الحمل الحراري

La الحمل الحراري هي عملية تحدث في الطبيعة يتم من خلالها نقل الحرارة بين المواد السائلة والغازية أو بين السائل والسائل والصلب والسائل وهكذا. كل هذه التركيبات ممكنة عندما نتحدث عن عملية تبادل الحرارة هذه حيث يكون لكلا الجسمين، بغض النظر عن حالتهما، درجات حرارة مختلفة. الحمل الحراري هو عملية مهمة في علم الأرصاد الجوية والتي تتضمن انتقال الحرارة بين الكتل الهوائية. إذا كنت تريد التعرف على هذه الظواهر الجوية، فقد تكون مهتمًا أيضًا بمعلومات حول التيارات الحرارية و الطقس البارد والحرارة.

هل تريد معرفة المزيد عن الحمل الحراري؟ في هذه المقالة سوف نشرح كل شيء عنها.

انتقال الحرارة

نقل الحرارة هو الشيء الرئيسي في الحمل الحراري. لا يهم حالة كل جسد ، يمكن أن يحدث الحمل الحراري طالما كان هناك اختلاف ملحوظ في درجة الحرارة. هذه عملية نستفيد منها لتسخين الماء في إناء. عندما يلتقي جسمان بدرجات حرارة مختلفة ، يحدث ما نعرفه بالتدفق الحراري. الجسم ذو أعلى درجة حرارة هو الذي ينقل الحرارة إلى أقلها.

هذا هو أحد الأسباب التي تجعلنا نشعر بالحرارة عندما نضع يدنا بالقرب من الموقد. الموقد لا ينقل تلك الحرارة. هناك أيضًا عمليات أخرى لنقل الحرارة مثل الإشعاع والتوصيل والتي يتم شرحها بالتزامن مع الحمل الحراري ، لذلك سنراجعها أيضًا لاحقًا.

تعتبر كل من السوائل والغازات سوائل. حركة جزيئاتهما هي المسؤولة عن قدرة الحرارة على إنشاء تدفق بين الجسمين. إن الموصلية الحرارية الضعيفة تعني أن الكتلة يجب أن تُجبر على استخراج الحرارة أو إطلاقها. وللقيام بذلك، يتم تبريد أو تسخين المواد الصلبة أو السائلة. هذا المبدأ أساسي لفهم كيفية حدوث ظواهر مثل تشكيل الإعصار و كيف موجات الحر تؤثر.

يتم استخدام المبادل الحراري في الغلايات. وهو عبارة عن أنبوب معدني يدور الماء بداخله. في الخارج سيكون لدينا غاز بدرجات حرارة عالية جدًا. ومن خلال عملية الحمل الحراري، سيتمكن الغاز من نقل حرارته إلى الأنبوب المعدني وسيستقبله الماء عن طريق التوصيل. يسخن الأنبوب وينقل الحرارة إلى الماء المتدفق في اتجاه آخر. هذا الماء عندما يتلقى الحرارة عن طريق الحمل الحراري فإنه يسخن حتى يتحول إلى بخار. يمكنك أيضًا معرفة المزيد عن العلاقة بين الحرارة ودرجة الحرارة من خلال هذا الرابط: العلاقة بين الحرارة ودرجة الحرارة.

المادة ذات الصلة:

كيفية حفظ الشعاب المرجانية المجهدة بالحرارة

القيادة

يعد نقل الحرارة المباشر وغير المباشر من أكثر الموضوعات التي نوقشت كثيرًا عندما يتعلق الأمر بالطاقة. في الأجهزة الكهربائية المنزلية نستخدم التدفئة وتكييف الهواء لنقل الحرارة أو البرودة. هذه الأجهزة لها أيضًا خسائر في الطاقة. العالمية بين كمية الطاقة التي نستخدمها والتي نفقدها يؤهل ككفاءة في استخدام الطاقة وهو متغير مهم يجب أخذه في الاعتبار في السعر النهائي للمنتج.

القيادة هي العملية التي يفهمها الجميع بسهولة. يتعلق الامر ب انتقال الحرارة بين نقطتين عند درجات حرارة مختلفة. ويحدث هذا النقل دون أي تبادل للمادة بينهما. مثال بسيط: لدينا قضيب معدني أحد طرفيه عند 80 درجة والطرف الآخر عند درجة حرارة الغرفة. إذا لم يكن هناك أي تأثير خارجي آخر، فسوف يحدث انتقال الحرارة بالتوصيل من الطرف الساخن إلى الطرف البارد. سيؤدي هذا في النهاية إلى ارتفاع درجة حرارة الطرف البارد. وغني عن القول أن التوصيل يعتمد كليًا على نوع المادة التي نتحدث عنها. ليس من الممكن أن نتحدث عن قضيب معدني كما هو الحال بالنسبة للحديث عن قضيب خشبي. الموصلية هي أحد العناصر التي يجب أخذها في الاعتبار في هذه العملية الفيزيائية لتبادل الطاقة.

