الحرارة وانتقالها: التوصيل والحمل والإشعاع — الثالثة متوسط

الحرارة وانتقالها: التوصيل والحمل والإشعاع

انتقال الحرارة يتم بثلاث طرق: التوصيل، الحمل، والإشعاع. فهم هذه الآليات ضروري في الهندسة والفيزياء.

1. التوصيل الحراري

انتقال الحرارة عبر التصادم بين الجزيئات. المواد الفلزية نواقل جيدة للحرارة (الألمنيوم، النحاس). المواد العازلة: الخشب، البلاستيك، الصوف. قانون فورييه: Q = kAΔT/Δt.

2. الحمل (Convection)

انتقال الحرارة بحركة المادة الساخنة (سوائل وغازات). الحمل الطبيعي: الهواء الساخن يرتفع. الحمل القسري: مروحة أو مضخة. تطبيقات: التدفئة المركزية، دوران الهواء في الغلاف الجوي.

3. الإشعاع الحراري

انتقال الحرارة بأمواج كهرومغناطيسية (تحت الحمراء). لا يحتاج وسطا (يصل من الشمس عبر الفراغ). الأجسام السوداء تمتص وتشع حرارة أفضل. قانون ستيفان-بولتزمان: P = εσAT⁴.

4. تطبيقات

الترمس: يعزل الحرارة (فراغ بين جدارين يمنع التوصيل والحمل، سطح عاكس يقلل الإشعاع). المشعات الحرارية: تبدد حرارة المعالج في الحاسوب. البيوت البلاستيكية: تحبس الإشعاع الحراري.

تمارين

1. اذكر طرق انتقال الحرارة الثلاث مع مثال لكل منها.
2. لماذا يفضل استخدام أواني الطهي ذات المقابض البلاستيكية؟
3. كيف يصل ضوء وحرارة الشمس إلى الأرض؟