ماذا يحدث عند تلامس جسمان مختلفان في درجة حرارتهما

اذا تلامس مختلفان في درجة حرارتهما فإن

ينتقل الحرارة من الجسم الحار إلى الجسم البارد .

تنتقل الحرارة بين الجسمين من الحرارة الأعلى إلى الحرارة الأقل حتى يصلوا إلى نفس الدرجة. ومن بين الأشياء التي تفكر فيها كثيرًا وتعد من الأمور الشائعة هي الطاقة الحركية، حيث تعد الحرارة مقياسًا لاستخدامه لمعرفة مدى سرعة الاهتزاز الحاصل في جزيئات المادة .

عندما يكون هناك جزء ما يتميز بدرجة حرارة أعلى، فإن معدلات اهتزازه تكون سريعة جدًا. وفي حال حدوث تلامس بين الأجسام الساخنة والأجسام الباردة، تنتقل الطاقة الحركية من الأجسام ذات الحرارة الأعلى إلى تلك الأجسام التي تكون برودتها أعلى .

الطريقة الأكثر فعالية لنقل الحرارة هي التنقل من منطقة حارة إلى منطقة باردة، وهذا يساعد على تبادل الحرارة بشكل أفضل. ويعود السبب في ذلك إلى أن الجسم يستغرق وقتًا طويلاً في فقدان الحرارة الزائدة عندما يكون في الفضاء .

المركبات الفضائية واقعة في مُعاناه كبيرة متعلقة بمشكلة التبريد وليس ما يتعلق بعملية التدفئة، ومن اللازم أن يحدث تبديد للحرارة التي تُنتج من المعدات في الفضاء، ولكن بما أن الفضاء ما هو إلا عبارة عن فراغ بشكل مثالي إذن ليس هناك وجود لأي عملية نقل حادثة خاصة بالطاقة الحركية .

يعود سبب ضرورة وجود مشعان داخل جميع المركبات الفضائية إلى ذللك، وسنطرح سؤالًا للمناقشة: هل يمكن لك يومًا ما رؤية شيء يتألق بالحرارة ويمنحنا الضوء؟ .

في الواقع، تنتج الأجسام كمية قليلة من الطاقة الحركية على شكل ضوء مشع، ولكن غالبًا ما يتمثل هذا الضوء في الأشعة تحت الحمراء التي لا يمكننا رؤيتها، لكن قد نشعر بها .

عن طريق دراسة الأشياء تم الوصول إلى استنتاج معين وهو أنك عندما تدرس تلك الظاهرة على أشياء صلبة، فإذا اتصلوا ستحدث حركة نسبية ويحدث خمول في حالة اصطدام جسمان سيحدث تبادل للطاقة الحركية بشكل كلي فيما بينهم، وسوف يحدث ارتداد لكل في اتجاهات جديدة وكل ما نحن نهتم به هو نقل الحرارة .

اذا تلامس جسمان ولم تتغير درجة حرارتها فأن

الجسمان لهم نفس درجة الحرارة .

في حالة تواجد نظامين في حالة من التوازن الحراري مع نظام ثالث فسيكونوا جميعا في حالة من التوازن الحراري مع بعضهما البعض، يجب أن نكون أولا على علم بمعنى مصطلح التوازن الحراري .

إذا تواجد نظامان بشكل متلاصق دون حدوث أي تدفق لمقدار من الطاقة سواء كان قليلًا أم كبيرًا بينهما، فإن النظامين يعدان في حالة التوازن الحراري مع بعضهما البعض .

في الأساس، المصطلح يعبر عن أي نظامين يكونان في نفس درجة الحرارة، والتوازن الحراري هو مصطلح لا يمكن فصله أو تجزئته عن أي جانب من جوانب حياتنا اليومية .

على سبيل المثال، نفترض أنه لديك وعاء يحتوي على كمية من الحساء الساخن وقمت بوضعه في الفريزر، يمكنك التنبؤ بما سيحدث للحساء، حيث سيبدأ بالتبريد والتجمد مع مرور الوقت .

