الحـرارة وانتشارها

الحـرارة وانتشارها

تعريف الحرارة

الحرارة هي شكل من أشكال الطاقة فهي تسبب تغيير درجة حرارة الأجسام  ارتفاع درجة حرارة كمية الماء عند تسخينها لفترة قصيرة من الزمن   وتغيير حالتها الفيزيائية: تحوّل الماء إلى بخار عند تسخينه لدرجة الغليان ، كما أن للحرارة القدرة على انجاز عمل ما  اندفاع مكبس محقن عند تسخين   المحقن بسبب تمدد الهواء داخل المحقن.

تعريف المنبع الحراري

المنبع الحراري هو كل جسم يعطي الحرارة باستمرار للوسط المحيط به .

ومن أهم المنابع الحرارية :( الشمس – الوقود بأنواعه – أجهزة التسخين الكهربائية – الأفران الذرية ) .

ثالثاً – طرق انتشـار الحرارة :

1 – انتشار الحرارة بالنقل ( التوصيل )

في هذا النوع من الانتشار تنتقل الحرارة في المادة المسخّنة من ذرة إلى أخرى دون أن تنتقل الذرات وذلك بسبب تلامسها . 

( إن هذا النوع من الانتشار شائع في الأجسام الصلبة كالمعادن ) .

2 – انتشار الحرارة بالحمــــــــــــــل

في هذا النوع من الانتشار تنتقل الحرارة في المادة بانتقال الجزيئات المسخنة على شكل تيارات تدعى تيارات الحمل وذلك بسبب تغّير كتلتها الحجمية .

( إن هذا النوع من الانتشار شائع في السوائل والغازات ومن أهم تطبيقاته التدفئة المركزية بالماء الساخن ) .

3 - انتشار الحرارة بالإشعاع

في هذا النوع من الانتشار تنتقل الحرارة من المنبع الحراري الى الوسط المحيط عن طريق الأشعة .

( إن انتشار الحرارة بالإشعاع لا يتطلب وسطاً مادياً ومثال ذلك انتشار حرارة الشمس في الفضـــــــاء الخارجــــي وإلى الأرض).

مبادئ قياس كمية الحرارة

1 – مبدأ التوازن الحـــــــــــــراري

(عندما تنتقل الحرارة بين جسمين مختلفين في درجتي حرارتيهما متلامسين ومعزولين عن الوسط المحيط فإن الجسم الأسخن تنخفض درجة حرارته والجسم الأبرد ترتفع درجة حرارته حتى يحصل بينهما توازن حراري ويصلا إلى درجة حرارة واحدة تدعى بدرجة التوازن الحراري ) .

2 – مبدأ مصونية الطاقة الحرارية

إن كمية الحرارة ( كح1 )  التي يخسرها الجسم الأسخن تساوي كمية الحرارة ( كح2 ) التي يربحها الجسم الأبرد ويمكن أن نعبر عن ذلك رمزياً بالعلاقة :

كــح1( خسرها الجسم الأسخن )  =  كـح2 ( كسبها الجسم الأبرد )

العوامل المؤثرة في كمية الحرارة ( كــح ) التي يكتسبها أو يخسرها الجسم عند تسخينه أو تبريده والعلاقة بين هذه العوامل:

تتوقف كمية الحرارة التي تكتسبها كتلة معينة من الجسم    ( أو تخسرها ) على ثلاثة عوامل هي :

1– كتلــــــــــــــــــــة الجسم ( ك )

إن كمية الحرارة التي تكتسبها كتلة معينة من جسم معين   ( أو تخسرها ) كي تتغير درجة حرارتها قدراً معيناً تتناسب طرداً مع كتلة الجسم ( ك ) .

2 – تغير درجة حرارة الجسم ( Δ د )

إن كمية الحرارة التي تكتسبها كتلة معينة من جسم معين  ( أو تخسرها ) كي تتغير درجة حرارتها قدراً معيناً تتناسب طرداً مع مقدار التغير في درجة حرارتها (  Δ د ).

3 - طبيعة مادة الجســــــــــم ( ن )

إن كمية الحرارة التي تكتسبها كتلة معينة من جسم معين  ( او تخسرها ) كي تتغير درجة حرارتها قدراً معيناً تتوقف على طبيعة مادة الجسم ( ن ) وهي ثابت يتوقف على طبيعة مادة الجسم ويسمى بالحرارة الكتلية ( النوعية ) للجسم وهي تختلف من جسم لآخــــــر