13 أمثلة على انتقال الحرارة: تفسيرات مفصلة


تتناول هذه المقالة أمثلة على نقل الحرارة. نقل الحرارة هو فرع من فروع الهندسة الحرارية يهتم بتوليد واستخدام وتبادل الطاقة الحرارية من نظام إلى آخر.

يمكن نقل الحرارة بعدة طرق. الطرق الأكثر شيوعًا هي التوصيل والحمل الحراري والإشعاع. تناقش هذه المقالة الأنماط المختلفة لانتقال الحرارة ومن ثم سنناقش أمثلة على انتقال الحرارة التي نراها في حياتنا اليومية.

ما هو انتقال الحرارة؟

كما نوقش أعلاه ، الحرارة تحويل هو فرع من فروع الهندسة الحرارية الذي يتعامل مع توليد الحرارة واستخدام الحرارة ونقل الحرارة من خلال أنظمة فيزيائية مختلفة.

لا تحتاج الحرارة بالضرورة إلى وسيط للانتقال من نظام إلى آخر. هذه الأنظمة في درجات حرارة مختلفة. ستتدفق الحرارة من نظام بدرجة حرارة عالية إلى نظام بدرجة حرارة منخفضة. سوف ندرس أنواعه في الأقسام اللاحقة من هذه المقالة.

أمثلة على نقل الحرارة
الصورة: أوضاع مختلفة لنقل الحرارة

اعتمادات الصورة: Kmecfiunit ، cmglee ، وسائل النفاذية الحرارية 2CC BY-SA 4.0

طرق انتقال الحرارة

يمكن نقل الحرارة من نظام إلى آخر بعدة طرق. تحتاج بعض الطرق إلى وسيط بينما بعض الطرق مثل الإشعاع لا تحتاج إلى أي وسيط لنقل الحرارة.

فيما يلي الطرق المختلفة لنقل الحرارة:

  • التوصيل - التوصيل هو طريقة لنقل الحرارة حيث تنتقل الحرارة عبر الأنظمة عندما تكون على اتصال مع بعضها البعض. تهتز جزيئات هذه الأنظمة وتنقل الطاقة من خلال هذه الاهتزازات. على الرغم من أن الاهتزازات تتلاشى مع زيادة المسافة مما يثبت أن التوصيل يتناسب عكسياً مع طول الأنظمة.
  • الحمل الحراري - الحمل الحراري هو عملية نقل الحرارة بمساعدة تحريك السوائل. عندما نصب الماء الدافئ على أجسامنا وترخي عضلاتنا ، فإن هذا يرجع إلى انتقال الحرارة من الماء إلى بشرتنا.
  • إشعاع - الإشعاع هو عملية انتقال الحرارة التي تنتقل فيها الحرارة دون مساعدة من أي وسيط أو اتصال مادي بين الأنظمة.

أمثلة على انتقال الحرارة

يحدث انتقال الحرارة في كل مكان حولنا تقريبًا في الحياة اليومية. فيما يلي الأمثلة الأكثر شيوعًا لانتقال الحرارة:

تصبح بشرتنا دافئة بعد الخروج في ضوء الشمس

تشع الحرارة المنبعثة من الشمس نحو الأرض. تمتص بشرتنا هذه الحرارة المشعة ، وبالتالي نشعر بالدفء عندما نخرج في ضوء الشمس. قد يؤدي التعرض الطويل إلى حرق الجلد (الدباغة مثال على ذلك).

تسخن الملعقة الفولاذية بعد ملامستها للحاوية الساخنة

عندما تظل الملعقة الفولاذية متصلة بإناء ساخن ، فإن الملعقة الفولاذية تصبح دافئة بسبب انتقال الحرارة عن طريق التوصيل. نظرًا لأن الملعقة الفولاذية موصل جيد للحرارة ، فإن الحرارة تنتقل بسهولة إلى الفولاذ مما يجعل درجة حرارة الملعقة الفولاذية أعلى.

