كيف يتم انتقال الحرارة بالإشعاع من جسم ساخن إلى جسم بارد دون تلامس الجسمين؟

1 إجابة واحدة

انتقال الحرارة بالإشعاع من جسم ساخن إلى جسم بارد دون تلامس الجسمين

تتكون المادة من جزيئات وذرات، ويوجد لهذه الذرات أنواع مختلفة من الحركة (دورانية واهتزازية). تولد حركة الذرات والجزيئات حرارة أو طاقة حرارية، ولكل مادة طاقة الحرارية. كلما زادت حركة الذرات أو الجزيئات كلما زادت الحرارة أو الطاقة الحرارية. إن الروابط الهيدروجينية أضعف بكثير من الروابط التساهمية. ومع ذلك، عندما يعمل عدد كبير من الروابط الهيدروجينية في انسجام تام، فسوف يكون لها تأثير مساهم قوي.

بموجب النظرية الحركية، تُولد الطاقة الداخلية للمادة من حركة الذرات أو الجزيئات الفردية. فالطاقة الحرارية هي شكل الطاقة التي تنقل فيها هذه الطاقة من جسم أو نظام إلى آخر، حيث يمكن أن تنتقل الحرارة من مكان إلى آخر بثلاث طرق: بالتوصيل والحمل والإشعاع. يتطلب كل من التوصيل والحمل الحراري مادة لنقل الحرارة. وإذا كان هناك فرق في درجة الحرارة بين نظامين فستجد الحرارة دائماً طريقة للانتقال من النظام الأعلى إلى الأدنى.

التوصيل هو نقل الحرارة بين المواد التي تكون على اتصال مباشر مع بعضها البعض. كلما كان الموصل أفضل، كلما نُقلت الحرارة بسرعة أكبر. يحدث التوصيل عند تسخين المادة، وستكتسب الجسيمات طاقة أكبر وتهتز أكثر، ثم تصطدم هذه الجزيئات بالجسيمات القريبة وتنقل بعض طاقتها إليها. ثم يستمر هذا ويمرر الطاقة من الطرف الساخن إلى الطرف الأكثر برودة للمادة. وتُنقل الطاقة الحرارية من الأماكن الساخنة إلى الأماكن الباردة عن طريق الحمل الحراري. يحدث الحمل الحراري عندما ترتفع المناطق الأكثر دفئاً من السائل أو الغاز إلى مناطق أكثر برودة في السائل أو الغاز. ثم يحل السائل أو الغاز البارد محل المناطق الأكثر دفئاً. وينتج عن ذلك نمط تداول مستمر. يعتبر غلي الماء في مقلاة مثالاً جيداً على هذه التيارات الحرارية.

الإشعاع هو عندما تنتقل الحرارة من خلال الموجات الكهرومغناطيسية، مثل الشمس. فكلما كان الجسم أسخن كلما ازداد إشعاعه. يمكن للإشعاع أن ينقل الحرارة من خلال الفضاء الفارغ، هذه الطريقة لنقل الحرارة لا تعتمد على أي تلامس بين مصدر الحرارة والجسم الساخن كما هو الحال مع التوصيل والحمل الحراري. يمكن أن تنتقل الحرارة من خلال الفضاء الفارغ عن طريق الإشعاع الحراري الذي غالباً ما يسمى  الأشعة تحت الحمراء. من الأمثلة على الإشعاع حرارة الشمس، أو الحرارة المنبعثة من خيوط المصباح الكهربائي. ينطوي انتقال الحرارة بالإشعاع على حمل الطاقة من مصدر إلى الفراغ الذي يحيط به. تحمل الطاقة بواسطة الأمواج الكهرومغناطيسية ولا تتضمن حركة أو تأثير متبادل للمادة.

إن التأثير الأساسي لانتقال الحرارة هو تصادم  جزيئات مادة ما مع جزيئات مادة أخرى. عادة ما تفقد المادة الأكثر نشاطاً الطاقة الداخلية (أي “تبرد”) بينما ستكتسب المادة الأقل هذه الطاقة الداخلية (أي “تسخن”). والتأثير الأكثر وضوحًا لهذا في حياتنا اليومية هو الانتقال الطوري، حيث تتغير المادة من حالة إلى أخرى، مثل ذوبان الجليد وتحوله من مادة صلبة إلى سائلة عندما يمتص الحرارة. يحتوي الماء على طاقة داخلية أكبر (أي أن جزيئات الماء تتحرك بشكل أسرع) أكثر من الجليد؛ بالإضافة إلى ذلك تمر العديد من المواد إما بالتوسع الحراري أو بالانكماش الحراري لأنها تكتسب وتفقد الطاقة الداخلية.

أكمل القراءة

هل لديك إجابة على "كيف يتم انتقال الحرارة بالإشعاع من جسم ساخن إلى جسم بارد دون تلامس الجسمين؟"؟