انواع انتقال حرارت چیست؟

انتقال حرارت در طبیعت به جهان اجازه می دهد تا در قالب ای که همه ما آن را عادت داریم وجود داشته باشد. دشوار است که بگوییم جهان چگونه به نظر می رسد، روند انتقال حرارت حتی برای یک لحظه ناپدید می شود. بیایید نگاه دقیقتری به نوع انتقال حرارت داشته باشیم و آنچه در این اصطلاح بدانیم.

با توجه به تعریف عمومی پذیرفته شده، انتقال گرما یک فرایند فیزیکی است که در آن انرژی حرارتی در یک جهت یا در بین چندین بدن با درجه های مختلف گرما توزیع می شود. فرآیند متوقف می شود زمانی که درجه حرارت برابر است یا، به عبارت دیگر، زمانی که تعادل ترمودینامیکی رسیده است.

بیایید فهرستی از نوع انتقال اولیه گرما را بیان کنیم: انتقال حرارت، هدایت گرما، تابش. تمام انواع دیگر ممکن است ترکیبی از دو یا چند روش اساسی باشد. این نکته همیشه باید مورد توجه قرار گیرد.

همجوشی برای همه از دوران کودکی آشنا است. کلمه بسیار لاتین "convectio" به معنی انتقال است. در نتیجه، زمانی که گرماگیر اتفاق می افتد، انتقال گرما توسط جریانات ماده انجام می شود. این ویژگی برای گازها و مایعات است، هرچند گاهی اوقات در برخی از مواد فله ای رخ می دهد. بیایید یک روز گرم تابستان را تصور کنیم: بالای سطح زمین گرم، قابل توجهی یک حس نور است - این تحریف با افزایش جریان هوا توضیح داده می شود. با گذشت زمان، هنگامی که اثر حرارت از اشعه خورشید متوقف می شود، فرایند برابر کردن دما از سطح زمین و هوا آغاز می شود: خاک انرژی حرارتی را به لایه های پایین تر از اتمسفر متصل می کند (این یک مکانیسم ترکیبی از انتقال حرارت است) که بالا می رود، جایگزین شده توسط توده های هوای سردتر می شود. مثال دیگر این است: دوباره آبگرفتگی را در یک ظرف آب قرار دهید و آن را روشن کنید. با مشاهده دقیق، جریانهای جابجایی آب قابل توجه است. توده های داغ از منبع گرما آویزان می شوند و در جای خود می آیند.

چه چیزی می تواند بهتر از گفتگوی جالب در یک فنجان چای داغ در یک شب سرد زمستانی باشد؟ در عین حال به اندازه کافی برای یک لحظه حواس پرت شده است و لبه قاشق یک قاشق فلزی را نگه دارید تا بتوانید دست خود را سریع ببندید و از سوختن اجتناب کنید. دلیل آن ساده است - برخی از انواع انتقال حرارت به سرعت قاشق فلزات را به دمای آب در جام تبدیل می کند. ما درباره هدایت گرما صحبت می کنیم. وضعیت هایی که در آن شما می توانید با این نوع انتقال حرارت ملاقات کنید، مقدار زیادی است. بیایید تعریفی ارائه دهیم: هدایت حرارتی انتقال انرژی حرارتی از یک قسمت گرمتر بدن به یک چای سرد با استفاده از ذرات تشکیل دهنده بدن (الکترون ها، اتم ها، مولکول ها) است. یک مورد خاص انتقال گرما بین اشیاء مختلف در تماس است. مواد مختلف هدایت حرارتی مختلفی دارند. بنابراین، اگر یک انتهای یک نوار چوبی را حرارت داده باشید ، سپس دوم، سرد خواهد شد. اما اگر شما یک آزمایش با یک میله فلزی انجام دهید، نتیجه برعکس خواهد بود. این تفاوت به دلیل تفاوت ساختار داخلی مواد است.

با توجه به انواع انتقال گرما، می توانیم اشاره ای به انتقال گرما با تابش ندهیم. منبع گرما امواج الکترومغناطیسی را با طول موج تا 1000 میکرومتر (قسمت مادون قرمز طیف) تولید می کند. شدت شار تابشی و دمای بدن گرم شده در همبستگی مستقیم است. برای فهمیدن اینکه چگونه انتقال تابش گرما، به اندازه کافی برای انجام یک آزمایش کوچک - برای روشن کردن آتش و قرار دادن یک شیشه شفاف بین خود و با آتش. با وجود مانع، گرما همچنان منتقل خواهد شد. یا گربه را نگاه کنید، که در زمستان بر روی پنجره زیر آفتاب قرار گرفته است. این ساده است - در این مثال ها، انرژی حرارتی توسط تابش منتقل می شود. یکی از ویژگی های این روش انتقال حرارت، استقلال رسانه های متوسط است. اگر در حین انتقال، ماده توسط خود ماده (گاز) صورت گیرد و در صورت هدایت حرارتی - توسط ذرات، پرتو به "واسطه ها" نیاز ندارد. بنابراین، خورشید گرما را از طریق خلاء به طور دقیق از طریق تابش انتقال می دهد.