ما هي الطريقة التي تنتقل بها الحرارة في الفراغ؟
هناك عدة طرق يمكن من خلالها نقل الحرارة لوجود فرق كبير بين درجة حرارة عنصرين ، لذلك نستنتج أن انتقال الحرارة يساوي الاختلاف في الحرارة ، لأنه إذا لم يكن هناك فرق واضح في درجات الحرارة ، فإن التوازن الحراري كنتيجة طبيعية ولن يحدث انتقال للحرارة من الجسم بدرجة حرارة أعلى من حرارة الجسم السفلى.
- لكن عندما نتحدث عن الطريقة التي تنتقل بها الحرارة في الفراغ ، فهي كذلك طريقة الإشعاع.
- الطرق الشائعة الأخرى لنقل الحرارة هي ما يلي:
- حمل.
- توصيل.
- اشتعال.
كيف تنتقل الحرارة في الفراغ؟
الطريقة الرئيسية لانتقال الحرارة في الفراغ هي الإشعاع الحراري ، ولهذا السبب لا يتم الاعتماد على الوسيط لأنه ليس له أي دور رئيسي في حدوث عملية التبادل الروحي.
- أما طريقة انتقال الحرارة في الفراغ فتعتمد على انبعاث الموجات الكهرومغناطيسية التي تخرج في الفراغ من خلال الإشعاع الحراري.
- يعد ضوء الشمس أحد أكبر الأمثلة على الإشعاع الحراري الموجود في الطبيعة.
نقل الحرارة من الشمس في الفراغ
خلال هذه الفقرة سنتحدث عن كيفية انتقال حرارة الشمس في الفراغ من خلال سرد جميع الخطوات على النحو التالي:
- أما بالنسبة لتكوين الإشعاع الشمسي فهو عبارة عن مجموعة كبيرة من الموجات الكهرومغناطيسية تكون مرئية وواضحة للعين المجردة.
- أما عملية وصول الشمس إلينا فهي تصل إلينا بعد مراحل عديدة أهمها أنها تمر عبر الغلاف الجوي وتمتص كل الأشعة الضارة ثم تعمل على إيصال جزء صغير من أشعة الشمس.
- أما بالنسبة لنقل الطاقة في الفراغ ، فإن أشعة الشمس التي تنتقل إلى الأرض ليست فقط ضوءًا ، بل طاقة أيضًا ، يتم من خلالها إنتاج العديد من الطاقة الكهربائية عن طريق الألواح الشمسية.
ما هي درجة الحرارة
من أهم أنواع الطاقة ، والحرارة يمكن تعريفها بأنها كمية الطاقة التي تنتقل من جسم إلى آخر ، وهذا هو السبب الرئيسي للاختلاف في درجة حرارة الجسمين ، ولكن يجب التنويه أن هناك العديد من التعريفات المختلفة للحرارة ، وهي كالتالي:
- مقياس برودة الجسم.
- مقياس درجة حرارة الجسم.
- مقياس لقدرة مادة ما في وسط ما على نقل الطاقة الحرارية إلى مادة أخرى في وسط مختلف.
أهمية الحرارة في الحياة
تعتبر الحرارة من أهم مصادر الحياة على كوكب الأرض ، ولذلك فهي تدخل في العديد من الاستخدامات ، والتي سنذكرها في السطور التالية:
- عند حدوث ضغط حراري مرتفع ، تحدث عملية التبخير ، مما يجعله محركًا أساسيًا للعديد من الأشياء ، وأكبر مثال على ذلك هو السكك الحديدية.
- أما بالنسبة لاستخدام الحرارة في المنزل ، فيتم الاعتماد عليها بشكل أساسي في العديد من المجالات المختلفة ، مثل تسخين المياه ، وتدفئة المنزل ، وإعداد الطعام ، وتجفيف الملابس.
- لكن في هذه الفقرة سنتحدث عن أهمية الحرارة في الصناعة ، حيث تعتبر مصدرًا رئيسيًا في العديد من الصناعات المختلفة مثل صناعة الورق وصناعة النسيج والتعدين وتصنيع الأغذية ، بالإضافة إلى صناعة الزجاج.
- وفيما يتعلق بالأهمية الحيوية للحرارة ، فإن أعظم مثال عليها هو عملية التمثيل الضوئي التي تعتمد عليها جميع النباتات في النمو ، ومن أهم مكوناتها الحرارة الناتجة عن الإشعاع الشمسي.
- وتجدر الإشارة إلى أن الحرارة تساهم في علاج العديد من الأمراض أيضًا مثل الحد من التهاب المفاصل والتشنجات العضلية وآلام العضلات والعمل على زيادة تدفق الأكسجين في الدم.
ماهي طرق نقل الحرارة؟
هناك العديد من الوسائل التي يمكن بواسطتها أن تنتقل الحرارة ، ولهذا نذكرها في السطور التالية:
نقل الحرارة بالتوصيل
خلال هذه الطريقة ، يتم الاعتماد على اللمس لنقل الحرارة ، ولهذا سنجيب عن كيفية انتقال الحرارة عن طريق التوصيل من خلال الأسطر التالية:
- تعريف انتقال الحرارة بالتوصيل: هو انتقال الحرارة عبر وسيط يتميز بأنه مادة صلبة ، من خلال النقل المباشر من جسم إلى آخر من خلال ملامسة الجسيمات.
- النقل الذري: هو انتقال الحرارة من ذرة إلى أخرى بواسطة نفس ذرات نفس المادة ، وهو ما يسمى بالانتقال الداخلي للحرارة.
- هذا هو السبب في أنه يمكن نقل الحرارة من مادة صلبة إلى مادة صلبة أخرى أو من خلال مادة سائلة. إن أعظم مثال على انتقال الحرارة هو التوصيل ، مثل نقل الحرارة من مشروب ساخن إلى الملعقة المستخدمة لتقليبها.
انتقال الحرارة عن طريق الحمل
وهي من أهم أنواع طرق نقل الحرارة التي تحدث من خلال التوصيل بين الجسم والسائل الذي يحمل الحرارة.
- للإجابة على السؤال الخاص بكيفية انتقال الحرارة عبر السوائل ، يكون ذلك من خلال نقل الطاقة الحرارية الموجودة داخل جسم إلى آخر عن طريق الحركة الفيزيائية ، مما ينتج عنه حركة السائل حول الجسم ، مما ينتج عنه تلقائيًا نقل الحرارة إلى جسم آخر.
- هناك العديد من أشكال انتقال الحرارة بالحمل الحراري ، مثل حركة السائل عبر الجسم ، أو حركة الجسم حول السائل ، أو نقل الطاقة من جسم إلى آخر عبر سائل ، وهنا هي وصفت بأنها عفوية.
- أما بالنسبة لتعريف المائع فهو غاز أو سائل له القدرة على تغيير شكله بناءً على الوسط الذي يوجد فيه.
انتقال الحرارة بالإشعاع
تتميز هذه الطريقة عن الطرق السابقة الأخرى من حيث أنها لا تتطلب وسيطًا ماديًا تنتقل من خلاله الحرارة.
- لا يعتمد على اتصال جسدين أو وجود سائل يكون وسيطًا بينهما ، بل الاعتماد على الإشعاع الكهرومغناطيسي الذي ينتقل عبر سرعة الضوء ويسمى عنوانًا آخر وهو الأشعة تحت الحمراء.