سبب انتقال الطاقة الحرارية بين جسمين متلامسين هو

هل تبحث عن طريقة لفهم كيفية انتقال الطاقة من جسم إلى آخر؟ هل تساءلت يومًا لماذا يشعر جسمان بدرجات حرارة مختلفة عندما يتلامسان مع بعضهما البعض؟ في منشور المدونة هذا، سنستكشف علم نقل الحرارة وكيف يعمل.

مقدمة

نقل الطاقة الحرارية بين جسمين على اتصال هي عملية تحدث من خلال التوصيل. هذا هو نقل الطاقة الحرارية من مادة إلى أخرى عن طريق الاتصال المباشر. من المبادئ العامة أن الاختلاف في درجة الحرارة، وليس المحتوى الحراري، يتسبب في انتقال الحرارة من جسم إلى آخر. بمعنى آخر، ينقل الجسم الأكثر سخونة مزيدًا من الحرارة إلى الجسم الأكثر برودة.

الحمل الحراري هو حركة الطاقة الحرارية عبر السوائل أو الهواء.

الحمل الحراري هو الآلية الأساسية التي يتم من خلالها نقل الحرارة من الجسم الأكثر سخونة إلى الجسم الأكثر برودة. يحدث هذا بسبب انتقال الطاقة الحرارية من الجسم الأكثر سخونة إلى الهواء أو السوائل المحيطة. ثم ينقل الهواء أو السائل هذه الطاقة إلى الجسم الأكثر برودة.

يعد نقل الحرارة من خلال التوصيل والحمل أمرًا مهمًا لكوكبنا لأنه يساعد في الحفاظ على دفء الأشياء. كما يسمح بتبادل الطاقة الحرارية بين سطح الأرض والغلاف الجوي. تساعد هذه العملية في الحفاظ على درجة حرارة مريحة على الأرض.

ما هو انتقال الحرارة؟

نقل الحرارة هو نقل الطاقة الحرارية بين جسمين على اتصال. يحدث هذا من خلال ثلاث طرق أساسية: الإشعاع، والحمل الحراري، والتوصيل. الإشعاع هو نقل الطاقة الحرارية من جسم إلى آخر من خلال انبعاث الإشعاع الكهرومغناطيسي. الحمل الحراري هو نقل الطاقة الحرارية بين جسمين بواسطة حركة السوائل. أخيرًا، التوصيل هو نقل الطاقة الحرارية بين جسمين عن طريق الاتصال المباشر.

عندما يتلامس جسمان، سيتم نقل الحرارة من خلال التوصيل. هذه أسهل طريقة لنقل الطاقة الحرارية بين الجسمين، حيث لا تتطلب أي حركة للسوائل أو الذرات. باتباع هذه الخطوات واتباع مبادئ الديناميكا الحرارية، يمكن للمواطنين المصريين التقدم للحصول على تأشيرة دخول إلى أمريكا من مصر باستخدام الطريقة الصحيحة لحالتهم.

ما هو التوصيل؟

التوصيل هو نقل الطاقة الحرارية بين جسمين على اتصال. يحدث هذا عندما يكون كلاهما في نفس درجة الحرارة ويكونان على اتصال مع بعضهما البعض. هذه عملية شائعة تحدث في الحياة اليومية، على سبيل المثال، عندما تلمس مقبض باب معدني بارد خلال فصل الشتاء.

ما هو التوازن الحراري؟

ما هو التوازن الحراري؟ التوازن الحراري هو الحالة التي يكون فيها جسمان على اتصال مع بعضهما البعض ولا يحدث انتقال حراري بينهما. يحدث هذا عندما يكون للجسمين نفس درجة الحرارة. من أجل تحقيق التوازن الحراري، يجب أن يكون لكلا الجسمين كميات متساوية من الطاقة الحرارية.

لماذا يعتبر الاختلاف في درجة الحرارة مهمًا؟

الفرق في درجة الحرارة بين جسمين مهم لسببين. أولاً، من الضروري أن يتم نقل الحرارة. بدون اختلاف في درجة الحرارة، لن يتم نقل أي حرارة. ثانيًا، يحدد الاختلاف في درجة الحرارة بين جسمين نوع انتقال الحرارة الذي سيحدث.

هناك ثلاثة أنواع من نقل الحرارة: التوصيل، والحمل الحراري، والإشعاع.

التوصيل هو أبسط شكل من أشكال نقل الحرارة ويحدث عندما يكون جسمان على اتصال وتكون المادة التي تنقل الحرارة على اتصال مباشر مع المادة التي تستقبل الحرارة. يحدث هذا النوع من نقل الحرارة عندما يكون هناك اختلاف في درجة الحرارة بين الجسمين وهو النوع الأكثر شيوعًا لنقل الحرارة.

الحمل الحراري هو نوع من نقل الحرارة يتطلب تحريك المادة. في الحمل الحراري، ينقل الجسم الأكثر سخونة حرارته إلى الجسم الأكثر برودة عن طريق تحريك الهواء أو الماء. يحدث هذا النوع من نقل الحرارة عندما يكون هناك اختلاف في درجة الحرارة بين الجسمين وغالبًا ما يستخدم لتبريد الجسم.

