מה הם סוגים של העברת חום?

העברת חום בטבע מאפשרת ליקום להתקיים בצורה שאליה כולנו רגילים. קשה לומר איך ייראה העולם, תהליך העברת החום ייעלם אפילו לרגע. בואו נסתכל מקרוב על איזה סוגים של העברת חום קיימים ומה הכוונה מונח זה.

על פי ההגדרה המקובלת, העברת חום היא תהליך פיזי שבו אנרגיה תרמית מופצת בדרך זו או אחרת בין מספר גופים בעלי דרגות שונות של חימום. התהליך נעצר כאשר הטמפרטורה היא שווה, או, במילים אחרות, כאשר שיווי משקל תרמודינמי הוא הגיע.

בואו נמנה מה הם סוגים בסיסיים של העברת חום: הסעה, מוליכות חום, קרינה. כל שאר הזנים האפשריים הם שילוב של שתי שיטות בסיסיות או יותר. נקודה זו חייבת תמיד להילקח בחשבון.

הסעה מוכרת לכולם מילדות. המילה הלטינית מאוד "convectio" פירושה העברה. כתוצאה מכך, כאשר הסעה מתרחשת, העברת החום מתרחש על ידי הזרמים של החומר עצמו. זה אופייני גזים ונוזלים, אם כי לפעמים מתרחשת בכמה חומרים בתפזורת. בואו נדמיין יום קיץ חם: מעל פני השטח של האדמה המחוממת הוא ערפל קל - עיוות זה מוסבר על ידי זרמי אוויר עולה. עם רדת הלילה, כאשר אפקט החימום של קרני השמש נפסק, תהליך השוואת הטמפרטורות של פני כדור הארץ ואוויר מתחיל: הקרקע מתקשרת אנרגיה תרמית לשכבות התחתונות של האטמוספירה (זהו מנגנון מעורב של העברת חום), המתרוממים, מוחלפים על ידי המוני אוויר קרים. הנה דוגמא נוספת: הכניסו את המשקה מחדש במיכל מים והפעילו אותו. עם תצפית צמודה, זרמים נעים של מים ניכרים. מסות חמות נעקרות ממקור החום, ובמקומן מגיע הקור.

מה יכול להיות יותר טוב מאשר שיחה מעניינת על כוס תה חם בערב חורף קר? עם זאת, זה מספיק כדי להסיח את עצמך לרגע לתפוס את קצה מציצה של כף מתכת כדי למשוך במהירות את היד שלך, הימנעות כוויה. הסיבה היא פשוטה - כמה סוגים של העברת חום מאוד מחומם מתכת כפיות לטמפרטורת המים בכוס. אנחנו מדברים על הולכה חום. מצבים בהם אתה יכול להיפגש עם סוג זה של העברת חום, כמות עצומה. הבה נמסור הגדרה: מוליכות תרמית היא העברת אנרגיית חום מחלק מחומם יותר של הגוף לחלק קר יותר באמצעות החלקיקים המרכיבים את הגוף (אלקטרונים, אטומים, מולקולות). מקרה מיוחד הוא העברת חום בין חפצים שונים במגע. חומרים שונים יש מוליכות תרמית שונים. אז, אם החום אחד קצה של בר עץ, ואז השני יהיה קר. אבל אם אתה עושה כזה ניסוי עם מוט מתכת, התוצאה תהיה ההפך. הבדל זה נובע מהבדל במבנה הפנימי של החומרים.

בהתחשב בסוג של העברת חום, אנחנו לא יכולים להיזכר להזכיר את העברת החום על ידי קרינה. מקור החום מייצר גלים אלקטרומגנטיים עם אורך גל של עד 1000 מיקרומטר (חלק אינפרא אדום של הספקטרום). עוצמת השטף הקורן וטמפרטורת הגוף המחומם נמצאות בקורלציה ישירה. כדי להבין כיצד מעבירה החום את הקרינה, זה מספיק כדי לבצע ניסוי קטן - להדליק אש ולהניח זכוכית שקופה בינינו לבין האש. למרות המכשול, החום עדיין יועבר. או להסתכל על החתול, אשר בחורף שוכב על אדן החלון תחת השמש, מתחמם. זה פשוט - בדוגמאות אלה, האנרגיה התרמית מועברת על ידי קרינה. אחת התכונות של שיטה זו של העברת חום היא עצמאות מדיה ביניים. אם, במהלך הסעה, ההעברה מתבצעת על ידי החומר עצמו (גז), ובמקרה של מוליכות תרמית - על ידי חלקיקים, אז הקרינה לא צריך "מתווכים". לפיכך, השמש מעבירה את החום שלה דרך ואקום דווקא באמצעות קרינה.