أريد شرح موضوع انتقال الحرارة بالتوصيل والحمل والاشعاع

عملية نقل الحرارة

يتم نقل الحرارة بطرق مختلفة:

(1) التوصيل الحراري

(2) الحمل الحراري

(3) الإشعاع الحراري

يمكن نقل الحرارة بمزيج من هذه الطرق في نفس الوقت

أولا ، التوصيل الحراري

إنه نقل الحرارة من خلال تبادل الطاقة الحرارية بين جزيئات الوسط دون نقل هذه الجزيئات.

عندما يكون هناك اختلاف في درجة الحرارة بين نقطتين في الجسم ، تتدفق الحرارة من النقطة الساخنة إلى النقطة الباردة ، حيث تتناسب طاقة الجزيء مع النقطة الساخنة مع النقطة الباردة الأخرى.

– عندما نقوم بتسخين عمود حديدي على جانب واحد ، تنتقل الحرارة عن طريق التوصيل الحراري إلى الجانب. آلية انتقال الحرارة بالتوصيل الحراري آلية معقدة وتختلف من مادة إلى أخرى.

يتم تصنيف المواد بشكل عام إلى ثلاث فئات:

(1) المعادن: لها موصلية حرارية جيدة (مثل: النحاس والفضة والمعادن بشكل عام)

(2) المواد العازلة: الموصلية الحرارية ضعيفة (مثل الخشب والزجاج)

(3) أشباه الموصلات: لها حالة وسيطة في التوصيل الحراري بين المعادن والمواد العازلة ، وتتحسن الموصلية الحرارية لها مع زيادة درجة الحرارة (مثل الكربون والجرمانيوم).

يتم نقل الحرارة في عملية التوصيل بإحدى طريقتين أو كليهما:

(1) بواسطة الإلكترونات الحرة داخل المادة:

كما في المعادن. عندما تكتسب هذه الإلكترونات طاقة حرارية ، تزداد طاقتها الحركية ، وتنتقل إلى مناطق ذات درجات حرارة منخفضة وتصطدم بالإلكترونات الموجودة فيها ، مما يؤدي إلى نقل جزء من طاقتها الحركية ، مما يؤدي إلى زيادة درجة حرارتها.

(2) بواسطة الجزيئات التي يتألف منها الجسم

حيث تكتسب الجسيمات الموجودة في الطرف الساخن طاقة حركية ، مما يزيد من اتساع اهتزازاتها حول مواقعها ، وتصطدم بالجسيمات المجاورة لها ، والتي بدورها تكتسب الطاقة التي تنقلها أيضًا إلى جيرانها ، وهكذا.

• غالبًا ما تتمتع المواد ذات الموصلية الحرارية الجيدة بموصلية كهربائية جيدة.

• يتم تنفيذ الجزء الأكبر من عملية التوصيل الحراري في المعادن بواسطة الإلكترونات الحرة.

• في المواد العازلة التي لا تحتوي على إلكترونات حرة ، يحدث التوصيل عن طريق تذبذب جزيئاتها.

تختلف درجة التوصيل الحراري حسب نوع المادة: المواد الصلبة والسوائل والغازات.