الحمل الحراري
(أو الحملان) إحدى طرق انتقال الحرارة. ويجري فيها نقل الحرارة من محل إلى آخر عبر تحريك الموائع من مكان إلى آخر.[1] ومن أمثلة ذلك ما يَحدث في باطن الشمسعندما تنتقل الطاقة من نواتها إلى الفوتوسفير بالحمل الحراري. وتنقسم سبل الحمل الحراري إلى قسمين:
- حمل طبيعي (بالإنجليزية: Natural Convention): وهو ما يحدث دون تدخل الإنسان. مثل: حمل الهواء للحرارة من المكان الحار إلى المكان البارد أثناء تحركه بسبب فرق الكثافة، فإن الغازات الساخنة تقل كثافتها وبالتالي ترتفع إلى أعلى ويحل محلها غازات باردة.
- حمل جبري أو قسري (بالإنجليزية: Forced Convection): حيث تتحرك دقائق المائع الناقل للحرارة حركة قسرية كأن تحركها تيارات قسرية تولدها أجهزة صناعية تعمل على إيجاد فرق في الضغط بين منطقتين في المائع. تعمل حركة المائع القسرية على نقل الحرارة أينما ذهبت كما في النوع الأول، ولكن بطبيعة قسرية. مثل: مروحة التبريد داخل الحاسوب التي تحرك الساخن إلى خارجه ليحل محله هواء بارد.
التوصيل الحراري
أو انتقال الحرارة بالتوصيل.
يعرف على أنه الانتقال التلقائي للطاقة الحرارية عبر المادة من منطقة ذات درجة حرارة مرتفعة إلى منطقة أخرى ذات درجة حرارة أقل من سابقتها سعياً وراء الوصول إلى تجانس حراري.
غالباً ما نصادف في جملة ما أكثر من نوع لانتقال الحرارة. في انتقال الحرارة, يكون التوصيل (أو توصيل الحرارة) هو عملية انتقال الطاقة الحرارية من خلال انتشار وتصادم مجهري للجسيمات أو أشباه الجسيمات داخل الجسم نتيجة التدرج الحراري. وتضم الجسيمات التي تنتشر وتتصادم مجهريًا الجزيئات والإلكترونات والذرات والفونونات. وتقوم بنقل الطاقة الكامنة والحركية غير المنظمة مجهريًا، اللتين تعرفان معًا باسم الطاقة الداخلية. ويحدث التوصيل في جميع أشكال المادة ذات الوزن، مثل المواد الصلبة والسائلة والغازات والبلازما.
تتدفق الحرارة تلقائيًا عند التوصيل، وكذلك عند الإشعاع الحراري، من جسم درجة حرارته أعلى إلى جسم درجة حرارته أقل. وفي ظل غياب المحفزات الخارجية، يتلاشى الفرق في درجات الحرارة بمرور الوقت ويقترب الجسمان من حالة التوازن الحراري.
عند التوصيل، تتدفق الحرارة من داخل الجسم وعبر الجسم نفسه. وبالعكس، عند انتقال الحرارة بـ الإشعاع الحراري، يكون الانتقال عادة بين جسمين. ويحتمل أيضًا أن تنتقل الحرارة بالجمع بين التوصيل والإشعاع الحراري. وفي انتقال الحرارة بالحمل، تُحمل الطاقة الداخلية بين الأجسام من خلال حامل مادي. ففي المواد الصلبة، يتم التوصيل عن طريق الجمع بين ترددات واصطدامات الجزيئات وعن طريق انتشار وتصادمات الفونونات وعن طريق انتشار وتصادمات الإلكترونات الحرة. أما في الغازات والسوائل، يحد التوصيل نتيجة تصادمات وانتشار الجزيئات أثناء حركتها العشوائية. فالفوتونات في هذا السياق لا تصطدم مع بعضها البعض، ومن ثم يكون انتقال الحرارة بـ الإشعاع الكهرومغناطيسي بعيدًا من الناحية المفاهيمية عن توصيل الحرارة بالانتشار والاصطدام المجهري للجسيمات المادية والفونونات. أما في المادة المكثفة، مثل المواد الصلبة أو السوائل، فإن الفارق بين التوصيل الحراري وانتقال الحرارة بالإشعاع يكون واضحًا في المفهوم الفيزيائي، ولكنه غير واضح في الغالب من ناحية الظواهر، ما لم تكن المادة شبه شفافة. أما مع الغازات فإن الفارق يكون واضحًا من الناحية المفاهيمية ومن ناحية الظواهر.
الاشعاع
طاقة تطلق في شكل موجات أو جسيمات صغيرة من مادة ما وله أشكال عديدة مثل أشعة الشمس وأشعة الضوء و الأشعة السينية وأشعة غاما والإشعاع الصادر من المفاعلات النووية و الضوء بحد ذاتة إشعاع يطلقه الإلكترونالمرتبط في ذرة.
أنواع الإشعاع:-
يفرق بين الإشعاع على أساس مكوناته وفعالياته.
تتكون الموجات الكهرومغناطيسية من فوتونات.وينتمي إليها الأشعة السينية والأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء. والأشعة ذات طول الموجة الطويل تسمى موجات ومنها موجات الراديو أو موجات الرادار، وميكروويف.
وهناك نوع آخر من الإشعاع ويسمى اشعاع جسيمات ويوجد منها العديد ، مثل جسيمات ألفا وجسيمات بيتا - وجسيمات بيتا منها الإلكترون ومنها البوزيترون - كما تسمى بعضها أشعة أيونات ، وهذه تكون ذرات فقدت واحدا أو أكثر من إلكتروناتها، كما توجد أشعة نيوترونات.
وهناك الإشعاع القادم من أعماق الكون مثل الأشعة الشمسية ،والأشعة الكونية وإشعاع الخلفية الميكروني الكوني وأشعاع هوكينغ. كما نعرف الإشعاعات الصادرة منالنشاط الإشعاعي لبعض المواد. كما تتميز بعض المناطق الجيولوجية بإصدارها للإشعاع وهذه تسمى أشعاعت أرضية، وهي ناشئة عن وجود بعض المواد المشعة في صخور تلك الأراضي.
ويبين الفحص أن الأشعاعات الصادرة من النشاط الإشعاعي لبعض المواد ما هي إلا اشعاع جسيمات مثل جسيمات ألفا وجسيمات بيتا زمنها ما هو من نوع الموجات الكهرومغناطيسية مثل أشعة غاما.
وعندما تكون طاقة الأشعة عالية بحيث تستطيع أن تؤين الوسط الذي تمر فيه، أي تستطيع فصل إلكترونات عن ذراتها أو جزيئاتها فهذه تسمى إشعاع مؤين. وينتمي إلى الإشعاعت المؤينة الإلكترونات والبروتونات وجسيمات ألفا وهي جميعها جسيمات ذات شحنة كهربية. كذلك تنتمي إلى الأشعة المؤينة موجات كهرومغناطيسية تحملطاقة عالية، مثل الأشعة السينية وأشعة غاما.
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق