الفرق بين انتقال الحرارة الحراري والحمل الحراري

المحتوى

• نقل الحرارة الحراري
• أمثلة على الحمل الحراري
• نقل الحرارة Advection
• أمثلة من Advection
• أنواع أخرى من نقل الحرارة

إذا كنت قد أمسك بأي وقت من الأوقات بالمقبض المعدني للوعاء الذي يتم تسخينه على نار المخيم ، فقد عانيت من نقل الحرارة بشكل مؤلم. هناك أربع طرق يتم بها نقل الحرارة من كائن إلى آخر: التوصيل والإشعاع والحمل الحراري والالتحام الحراري. تتدفق الحرارة دائمًا تقريبًا من كائن درجة الحرارة الأعلى إلى الأسفل ، مما يؤدي إلى تغيير الطاقة الداخلية لكلا الكائنين في العملية. الفرق الرئيسي بين انتقال الحرارة الحراري والحمل الحراري هو اتجاه التبادل.

نقل الحرارة الحراري

نقل الحرارة الحراري ينطوي على نقل الحرارة من خلال حركة جزيئات الوسط. يجب أن يكون هذا الوسيط غازًا أو سائلًا ، مما يسمح بالحركة. يعمل الحمل الحراري دائمًا على نقل الحرارة في المستوى الرأسي. هذه الحركة مدفوعة باختلافات في كثافة الوسط ، وبالتالي الطفو. تمدد الجزيئات المُسخَّنة ، مما يؤدي إلى انخفاض الكثافة ؛ تصبح هذه الجسيمات أكثر ازدهارًا من الجسيمات المحيطة ، مما يتسبب في ارتفاعها. مع ارتفاعها ، يتم نقل الحرارة إلى أجزاء أكثر برودة من الوسط الموجود فوقها.

أمثلة على الحمل الحراري

يحدث انتقال الحرارة الحراري عندما يتم تسخين قدر من الماء. عندما تكون جزيئات الماء الأقرب إلى مصدر الحرارة دافئة ، فإنها تتوسع. هذا التوسع يقلل من كثافتهم ويبدأون في الارتفاع ؛ هذا هو ما يجعل الماء في وعاء يغلي. يوفر الغلاف الجوي أيضًا مثالًا على انتقال الحرارة الحراري. عندما يتم تسخين حزمة من الهواء بواسطة الطاقة الشمسية - نقل حرارة الإشعاع - يتم توسيع حزمة الهواء ، مما يقلل من كثافته. هذا يزيد من الطفو ويؤدي إلى ارتفاع في الغلاف الجوي. هذا ينتج جوًا غير مستقر مع تدفق عمودي للهواء.

نقل الحرارة Advection

يختلف انتقال حرارة Advection عن الحمل الحراري حيث تقتصر حركة الحرارة على المستوى الأفقي. لا يتم تشغيل هذا النوع من نقل الحرارة بتغيرات في الكثافة ، ولكنه يتطلب قوة خارجية ، مثل الرياح أو التيارات ، لتحل محل جزيئات الوسيط. عندما تتحرك الجزيئات أفقياً إلى أنظمة أكثر حرارة أو برودة ، يتم نقل الحرارة.

أمثلة من Advection

المثال الرئيسي للانتقال الحراري advection هو حركة جبهات الأرصاد الجوية. تمثل هذه الجبهات كتل الهواء البارد أو الهواء الدافئ التي يتم نقلها أفقياً على السطح بواسطة الرياح ؛ نظرًا لأن كتل الهواء تواجه هواء أكثر دفئًا أو برودة ، يتم تبادل الحرارة بين النظامين. تيارات المحيط هي مثال آخر على انتقال الحرارة التصاقي. بدلاً من العمودي ، تحرك التيارات ماء دافئ أو بارد في اتجاهات أفقية. نظرًا لتفاعل هذه المياه مع المساحات الأكثر دفئًا أو برودة من الماء ، يتم تبادل الحرارة بينها.

أنواع أخرى من نقل الحرارة

الأنواع المتبقية من نقل الحرارة هي التوصيل والإشعاع. التوصيل ينقل الحرارة من كائن إلى آخر بدون حركة ؛ يتم نقل الحلمة من جزيء إلى جزيء. يحدث هذا النوع من نقل الحرارة فقط في المواد الصلبة. مقبض وعاء ساخن هو مثال على التوصيل. نقل الحرارة الإشعاعية ينطوي على نقل الحرارة عن طريق الموجات الكهرومغناطيسية للطاقة. مثال على الإشعاع هو ضوء الشمس. عندما تصطدم هذه الموجات بالجزيئات الأخرى ، فإنها تتسبب في اهتزازها أو تسخينها.