ماء مغلي

يغلي الماء بسبب الحمل الحراري والتوصيل على حد سواء. يصبح الوعاء الذي يتم حفظ الماء بداخله ساخنًا أولاً. هذا بسبب التوصيل الحراري. ثم يتم تسخين الماء نتيجة انتقال الحرارة بين سطح الماء والوعاء الساخن. يصبح الماء المتبقي ساخنًا من خلال عملية الحمل الحراري.

ميزان الحرارة

في ميزان الحرارة ، يرتفع مستوى الزئبق عندما تنتقل حرارة الجسم إليه. يستخدم الارتفاع في عطارد لتحديد درجة حرارة أجسامنا.

نحترق بعد لمس المقلاة الساخنة

عندما تكون المقلاة ساخنة ونلمسها ، نشعر بالحرارة أو نحرق أيدينا أحيانًا. هذا بسبب انتقال الحرارة الذي يحدث بسبب التوصيل. تنتقل الحرارة من المقلاة الساخنة إلى جلدنا عندما نتلامس مع المقلاة.

يصبح الماء دافئًا بعد مغادرته تحت أشعة الشمس الحارقة

عندما نترك الماء تحت أشعة الشمس الحارقة ، فإن الحرارة التي تشعها الشمس تجعل الماء دافئًا. يحدث هذا لأن الماء يمتص الحرارة المشعة والتي بدورها تجعلها دافئة. وهذا هو نفس سبب شعورنا بالحرارة بعد خروجنا من المنزل تحت حرارة شديدة.

يسخن الطعام بعد تسخينه في الميكروويف

يستخدم الميكروويف لتسخين الطعام. يرسل الميكروويف موجات تجعل الطعام دافئًا. تتم عملية نقل الحرارة بأكملها في شكل إشعاع.

يبرد الطعام عند تركه في الغرفة

عندما نترك الطعام في غرفتنا دون أن يمسها شيء ، يحاول الطعام إعداده توازن حراري مع المحيط الذي يحدث عن طريق خفض درجة حرارة الطعام. عندما يصبح الطعام أكثر برودة ، يتم إنشاء التوازن الحراري. هذا أيضًا مثال على نقل الحرارة حيث يتم نقل الحرارة من الطعام إلى البيئة المحيطة.

يسخن فنجان الشاي بعد سكب الشاي في الكوب

بعد سكب الشاي في الكوب ، يحدث التوصيل بين الطبقة الخارجية للشاي وسطح الكوب. بهذه الطريقة تنتقل الحرارة من الشاي إلى الكوب مما يجعل الكوب ساخنًا.

يسخن الهاتف عندما تسخن بطاريته

عندما تصبح البطارية ساخنة بسبب تشغيل الهاتف لفترة أطول ، يسخن الهاتف أيضًا. هذا بسبب اتصال البطارية بالهاتف المحمول. يتم نقل الحرارة من البطارية إلى الهاتف بمساعدة التوصيل.

يسخن شاحن الهاتف عندما تسخن الأسلاك بالداخل

تصبح الأسلاك داخل محول الشاحن ساخنة بسبب الشحن المفرط. تتلامس هذه الأسلاك مع المحول من الداخل ، وبهذه الطريقة يحدث نقل الحرارة بسبب التوصيل ويصبح المحول بدوره ساخنًا أيضًا.

يصبح التلفزيون ساخنًا بعد أن يصبح الملف ساخنًا بعد الاستخدام المفرط

بعد الاستخدام المفرط ، تسخن الملفات الموجودة داخل التلفزيون. يتسبب اتصال الملف بالجزء الداخلي من التلفزيون في جعله ساخنًا أيضًا. هذا هو السبب في أنه من المستحسن مشاهدة التلفزيون تحت السيطرة.

حريق الغابة

عندما تكون حرارة الشمس قوية جدًا ، فقد تشتعل النيران في الأوراق الجافة بسبب الحرارة الزائدة. هذا مثال على الإشعاع انتقال الحرارة. من المهم ملاحظة أن الإشعاع يمكن أن يتسبب في نشوب حريق أيضًا!

