انتقال الطاقة الحرارية من جسم إلى آخر
انتقال الحرارة هو فرع من الهندسة الحرارية يهتم بتوليد الطاقة الحرارية (الحرارة أو كمية الحرارة) واستخدامها وتحويلها وتبادلها بين المنظومات الفيزيائية. يصنف انتقال الحرارة إلى آليات مختلفة مثل التوصيل الحراري، والحمل الحراري، والإشعاع الحراري، وانتقال الطاقة بالتحولات الطورية. يدرس المهندسون أيضًا انتقال الكتلة مختلفة الصنف الكيميائي، سواءً ساخنة أو باردة، لتحقيق انتقال الحرارة. في حين تتمتع هذه الآليات بمزايا مختلفة، فإنها غالبًا ما تحدث بشكل متزامن في نفس المنظومة.
توصيل الحرارة، ويسمى أيضًا الانتشار الحراري، هو التبادل الميكروسكوبي المباشر للطاقة الحركية للجزيئات عبر حدود المنظومتين. حين يمتلك شيء ما درجة حرارة مختلفة عن جسم آخر أو عن محيطه، تتدفق الحرارة حتى يصل الجسم ومحيطه إلى نفس درجة الحرارة، فيما يدعى بالتوازن الحراري. يحدث انتقال الحرارة العفوي (الطبيعي) هذا دائمًا من منطقة ذات درجة حرارة مرتفعة إلى منطقة أخرى منخفضة درجة الحرارة، كما يصف قانون الديناميكا الحراري الثاني.
يحدث انتقال الحرارة بالحمل عندما يحمل تيار جارٍ من المائع (سائل أو غاز) المتدفق الحرارة مع تدفق المادة في المائع. قد يكون تدفق المائع مدفوعًا بعمليات خارجية، أو في بعض الحالات (في الحقول الثقالية) بواسطة قوى الطفو التي يسببها تمديد الطاقة الحرارية للمائع (كما في أعمدة الدخان)، مؤثرةً بذلك على انتقالها نفسها -أي الطاقة الحرارية-. غالبًا ما تدعى العملية الأخيرة «الحمل الطبيعي». كل العمليات الحملية تحرك الحرارة جزئيًّا بالانتشار (التوصيل) أيضًا. شكل آخر من الحمل هو الحمل القسري. في هذه الحالة يجبر المائع على الجريان باستخدام مضخة، أو مروحة، أو وسيلة ميكانيكية أخرى.
يحدث الإشعاع الحراري عبر الخلاء أو أي وسط شفاف (صلب أو سائل أو غاز). وهو انتقال الطاقة عن طريق الفوتونات في الموجات الكهرطيسية والمحكوم بنفس القوانين.
انتقال الطاقة الحرارية من جسم إلى آخر (1 نقطة) ؟
الإجابة : الطاقة الحراريةوهي شكل معهود من أشكال الطاقة، يتم انتقالها عن طريق التوصيل أو الإشعاع أو الحمل. حيث يتم انتقال الحرارة دائما من الجسم الساخن إلى البارد. ويتسبب انتقال الحرارة من جسم إلى جسم ارتفاع درجة حرارته.
الطاقة الحرارية هي أول ماعرفه الإنسان عن الطاقة، بصرف النظر عن معرفته أو عدم معرفته بأن أشعة الشمس هي أيضا نوع من أنواع الطاقة. كانت سيطرة الإنسان الأول على الطاقة الحرارية من خلال إيقاد النار سببًا رئيسيًا في تطوره الحضاري. وحتى الآن تلعب الطاقة الحرارية دورًا هامًا يوميًا في حياتنا، فنحن نطهو الطعام بها، ونولد منها في المحطات الحرارية الطاقة الكهربائية، كما أننا نستغلها في إدارة المحركات مثل الآلة البخارية ومحرك الاحتراق الداخلي والمحرك النفاث والصواريخ.
يمكن تحويل الطاقة الحرارية إلى أي نوع آخر من الطاقة مثل الطاقة الميكانيكية كما في السيارة، أو طاقة كهربائية كما في محطة الطاقة الكهربائية أو طاقة إشعاعية كما في النار أو في النجوم وغيرها.
لهذا حظيت الطاقة الحرارية منذ القدم بالدراسة، وصيغت قوانينها خلال القرن التاسع عشر فيما يسمى علم الحركة الحرارية (ترموديناميكا).
تقاس الطاقة الحرارية بوحدة سعرة أو بوحدة جول.
تعرف الطاقة الحرارية Eth لمادة بالمعادلة:
حيث:
- c الحرارة النوعية,
- m الكتلة
- T درجة الحرارة المطلقة ، كلفن.
عندما تكتسب المادة حرارة ترتفع طاقة الحركة لجزيئاتها وتظهر في صورة طاقة حرارية، وتخفض افتقاد جسم للحرارة من طاقة حركة جزيئاته. فالطاقة الحرارية هي طاقة حركية وتلك الحركة تظهر كحركة عشوائية لجزيئات المادة في الغازات والسوائل، وحركة اهتزازية للشبكة البلورية للمادة الصلبة وينقلها ما يسمى فوتون.
إذا كانت الطاقة الحركية لجميع جزيئات مادة ما مساوية للصفر، فتكون درجة حرارته عند الصفر المطلق حيث الكتلة m والحرارة النوعية c دائما لا تصلان إلى الصفر. ومقياس درجة الحرارة هي كلفن وهي المرجع لمقاييس درجة الحرارة مثل الدرجة المئوية أو الدرجة فهرنهايت. درجة الصفر المطلق هي -16 و273 بدرجة الحرارة المئوية.