سيظل الحساء في عملية تبريد إلى أن تصل درجة برودته نفس درجة بروده مُجمدة ومن، الامور التي قد لا تكن على علم بأنها جيدة جداً للتوازن الحراري، العملية الحادثة هنا هي أن الحرارة تقوم بالتدفق من النظام ذا درجة الحرارة الأعلى آلا وهي وعاء الحساء إلى النظام ذَا الدرجة المنخفضة من الحرارة وهو المجمد .

يحدث التوقف في تدفق الحرارة عندما يصل النظامان إلى نفس درجة الحرارة، ويطلق على هذه الحالة اسم التوازن الحراري، ولا يستمر التدفق الحراري بين النظامين في هذه الحالة.

وحدات قياس درجة الحرارة هي

• مقياس فهرنهايت .
• مقياس رانكين .
• مقياس كلفن .
• مقياس مئوية .

مقياس فهرنهايت : تستخدم على نطاق واسع لقياس درجة الحرارة في الولايات المتحدة، وأبرد درجة حرارة مسجلة هي الصفر المطلق. تبين أن الماء يتجمد عند 32 درجة فهرنهايت ويغلي عند 212 درجة فهرنهايت .

مقياس رانكين : يوضح مقياس رانكين المعادلة الصفرية المطلقة الخاصة بمقياس فهرنهايت.

مقياس كلفن : يمكن استخدام مقياس حرارة كلفن في مجالات واسعة مثل المعادلات والحسابات العلمية

مقياس مئوية : مقياس سيليزيوس هو مقياس للحرارة بالدرجة المئوية، حيث ينقسم إلى 100 درجة بين نقطتي التجمد والغليان، حيث يكون التجمد عند 0 درجة مئوية والغليان عند 100 درجة مئوية.

انتقال الحرارة بالحمل

تعريف الحمل : يتم الحمل الحراري من خلال نقل الحرارة عن طريق الحركة السائبة للجزيئات الموجودة في الغازات والسوائل، ويتم النقل الأولي للحرارة بالتوصيل بين الجسم والسائل .

يجب معرفة أن انتقال الحرارة السائب يمكن حدوثه بسبب حركة السائل، وكما يحدث في الحمل الحراري؛ وهي عملية يحدث فيها انتقال للحرارة داخل السوائل من خلال الحركة الفعلية للمادة، ويمكن أن يحدث هذا الحمل الحراري بشكل طبيعي أو اضطراري

يتضمن نقل الحرارة عن طريق الحمل الحراري حدوث نقل كميات كبيرة من السائل، ويمكن ملاحظة بعض الأمور الخاصة بهذه الطريقة
عندما يحدث تسخين للسائل من الأسفل، يحدث تمدد حراري نتيجة لذلك .

نتيجة لذلك، تصبح الطبقات السفلية من السائل هي التي تتمتع بدرجة حرارة عالية وكثافة أقل، ويعتبر السائل البارد جدًا ذو كثافة عالية، ويحدث ارتفاع للجزء الأقل كثافة وأعلى درجة حرارة من السائل بسبب وجود الطفو .

فيما يتعلق بالسائل الأكثر برودة والأكثر كثافة، سيتم استبداله بسائل آخر، وستظل هذه العملية في دورة متكررة، وهذه هي الطريقة التي يتم بها نقل الحرارة عن طريق الحمولة الحرارية.

أنواع الحمل: أنواع نقل الحرارة عن طريق الحمل

•  الحمل الحراري الطبيعي .
•  الحراري الجبري .

الحمل الحراري الطبيعي : في حالة حدوث زيادة في درجة الحرارة نتيجة لقوة الطفو، حيث تحدث اختلافات في كثافة المادة بسبب تغير درجات الحرارة، يطلق عليها اسم الحمل الحراري الطبيعي. مثال على ذلك هو رياح المحيطات.

الحمل الجبري : في حالة استخدام مصادر خارجية مثل المضخات والمراوح لتوليد الحمل الحراري في ذلك الوقت، يحدث هذا النوع من الأمثلة، ومنها استخدام سخانات المياه لتسخين المياه على الفور، بالإضافة إلى استخدام المراوح في عملية التهوية.

هناك صلة بين الحمل القسري وقانون التبريد لنيوتن

P=DQDT=hA(T-T0) تعتمد قيمة معامل انتقال الحرارة h على

•  الكثافة .
•  السعة الحرارية محددة .
• اللزوجة .
• التوصيل حراري .