طرق انتقال الحرارة
انتقال الحرارة
الحرارة شكلٌ من أشكال الطاقة، هي عبارةٌ عن حركة الذرات داخل جسم الإنسان كما أنها جزيئاتٌ غير مرئيةٍ، يمكن الإحساس بها من حولنا، والحرارة عنصرٌ هامٌ في حياتنا حيث تقوم الحياة عليها فدونها تموت الكائنات الحية لأنها مصدرٌ أساسي للحياة، فالنباتات مثلًا تعتمد على حرارة الشمس حتى تحصل على غذائها من خلال عملية البناء الضوئي، وتنتقل الحرارة من الجسم الأكثر حرارةً إلى الجسم الأقل حرارةً حتى يحصل بينهما عملية التوازن، حينها يتوقف الانتقال الحراري بين الجسمين، وتقاس الحرارة بوحدة الجول والكالوري، وهناك طرقٌ متخلفةٌ لانتقال الحرارة من حيث العملية الميكانيكية أما في العمليات التطبيقية فإنها تشترك بالتوازي مع واحدةٍ أو اثنتين في توزيع الطاقة، وسنقدم معلومات مهمة حول طرق انتقال الحرارة خلال هذا المقال.
مصادر الطاقة
- منذ قديم الزمان كانت الشمس هي مصدرِ الطاقة الوحيد فالأشعة الصادرة منها تمد الأرضَ بالحرارة لبقاء الكائنات الحيّّة على قيد الحياة وتساعدها على الاستمرارية.
- استطاع الإنسان مع تطور الزمن توليد الطاقة الحرارية من خلال التفاعلات الكيميائية كالاحتراق.
- التفاعلات النووية: ومن أشهرها تلك التفاعلات النووية الناجمة عن الشمس.
- الإشعاعات الكهرومغناطيسي: كالمواقد الكهرومغناطيسية.
- الحرارة الناجمة عن الاحتكاك بين الأجسام.
المواد الناقلة للحرارة
- المواد الموصلة للحرارة: وهي المواد التي تسمح بتوصيل الحرارة من خلالها ومن الأمثلة على مصادرها: الحديدُ والنحاس.
- الموادُ غير الموصلةِ للحرارةِ: هي المواد التي لا تسمح بمرور الحرارة ومن الأمثلة على مصادرها: البلاستيك.
طرق انتقال الحرارة
- التوصيل: وهي عملية انتقال الحرارة من ملامسة جسمين، تنتقل الحرارة من الجسم الساخن إلى الجسم الباردِ، ويتم ذلك بطريقةٍ مباشرةٍ حتى يصل مرحلة التساوي وتتوقف عملية توصيل الحرارة بحيث يصبح كلا الجسمين متساويين في الحرارة وتسمى هذه العملية التوازن الحراري، ومن الأمثلة على هذه الطريقة تسخين قضيبٍ حديدي من جهةٍ واحدة ونلاحظ أن الحرارة انتقلت من جهةٍ إلى أُخرى.
- الحمل: وهذه الطريقة تحدث في الأوساطِ السائلة والغازية ويحدث فرق الكثافة، ففي السوائلِ الأبرد هي أكثر كثافةٍ أما الساخنة هي الأقل كثافةً، والغازاتُ الأسخن ذات الكثافة الأقل ترتفع إلى الأعلى والباردةُ تنخفض إلى الأسفل، وعندما تبرد الغازات الساخنة تنخفض إلى الأسفل وترتقع الأكثر حرارة وتسمى تلك العملية تيارات الحمل.
- الإشعاع: تتميز هذه الطريقة بأنها لا تحتاج إلى تماسٍ ولا تواصلٍ بين أي جسمين، حيثُ تنتقلُ الحرارة من مصدرها مباشرةً إلى المحيطِ الخارجي، وهناك الكثير من المصادرِ الحرارية التي تُشع حرارةً وتزود ما حولها من طاقتها الحرارية على شكل موجات كهرومغناطيسية وتنتقل تلكَ الموجاتُ من خلالِ الفراغ ولا تحتاج إلى وسيطٍ معين.
