المحتويات
يسخن وعاء فلزي موضوع على موقد بطريقة ؟
بدايةً إن 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.
ما هي طريقة انتقال الحرارة التي تحدث عند تسخين وعاء فلزي موضوع على موقد ؟
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.
يسخن وعاء فلزي موضوع على موقد بطريقة
آليات انتقال الحرارة
الأوضاع الرئيسية لانتقال الحرارة هي:
النقل
النقل هو آلية انتقال مائع من مكان إلى آخر، وهو يتعلق بحركة وعزم هذا المائع.
التوصيل أو الانتشار
انتقال الحرارة بين الأجسام المتلامسة ماديًّا. التوصيل الحراري هو خاصية المادة المتعلقة بتوصيلها للحرارة ويقاس بشكل أساسي من خلال قانون فورييه للتوصيل الحراري.
الحمل
انتقال الطاقة بين جسم والوسط المحيط به، بسبب حركة المائع. تعد درجة الحرارة الوسطية مرجعًا لقياس الخواص المتعلقة بانتقال الحرارة بالحمل.
الإشعاع
انتقال الطاقة بانبعاث الإشعاع الكهرطيسي.
النقل
بنقل المادة، تتحرك الطاقة -بما فيها الطاقة الحرارية- عبر الانتقال الفيزيائي لجسم حار أو ساخن من مكان إلى آخر. يمكن لهذا أن يكون ببساطة وضع ماء ساخن في قارورة وتسخين سرير، أو حركة جبل جليدي في تيارات المحيط المتغيرة. تتمثل الأمثلة العملية لذلك في الهيدروليك الحراري.