طرق انتقال الحرارة pdf بحث كامل، تختلف الاجسام فيما بينها بدرجة الحرارة التي تكتسبها، و الجسم الواحد أيضاً يتعرض للكثير من التغيرات الحرارية، و في مقالنا طرق انتقال الحرارة pdf بحث كامل، سنتطرق لآلية عمل انتقال الحرارة بالتفصيل، كما أننا سنقدم لكم الكثير من التفاصيل، و التي تكون مرجعاً لك في اعداد بحثك.
طرق انتقال الحرارة pdf بحث كامل
ان اختلاف درجة الحرارة هو المسبب الأول لانتقال درجة الحرارة من جسم لأخر، حيث الحرارة هي شكل الطاقة التي تنتقل بين مادتين عند درجات حرارة مختلفة.
اتجاه تدفق الطاقة من مادة ذات درجة حرارة أعلى إلى مادة ذات درجة حرارة منخفضة.
تقاس الحرارة بوحدات الطاقة، وعادة ما تكون السعرات الحرارية، أو الجول.
غالبًا ما يتم استخدام مفهومي الحرارة ودرجة الحرارة بالتبادل، لكن هذا غير صحيح ؛ درجة الحرارة هي مقياس سخونة أو برودة مادة ما، وبعبارة أخرى درجة الحرارة هي متوسط الطاقة الحركية لكل جزيء من المادة.
تُقاس درجة الحرارة أيضًا بالدرجات المئوية (C) أو فهرنهايت (F) أو كلفن (K).
بعبارات أبسط، درجة الحرارة هي درجة حرارة جسم ما، أو حرارة جسم ما، بينما الحرارة هي الطاقة التي تتدفق من جسم أكثر سخونة إلى جسم أكثر برودة ؛ على سبيل المثال قد تشعر بالحرارة إذا وضعت يدك حول فنجان القهوة، ويكون الجو حارًا بسبب انتقال الحرارة من القهوة إلى الكوب.
اقرأ أيضاً: كم تبلغ درجة الحرارة في مركز الشمس
التمدد الحراري
من خلال تأثر الذرات التي تتألف منها المادة فإنها تتعرض للتمدد، فالتمدد الحراري ظاهرة تحدث في المواد الصلبة والسوائل والغازات. ما لم يتم تقييدها بشرح طريقة ما، فإن جميع المواد تقريبًا تتمدد عندما ترتفع درجة حرارتها. ومن الأمثلة على ذلك تسخين الهواء في منطاد الهواء الساخن ؛ مما يجعل البالون يتمدد وينمو ويزداد الزئبق الموجود في ميزان الحرارة استجابة للحرارة. على سبيل المثال يتم وضع قضبان أو شرائح من المعدن ؛ يتم استخدامها كمفاصل تمدد في نهايات أقسام الجسر ؛ تحسبا لتوسع الجسور الفولاذية، فإنها تمتد في الطقس الحار. يتم حساب ذلك من خلال مقدار التمدد الذي يحدث، وتوقعات التمدد، على سبيل المثال يتمدد قضيب معدني صلب خطيًا ويزداد طوله. بينما تشهد السوائل والغازات زيادة في الحجم في جميع الحالات الثلاث، يحدث التمدد الحراري استجابةً لارتفاع درجات الحرارة.
الديناميكا الحرارية
تعرفنا على مفهوم التمدد، كما أننا تعرفنا على السبب المؤدي إلى انتقال الحرارة بين الاجسام، بينما الديناميكا الحرارية هي دراسة الحرارة وتحويلها إلى طاقة ميكانيكية. توجد أربعة قوانين للديناميكا الحرارية، لكننا نركز فقط على القانونين الرئيسيين الأول والثاني.
القانون الأول
ينص القانون الأول على أن التغيير في الطاقة الداخلية لمادة ما يعادل الشغل المبذول عليها بالإضافة إلى الحرارة المنقولة إليها. رياضيا نستخدم المعادلة
دلتا U = العمل + Q.
الطاقة الداخلية هي مجموع الطاقات الحركية والطاقات الكامنة لجميع الذرات والجزيئات داخل مادة ما.
تكمن أهمية القانون الأول للديناميكا الحرارية في وجود طريقتين لزيادة درجة حرارة مادة ما، وهما
- بتعريضه لمادة أخرى ذات درجة حرارة أعلى.
- من خلال القيام بأنواع معينة من العمل على المادة.
يعد احتكاك الغازات وضغطها مثالين على طرق زيادة درجة الحرارة عن طريق العمل.
تفسير وجود المكابس في محركات الاحتراق الداخلي هو أن الهواء يتم ضغطه في أسطوانة بواسطة المكبس ؛ هذا يرفع درجة الحرارة إلى ما يقرب من سبعة وعشرين مرة من حالة عدم الضغط.
القانون الثاني
ينص القانون الثاني على أنه لا يمكن نقل الحرارة من جسم بارد إلى جسم أكثر سخونة بدون عمل منبه خارجي.
بشرح طريقة أخرى؛ لا يمكن بناء أي جهاز يستخرج الحرارة بشكل متكرر من المصدر، ويوفر طاقة ميكانيكية دون أخذ بعض الحرارة في خزان منخفض الحرارة، وأفضل مثال على ذلك محرك حراري.
طرق نقل الحرارة
على الرغم من توافق المبدأ و هو فقدان و اكتساب الحرارة إلا أن الطريقة تختلف تبعاً لاختلاف المادة، يحدث انتقال الحرارة من خلال ثلاث آليات التوصيل، والحمل الحراري، والإشعاع.
توصيل
إنه انتقال الحرارة بين الذرات والجزيئات في اتصال مباشر.
الحمل
الحرارة هي انتقال الحرارة عن طريق حركة المادة الساخنة نفسها، مثل التيارات في السائل.
إشعاع
إنه انتقال الحرارة عن طريق الموجات الكهرومغناطيسية.
انتقال الحرارة في العمليات الكيميائية
تحدث التفاعلات الكيميائية تغييراَ في طبيعة روابط المادة و هذا ما يجعلها تتعرض لتغيرات حرارية، من الضروري تصميم أنظمة نقل الحرارة للعمليات الكيميائية ؛ لزيادة الكفاءة.
نظرًا لأن خطوة نقل الحرارة للعديد من العمليات الكيميائية تتطلب استهلاكًا كبيرًا للطاقة ؛ يمكن أن يؤدي عدم التركيز على الكفاءة إلى زيادة التكاليف دون داع.
يعد نقل الحرارة من سائل إلى آخر مكونًا أساسيًا في جميع العمليات الكيميائية، سواء كان ذلك لتبريد مادة كيميائية بعد تكوينها أثناء تفاعل طارد للحرارة، أو لتسخين المكونات قبل أن يبدأ التفاعل في إنتاج منتج نهائي ؛ عملية المعالجة الحرارية هي جوهر العملية الكيميائية.
و إلى هنا نصل لنهاية مقالنا طرق انتقال الحرارة pdf بحث كامل، و الذي تعرفنا من خلاله على طرق انتقال الحرارة من مادة لأخرة، و كيفية هذا الانتقال، و نتمنى ان نكون قد قدمنا كل ما هو مفيد و كافي.