يذوب الجليد بعد غمسه في مشروب دافئ

بعد غمس الثلج في مشروب دافئ ، يحدث الحمل الحراري بين الثلج والشراب مما يجعل درجة حرارة الثلج أعلى. هذا يؤدي إلى ذوبان الجليد.

سفينة بخارية

جهاز Steamer هو جهاز ينبعث منه البخار. يستخدم هذا البخار للتخلص من البرد أو علاج الجلد وما إلى ذلك الحرارة من البخار يتم نقلها إلى جلدنا بمساعدة الحمل الحراري. يحمل البخار الحرارة معه وينقله إلى الجلد عند ملامسته.

أمثلة على انتقال الحرارة بالإشعاع

لا يؤدي انتقال الحرارة الإشعاعية إلى ملامسة جسدية لكلا النظامين ولا يحتاج إلى وسيط لنقل الحرارة من نظام إلى آخر. دعونا نرى بعض الأمثلة على انتقال الحرارة بالإشعاع الواردة أدناه-

  • قضيب معدني ساخن ينقل الحرارة إلى المناطق المحيطة - عندما يتم تسخين قضيب معدني ، فإنه ينبعث منه حرارة إلى محيطه ، ويتم نقل الحرارة هذا بمساعدة الإشعاع. إذا وضعنا يدنا بالقرب من القضيب المعدني ، سنشعر بالحرارة حتى بدون لمسها.
  • ميكروويف - يتم تدفئة الطعام داخل الميكروويف عن طريق نقل الحرارة بالإشعاع. تعمل أفران الميكروويف الموجودة داخل الميكروويف على جعل الطعام دافئًا بمساعدة الإشعاع.
  • الأشعة فوق البنفسجية الشمسية - الأشعة فوق البنفسجية الشمسية هي الأشعة التي تنبعث من الشمس. يمكن استخدام هذا الإشعاع لتوليد الكهرباء باستخدام الألواح الشمسية. حتى بشرتنا تصبح دافئة بسبب تأثير الأشعة فوق البنفسجية. هذا فقط بسبب انتقال الحرارة عن طريق الإشعاع.
  • انبعاث أشعة جاما - أشعة جاما هي نوع من موجات em. تتحرك هذه الموجات على أساس مبدأ الإشعاع بعد انبعاثها.
  • الضوء المنبعث من المصباح المتوهج - الضوء من المصباح المتوهج مثال للإشعاع حيث نشعر بالدفء أثناء الوقوف بجانب المصباح حتى بدون لمسه.
  • الحرارة الخارجة من النار - Bonfire هو حريق صغير يتم التحكم فيه يستخدم لجعل أنفسنا نشعر بالدفء أثناء الطقس البارد. يتم نقل الحرارة بمساعدة الإشعاع. نحن لا نلمس نار الشعلة ولكننا نشعر بالحرارة المنبعثة منها.
  • الحرارة المنبعثة من المبرد - يصبح المبرد في السيارة ساخنًا عندما تتحرك السيارة كثيرًا. يمكن أن نشعر بالحرارة المنبعثة من المبرد. هذا بسبب انتقال الحرارة الإشعاعي. نحن لا نلمس المبرد جسديًا ولكننا ما زلنا نشعر بالحرارة.

ابهيشيك

مرحباً .... أنا أبهيشيك خامبهاتا ، لقد تابعت درجة البكالوريوس في الهندسة الميكانيكية. طوال أربع سنوات من عملي في الهندسة ، قمت بتصميم وطيران طائرات بدون طيار. موطن قوتي هو ميكانيكا الموائع والهندسة الحرارية. استند مشروعي في السنة الرابعة إلى تحسين أداء المركبات الجوية غير المأهولة باستخدام تكنولوجيا الطاقة الشمسية. أود التواصل مع الأشخاص ذوي التفكير المماثل.

آخر المقالات