طرق انتقال الحرارة

الطاقة الحرارية

الطاقة توجد في العالم بأشكال عديدة، والطاقة الحرارية هي شكل من أشكال الطاقة المُثيرة للاهتمام كونها تلمس جميع جوانب الحياة التي يعيشها الإنسان وتساعد على فهم الترابط المُعقد في الكون، وعلى الرغم من أنّ الطاقة الحرارية دائما مخفية ولا تُرى بالعين المُجرّدة إلا أنّ انتقالها بين الأجسام والتغير الذي تُحدثه وتفسيرها للشعور بالبرودة قد جعل منها كيان يؤخذ بالاعتبار، حيث يوثّق اكتساب الجسم للحرارة عن طريق تغير في أحد خصائصه الفيزيائية مثل درجة الحرارة أو الحجم أو الطول، أو التغير من صلب إلى سائل والعكس، وهذا المقال يوضّح طرق انتقال الحرارة المُختلفة[١].

طرق انتقال الحرارة

تم الطرح مُسبقًا على أنّ الطاقة الحرارية شكل من أشكال الطاقة وهي ذات تأثير مهم في الحياة، وقبل التطرق الى طرق انتقال الحرارة لا بدّ من معرفة السبب الذي يجعل الحرارة تنتقل بين نقطتين؛ وإجابة ذلك هي الاختلاف في درجة الحرارة بين النقطتين، حيث تنتقل من درجة حرارة أعلى إلى درجة حرارة أقل[١]، أما طرق انتقال الحرارة فهي كالآتي:

انتقال الحرارة بالتوصيل

تنتقل الحرارة بالتوصيل عن طريق وجود معدنين موصلين للحرارة متصلين مع بعضهما البعض حيث تكون درجة أحدهما مُختلفة عن الآخر، ومجهريًا فقد تنتقل الحرارة بين الجُزيئات عن طريق توصيل الذرات للحرارة للذرة المجاورة حتى تصل لحالة الاتزان، ويعتمد مدى موصلية المادة للحرارة على نوع تلك المادة ويتم قياسها بمُعامل التوصيل الحراري حيث يختلف هذا المُعامل من مادة لأخرى[٢].

انتقال الحرارة بالحمل

من طرق انتقال الحرارة أيضًا الانتقال بالحمل وذلك عن طريق وجود مائع من سائل أو غاز يحمِل الحرارة من نقطة إلى أخرى عن طريق الطَفو الناتج من اختلاف الكثافة بين نقطتين، والمتولّد من فرق درجة الحرارة؛ حيث تنتقل الحرارة الباردة في حالة السكون من الأعلى الى الأسفل في حال كان مصدر الحرارة من الأسفل[٢].

انتقال الحرارة بالإشعاع

عندما تمتلك المادة طاقة حرارية عالية وينتج عنها توهّج ساطع، وهذا التوهّج هو إشعاع حراري ينتقل في الفراغ وأي وسط آخر سواء كان صلبًا أو سائلًا أو غازًا، حيث إنّه ناتج من التحركات العشوائية للذرات داخل المادة وينتج عنها إشعاع يحمل الحرارة إلى السطح وينتقل على شكل فوتونات في الموجات الكهرومغناطيسية[٢].

تطبيقات على انتقال الحرارة

التطبيقات على طرق انتقال الحرارة كثيرة وشاملة في الحياة العملية حيث يطَبّق انتقال الحرارة بالتوصيل والحَمِل بشكل أوسع من غيره، والمُبادل الحراري الذي يعمل بانتقال الحرارة عبر الأنابيب المليئة بالسائل هو من أشهر التطبيقات على انتقال الحرارة والذي بدوره يستخدم في التبريد أو التسخين حسب حاجته في المصانع مثلًا وفي محطات الطاقة النووية، حيث يعمل على تبريد البخار الناتج من التوربين المولّد للطاقة الكهربائية والتسخين الأولي للهواء في أفران الاحتراق، يمكن القول أنّ المُبادل الحراري يوجد في كثير من المصانع نظرًا لأهميّته في توفير الطاقة[٣].

المراجع[+]

1. ^ أ ب “Introduction to Heat and Heat Transfer”, libretexts.org, Retrieved 30-12-2019. Edited.
2. ^ أ ب ت “Mechanisms”, www.wikiwand.com, Retrieved 30-12-2019. Edited.
3. ↑ “Heat exchanger”, www.britannica.com, Retrieved 30-12-2019. Edited.