الإشعاع هو أكثر أشكال نقل الحرارة تعقيدًا ويحدث عندما تنتقل الطاقة عبر الفضاء على شكل موجات. تنتقل الطاقة من الجسم الأكثر سخونة إلى الجسم الأكثر برودة وغالبًا ما يستخدم هذا النوع من نقل الحرارة لتوليد الدفء.

أنواع انتقال الحرارة

هناك ثلاثة أنواع من نقل الحرارة: الإشعاع والتوصيل والحمل الحراري. تنتقل الحرارة من خلال الإشعاع عندما تكون الذرات في جسم واحد في أنواع مختلفة من الحركة عن ذرات الجسم الآخر. يتم نقل الحرارة من خلال التوصيل عندما تكون جزيئات الجسمين على اتصال ويحدث انتقال الطاقة الحرارية من خلال هذه الجزيئات. تنتقل الحرارة من خلال الحمل الحراري عندما تتحرك المادة الساخنة.

عندما يكون جسمان على اتصال، يمكن نقل الحرارة من خلال التوصيل. هذا هو أكثر أنواع نقل الحرارة شيوعًا ويحدث عندما تكون جزيئات الجسمين على اتصال. هذا النوع من نقل الحرارة مهم لأنه يسمح لنا بالحفاظ على درجة حرارة أجسامنا ثابتة.

إشعاع

يسمى نقل الطاقة الحرارية بين جسمين على اتصال بالإشعاع. عملية نقل الطاقة من جسيم إلى آخر مع وجود الجسيمات على اتصال مباشر مع بعضها البعض. يمكن أن يكون الإشعاع بإحدى الطرق أو مجموعة من الطرق ؛ التوصيل أو الحمل الحراري أو الإشعاع.

عندما يتلامس جسمان مع بعضهما البعض، سيتم نقل الحرارة من الجسم الأكثر سخونة إلى الجسم الأكثر برودة. تتم هذه العملية عن طريق الاتصال الجسدي وعادة ما تكون أسرع من نقل الحرارة بالحمل الحراري أو التوصيل. ومع ذلك، يمكن أن يكون الإشعاع أيضًا وسيلة فعالة للغاية لنقل الحرارة بين الأجسام. وذلك لأن الإشعاع لا يتطلب أي وسيط لنقل الطاقة الحرارية من جسم إلى آخر.

على سبيل المثال، عند طهي الطعام في موقد، تنتقل حرارة الموقد مباشرة إلى الطعام. يسمى هذا النوع من نقل الحرارة بالإشعاع المباشر. ومع ذلك، إذا كنت ترغب في طهي الطعام في الميكروويف، فإن أجهزة الميكروويف تنقل الطاقة الحرارية إلى الطعام بشكل غير مباشر. يسمى هذا النوع من نقل الحرارة بالإشعاع غير المباشر.

في كلتا الحالتين، سيتم طهي الطعام لكن العملية ستستغرق وقتًا أطول في الإشعاع المباشر مقارنة بالإشعاع غير المباشر.

التوصيل

عندما يتلامس جسمان مع بعضهما البعض، تنتقل الحرارة من الجسم الأكثر سخونة إلى الجسم الأكثر برودة. يسمى هذا النقل للطاقة الحرارية بالتوصيل. يحدث الحمل الحراري عندما تنتقل الحرارة بين السوائل أو عندما يسخن الهواء ويتحرك. الإشعاع هو نقل الطاقة الحرارية بين الأشياء غير المتلامسة.

الحمل

عندما تكونين حاملاً، يقوم جسمك بنقل الطاقة الحرارية باستمرار بين جسمك والعالم الخارجي. يتم ذلك من خلال كل من التوصيل والحمل الحراري. الحمل الحراري هو العملية التي يتم فيها نقل الحرارة من مكان إلى آخر بواسطة التدرج الحراري. على سبيل المثال، عندما تتعرق، تنتقل الحرارة من جسمك إلى الهواء من حولك بالحمل الحراري. هذا هو السبب في أنه من المهم للغاية أن تحافظي على رطوبتك عندما تكونين حاملاً لتجنب ارتفاع درجة الحرارة.

الحركة الجزيئية ونقل الحرارة

الحرارة عنصر حيوي في حياتنا اليومية. إنه مسؤول عن إبقائنا دافئًا في الشتاء وباردًا في الصيف، ويستخدم حتى لإنتاج الطاقة. تنتقل الحرارة بين جسمين متصلين عبر ثلاث طرق مختلفة: الإشعاع والتوصيل والحمل الحراري. يعتبر الإشعاع أسهل طريقة لنقل الحرارة، حيث يتضمن نقل الطاقة من جزيء إلى آخر دون أي تلامس. الحمل الحراري هو حركة الحرارة بواسطة سائل، مثل الماء أو الهواء. هذا النوع من نقل الحرارة مهم لأنه يسمح للمواد الساخنة بالتشتت بالتساوي ويقلل من فرصة اندلاع الحرائق. أخيرًا، الحمل الحراري مسؤول أيضًا عن التسخين الطبيعي للغلاف الجوي للأرض.