المادة ذات الصلة:

موجات الحر في إسبانيا: ظاهرة متنامية وعواقبها

إشعاع

عملية أخرى يتم من خلالها تبادل الحرارة هي الإشعاع. كما نستخدمه بكثرة في المنزل. إنها الحرارة التي يبعثها الجسم بسبب درجة حرارته ولكن دون اتصال بين الأجسام. رأينا أنه في التوصيل يجب أن يكون هناك احتكاك بين الأجسام أو امتداد للحرارة عبر نفس الجسم. ما لا يمكن أن يكون هو تبادل المادة. في هذه الحالة ، يمكن أن يسخن الجسم الأكثر دفئًا إلى البرودة دون لمسه.

في هذا النوع من العمليات ، سنرى تبادلًا حراريًا بواسطة الحقيقة البسيطة هي أن الجسم أكثر سخونة من الآخر. لكي يتم إدراك هذه العملية، يجب أن يكون الجسم الأكثر سخونة عند درجة حرارة عالية جدًا. ومن الممكن رؤية مثال بسيط على ذلك في الصيف عندما تذهب إلى الشاطئ. عندما تترك سيارتك متوقفة وتمر الساعات، تعود لأخذ شيء ما وعندما تلمس معدن الأبواب تحترق بسبب سخونته. الشمس بعيدة جدًا، ولكنها قادرة على نقل الحرارة إلى السيارة من خلال الإشعاع. ومن المثير للاهتمام أيضًا معرفة كيفية ارتباط هذا بالظواهر الجوية، مثل السحب من النوع غيمة عاصفة و كيف موجات الحر يمكن أن تؤثر على هذه السحب.

في حالة الإشعاع ، نأخذ في الاعتبار أيضًا نوع المادة التي نتعامل معها. يسخن السطح الخشبي ولكنه غير قادر على تخزين نفس القدر من الحرارة بسبب خصائصه العازلة.

المادة ذات الصلة:

تأثير وخلفية موجة الحر في سبتمبر في إسبانيا

أنواع الحمل

بمجرد أن شرحنا عمليات نقل الحرارة المحتملة الموجودة ، سنقوم بحساب أنواع الحمل الحراري الموجودة. يمكن أن يحدث انتقال الحرارة بالحمل بعدة طرق وهي:

• قسري: يتم تنفيذه من خلال مروحة ، في حالة الهواء ، أو مضخة ، في حالة الماء ، حيث ينتقل السائل عبر منطقة ساخنة ويتم نقل الحرارة إلى منطقة باردة.
• طبيعي: يحدث عندما يستخرج السائل الحرارة من المنطقة الساخنة ويغير كثافتها. يؤدي ذلك إلى تحركها نحو أبرد منطقة حيث ستتخلى عن حرارتها.

ولكي نفهم بشكل أفضل أنواع الحمل الحراري المختلفة، دعونا نعطي مثالا. إذا قمنا بتشغيل المبرد، علينا أن ننتظر حتى ترتفع درجة الحرارة. إذا وضعنا يدنا فوق المبرد على مسافة قصيرة، فسنرى أن هناك تدفقًا طبيعيًا للهواء تمامًا، حيث يميل الهواء الساخن إلى الارتفاع. يصبح الهواء المحيط دافئًا ويقل كثافته، مما يجعله أقل وزنًا. وبالتالي، فإنه يتدفق إلى الأعلى، مما يسمح للهواء بالمرور مرة أخرى، ويتجدد باستمرار. بالإضافة إلى ذلك، إذا كنت مهتمًا بمعرفة كيفية تأثير الأمطار الحملية عليك، يمكنك قراءة المزيد على أمطار الحمل الحراري و كيف تحدث موجات الحر.

المادة ذات الصلة:

موجات الحر في إسبانيا عام ٢٠٢٣: التأثيرات والعواقب

آمل أن تساعدك هذه المعلومات على تعلم المزيد عن الحمل الحراري وانتقال الحرارة.