائل النقي بمقدار درجة مئوية واحدة ، طالما درجة حرارة الماء أعلى من نقطة التجمد وتحت نقطة الغليان.
في بعض الأحيان ، يتم تحديد سعر حراري (kcal) كوحدة حرارة ؛ ومع استخدام أقل ، وحدة الحرارية البريطانية (Btu). هذا هو مقدار الحرارة اللازمة لرفع درجة حرارة رطل واحد من الماء السائل النقي بمقدار درجة واحدة فهرنهايت.
ينص القانون الثاني للديناميكا الحرارية على أن انتقال الحرارة يحدث للحفاظ على التوازن الحراري.
يحدث انتقال الحرارة للحفاظ على هذا المبدأ عندما يكون الكائن في درجة حرارة مختلفة عن جسم آخر أو محيطه.
ربما كنت مهتما ما هي المقاييس الحرارية؟?.
مؤشر
- 1 القيادة
- 2 الحمل الحراري
- 3 الإشعاع
- 4 المراجع
قيادة
عندما تكون جزيئات المادة في اتصال مباشر ، يتم نقل الحرارة عن طريق التوصيل. تهتز الذرات ذات الطاقة الأعلى ضد بعضها البعض ، والتي تنقل الطاقة الأعلى إلى طاقة أقل ، أو درجة حرارة أعلى إلى درجة حرارة منخفضة.
وهذا يعني أن ذرات أعلى كثافة وذات حرارة أعلى سوف تهتز ، مما يؤدي إلى إزاحة الإلكترونات إلى مناطق ذات كثافة منخفضة وحرارة منخفضة.
السوائل والغازات أقل قدرة على التوصيل من المواد الصلبة (المعادن هي أفضل الموصلات) ، نظرًا لحقيقة أنها أقل كثافة ، مما يعني أن هناك مسافة أكبر بين الذرات.
في التوصيل ، يتم نقل الحرارة دون خلط كبير. يخضع معدل نقل الحرارة من خلال التوصيل لقانون توصيل الحرارة من Fourier.
التوصيل هو كيفية تدفق الحرارة بين كائنين صلبين في درجات حرارة مختلفة ولمس بعضهما البعض (أو بين جزءين من الجسم الصلب نفسه إذا كانا في درجات حرارة مختلفة).
مثال عملي هو المشي حافي القدمين على أرضية حجرية وسوف تشعر بالبرد لأن الحرارة تتدفق بسرعة خارج الجسم على الأرض من خلال القيادة.
مثال آخر هو تحريك مقلاة الشوربة بملعقة معدنية وسيتعين عليك قريبًا العثور على مقلاة خشبية في مكانها: لأن الحرارة تنتقل بسرعة على طول الملعقة عن طريق توجيه الحساء الساخن إلى أصابعك.
الحمل الحراري
يُعرف انتقال الحرارة بين السطح والسوائل أو الغاز المتحرك باسم الحمل الحراري.
كلما تحرك السائل أو الغاز بشكل أسرع ، يزداد انتقال الحرارة الحراري. أنواع الحمل الحراري الموجودة هي الحمل الحراري الطبيعي والحمل القسري.
الحمل الطبيعي هو عندما تنجم حركة السائل عن الذرات الساخنة في السائل ، حيث تتحرك الذرات الساخنة للأعلى ، نحو أبرد الذرات في الهواء ويتحرك السائل لأسفل تحت تأثير الجاذبية.
الحمل القسري هو المكان الذي يُجبر فيه السائل على السير على السطح بواسطة مروحة أو مضخة أو مصدر خارجي آخر.
في الحمل الحراري ، يتم نقل الحرارة إلى مائع متحرك على السطح يتدفق فوقه عبر الانتشار الجزيئي المشترك وتدفق الكتلة.
الحمل الحراري ينطوي التوصيل وتدفق السوائل. يخضع معدل نقل الحرارة الحراري إلى قانون نيوتن للتبريد.
الحمل الحراري هو الطريقة الرئيسية التي تتدفق بها الحرارة عبر السوائل والغازات. مثال على ذلك هو وضع قدر من الحساء السائل البارد على الموقد وإضاءة الشعلة. الحساء في أسفل المقلاة ، أقرب إلى الحرارة ، يسخن بسرعة ويصبح أقل كثافة من الحساء البارد أعلاه.
ترتفع درجة الحرارة لأعلى حساء ، بينما يقع حساء البرودة فوقه ، ليحل محله. قريبا جدا هناك تداول للحرارة يمر عبر المقلاة. شيئًا فشيئًا ، يتم تسخين المقلاة بأكملها.
إشعاع
يُعرف انتقال الحرارة عبر الفضاء الخالي بالإشعاع. لا يوجد وسيلة ضرورية في هذا النوع من نقل الحرارة ؛ يعمل الإشعاع حتى من خلال فراغ مثالي. على سبيل المثال ، تنتقل طاقة الشمس عبر فراغ الفضاء قبل أن يسخن انتقال الحرارة الأرض.
في الإشعاع ، يتم نقل الحرارة في شكل طاقة مشعة أو حركة موجية من جسم إلى جسم آخر. لا توجد وسيلة لحدوث الإشعاع. يعتمد معدل الإشعاع الحراري الذي يمكن أن ينبعث من سطح عند درجة حرارة ديناميكية على قانون ستيفان-بولتزمان.
الإشعاع هو الشكل الرئيسي الثالث الذي تنتقل به الحرارة. التوصيل يحمل الحرارة من خلال المواد الصلبة. الحمل الحراري يحمل الحرارة من خلال السوائل والغازات. لكن الإشعاع يمكن أن ينقل الحرارة عبر الفضاء الخالي ، حتى من خلال الفراغ الكلي.
إن كل ما يتم على الأرض تقريبًا مدفوعًا بالإشعاع الشمسي الذي يُشع إلى الكوكب من الشمس عبر الظلام والظلام الفارغ في الفضاء. ولكن هناك أيضا الكثير من الإشعاع الحراري على الأرض.
مثال على ذلك يجلس بالقرب من النار متموج الخشب ويشعر الحرارة تشع في الخارج وحرق الخدين.
ليس على اتصال مع النار ، وبالتالي فإن الحرارة لا تصل عن طريق التوصيل ، وإذا كانت في الهواء الطلق ، فإن الحمل الحراري ربما لا يكون سائداً بما فيه الكفاية.
بدلاً من ذلك ، تنتقل الحرارة التي يتم الشعور بها عن طريق الإشعاع ، في خطوط مستقيمة ، بسرعة الضوء ، يحملها نوع من الكهرومغناطيسية تسمى الأشعة تحت الحمراء..
مراجع
- ريدي ، خامسا (2017). "طرق نقل الحرارة". تم الاسترجاع من me-mechanicalengineering.com.
- فريق التحرير في قاعة الفيزياء. (2016). "طرق نقل الحرارة". تم الاسترجاع من physicsclassroom.com.
- روس ، م. (2009). "الحرارة". تم الاسترجاع من whatis.techtarget.com.
- Neese، B. (2017). "ثلاثة أنواع من نقل الحرارة". تعافى من sciencing.com.
- Meng، A & Meng، H. (2017). "ثلاث طرق لنقل الحرارة: التوصيل والحمل الحراري والإشعاع". تعافى من vtaide.com.
- فريق محرر Ipac. (2017). "كيف تسافر الحرارة؟" تعافى من coolcosmos.ipac.caltech.edu.
- محرر المعلوماتية. (2003). "كيف يتم نقل الحرارة؟ التوصيل - الحمل الحراري - الإشعاع ". تم الاسترجاع من edinformatics.com.