الحمل الحراري

La الحمل الحراري إنها عملية تحدث في الطبيعة يتم من خلالها نقل الحرارة بين المواد السائلة أو الغازية أو السائلة ذات السوائل والصلبة والسائلة ، إلخ. كل هذه المجموعات ممكنة عندما نتحدث عن عملية التبادل الحراري هذه والتي يكون فيها كلا الجسمين ، بغض النظر عن الحالة التي يوجدان فيها ، درجات حرارة مختلفة. الحمل الحراري عملية مهمة في علم الأرصاد الجوية تتضمن انتقال الحرارة بين الكتل الهوائية.

هل تريد معرفة المزيد عن الحمل الحراري؟ في هذه المقالة سوف نشرح كل شيء عنها.

انتقال الحرارة

نقل الحرارة هو الشيء الرئيسي في الحمل الحراري. لا يهم حالة كل جسد ، يمكن أن يحدث الحمل الحراري طالما كان هناك اختلاف ملحوظ في درجة الحرارة. هذه عملية نستفيد منها لتسخين الماء في إناء. عندما يلتقي جسمان بدرجات حرارة مختلفة ، يحدث ما نعرفه بالتدفق الحراري. الجسم ذو أعلى درجة حرارة هو الذي ينقل الحرارة إلى أقلها.

هذا هو أحد الأسباب التي تجعلنا نشعر بالحرارة عندما نضع يدنا بالقرب من الموقد. الموقد لا ينقل تلك الحرارة. هناك أيضًا عمليات أخرى لنقل الحرارة مثل الإشعاع والتوصيل والتي يتم شرحها بالتزامن مع الحمل الحراري ، لذلك سنراجعها أيضًا لاحقًا.

تعتبر كل من السوائل والغازات سوائل. حركة جزيئاتها مسؤولة عن قدرة الحرارة على إنشاء تدفق بين الجسمين. تعني الموصلية الحرارية السيئة أن العجين يجب أن يجبر على الاستخلاص أو إعطاء الحرارة. للقيام بذلك ، يبرد أو يسخن المواد الصلبة أو السائلة.

يتم استخدام مبادل حراري في الغلايات. يتكون هذا من أنبوب معدني حيث يدور الماء بداخله. في الخارج سيكون لدينا غاز عند درجة حرارة عالية جدًا. من خلال عملية الحمل الحراري ، سيكون الغاز قادرًا على التخلي عن حرارته إلى الأنبوب المعدني وسيستقبله الماء عن طريق التوصيل. يسخن الأنبوب ويعطي الحرارة للمياه المتدفقة في الاتجاه الآخر. هذا الماء ، الذي يتلقى الحرارة عن طريق الحمل الحراري ، يسخن ليصبح بخارًا.

القيادة

يعد نقل الحرارة المباشر وغير المباشر من أكثر الموضوعات التي نوقشت كثيرًا عندما يتعلق الأمر بالطاقة. في الأجهزة الكهربائية المنزلية نستخدم التدفئة وتكييف الهواء لنقل الحرارة أو البرودة. هذه الأجهزة لها أيضًا خسائر في الطاقة. العالمية بين كمية الطاقة التي نستخدمها والتي نفقدها يؤهل ككفاءة في استخدام الطاقة وهو متغير مهم يجب أخذه في الاعتبار في السعر النهائي للمنتج.

القيادة هي العملية التي يفهمها الجميع بسهولة. يتعلق الامر ب انتقال الحرارة بين نقطتين عند درجات حرارة مختلفة. يحدث هذا النقل دون أن يكون هناك تبادل للأمور بينهما. مثال بسيط: لدينا قضيب معدني يكون أحد طرفيه عند 80 درجة والآخر عند درجة حرارة الغرفة. إذا لم يكن هناك أي تأثير خارجي آخر ، فسيحدث انتقال الحرارة الموصلة من الطرف الساخن إلى الطرف البارد. سيؤدي ذلك إلى تسخين النهاية الباردة. ماذا نقول أن القيادة تعتمد كليًا على نوع المادة التي نتحدث عنها. إن الحديث عن قضيب معدني يختلف عن العارضة الخشبية. الموصلية عنصر يجب أخذه في الاعتبار في هذه العملية الفيزيائية لتبادل الطاقة.

إشعاع

عملية أخرى يتم من خلالها تبادل الحرارة هي الإشعاع. كما نستخدمه بكثرة في المنزل. إنها الحرارة التي يبعثها الجسم بسبب درجة حرارته ولكن دون اتصال بين الأجسام. رأينا أنه في التوصيل يجب أن يكون هناك احتكاك بين الأجسام أو امتداد للحرارة عبر نفس الجسم. ما لا يمكن أن يكون هو تبادل المادة. في هذه الحالة ، يمكن أن يسخن الجسم الأكثر دفئًا إلى البرودة دون لمسه.

في هذا النوع من العمليات ، سنرى تبادلًا حراريًا بواسطة الحقيقة البسيطة هي أن الجسم أكثر سخونة من الآخر. لكي يتم إدراك هذه العملية ، من الضروري أن يكون الجسم الأكثر دفئًا في درجة حرارة عالية جدًا. يمكن رؤية مثال بسيط على ذلك في الصيف عندما تذهب إلى الشاطئ. عندما تترك السيارة متوقفة وتمضي الساعات ، تعود للحصول على شيء ما وعندما تلمس معدن الأبواب ، تحترق بسبب سخونتها. تقع الشمس على مسافة بعيدة جدًا ، ومع ذلك ، من خلال الإشعاع ، يمكنها نقل هذه الحرارة إلى السيارة.

في حالة الإشعاع ، نأخذ في الاعتبار أيضًا نوع المادة التي نتعامل معها. يسخن السطح الخشبي ولكنه غير قادر على تخزين نفس القدر من الحرارة بسبب خصائصه العازلة.

أنواع الحمل

بمجرد أن شرحنا عمليات نقل الحرارة المحتملة الموجودة ، سنقوم بحساب أنواع الحمل الحراري الموجودة. يمكن أن يحدث انتقال الحرارة بالحمل بعدة طرق وهي:

• قسري: يتم تنفيذه من خلال مروحة ، في حالة الهواء ، أو مضخة ، في حالة الماء ، حيث ينتقل السائل عبر منطقة ساخنة ويتم نقل الحرارة إلى منطقة باردة.
• طبيعي: يحدث عندما يستخرج السائل الحرارة من المنطقة الساخنة ويغير كثافتها. يؤدي ذلك إلى تحركها نحو أبرد منطقة حيث ستتخلى عن حرارتها.

لفهم الأنواع المختلفة للحمل الحراري بشكل أفضل ، سنقدم مثالاً. إذا قمنا بتشغيل المبرد ، فعلينا انتظار ارتفاع درجة الحرارة. إذا وضعنا أيدينا على المبرد على مسافة قصيرة ، فسنرى أن هناك تدفقًا طبيعيًا تمامًا للهواء ، حيث يميل الهواء الساخن إلى الارتفاع. يسخن الهواء المحيط وتنخفض كثافته ، مما يجعله أقل وزنًا. وبالتالي ، فإنه يتدفق لأعلى مما يتسبب في مرور الهواء مرة أخرى ، ويجدد نفسه باستمرار. يبدو الأمر كما لو كانت عملية دورية.

آمل أن تتمكن من خلال هذه المعلومات من معرفة المزيد عن الحمل الحراري ونقل الحرارة.