=============================
* تعريف الحرارة :
طاقة تنتقل من جسم إلى آخر نتيجة اختلاف درجتي حرارتها.
* تعتمد كمية الطاقة الحرارية التي تنتقل عند تلامسهما على الفرق بين درجتي حرارة الجسمين .
مثال للتوضيح :
1ـ درجة الحرارة لا تنتقل بين وعاءين متلامسين يحوي كل منهما على ماء مغلي ، وذلك بسبب أن درجتي حرارة الماء في الوعاءين متساويتان .
2 ـ درجة الحرارة تنتقل بين وعاءين متلامسين يحوي الأول ماء بارد والثاني يحوي ماء حار وذلك بسبب الاختلاف بين درجتي حرارة الوعاءين .
انتقال الطاقة الحرارية
* تعلمنا في النقطة السابقة أن الحرارة تنتقل من الجسم الأسخن إلى الجسم الأبرد دائمً ، ولا يمكن أن تنتقل الطاقة الحرارية في الاتجاه المعاكس ، وهذا ينتج عنه ما يلي :
§ يفقد الجسم الساخن طاقته الحرارية ، وتقل درجة حرارته .
§ يكتسب الجسم الأبرد طاقة حرارية تؤدي إلى رفع درجة حرارته .
* يمكن أن تحدث عملية نقل الطاقة الحرارية بثلاث طرق هي :
§ طريقة التوصيل .
§ طريقة الإشعاع .
§ طريقة الحمل
طريقة التوصيل
* تعريف التوصيل :
هو انتقال الطاقة الحرارية بين جسمين عن طريق التلامس المباشر.
* حدوثه :
يحدث التوصيل الحراري عند تصادم جزئيات مادتين مع بعضها البعض .
مثال للتوضيح :
§ عند ملامسه الفطيرة الساخنة لفمك تنتقل الطاقة الحرارية منها إلى فمك.
§ عندما تقوم بلمس قطعة حديد ساخنة تنتقل الطاقة الحرارية من قطعة
§ الحديد إلى يدك .
§ عندما تلامس كأس شاي تنتقل الطاقة الحرارية من هذا الكأس إلى يدك .
§ عندما تقوم بلمس قطعة من الثلج تحس ببرودة هذه القطعة ثم تنتقل برودتها إلى يدك .
* المواد التي يحدث فيها التوصيل الحراري بشكل أسهل :
§ يحدث انتقال الحرارة بالتوصيل أسهل في المواد الصلبة والسائلة ( علل ) لأن الذرات أو الجزئيات في هذا المواد تكون قريبة من بعضها البعض حيث تتصادم هذه الذرات والجزئيات مع بعضها البعض دون أن تحتاج لقطع مسافات كبيرة .
( ولهذا السبب تكون سرعة انتقال الطاقة الحرارية بالتوصيل في المواد الصلبة والمواد السائلة أكبر بكثير من سرعة انتقالها في المواد الغازية )
طريقة الإشعاع
* تعريف الإشعاع :
هو انتقال الطاقة على شكل موجات كهرومغناطيسية.
* أمثلة على طريقة الإشعاع :
§ انتقال حرارة الشمس إلى الأرض .
§ حرارة المدفأة .
طريقة الحمل الحراري
* تعريف الحمل الحراري :
هو انتقال الطاقة الحرارية من خلال حركة الذرات أو الجزئيات من مكان إلى آخر داخل المادة
* مثال :
تسخين إبريق ماء على الموقد
طريقة نقل الطاقة الحرارية بطريقة الحمل :
نأخذ على سبيل المثال تسخين إبريق ماء على الموقد ، حيث يمر بالخطوات التالية :
§ تنتقل الطاقة من الموقد إلى جزئيات الماء أسفل الإبريق.
§ تزداد سرعة حركة هذه الجزئيات بزيادة طاقتها الحرارية ، مما يؤدي إلى تباعد الجزئيات ، وهذا يودي إلى أن كثافة الماء تقل .
§ يبقى الماء البارد الأكثر كثافة في الأعلى .
§ يتحرك الماء الساخن إلى أعلى ليحل محله ماء بارد هابط إلى أسفل ، ثم يتم تسخين الماء في الأسفل فيرتفع إلى أعلى .
§ تستمر حتى يسخن ماء الإبريق كله ، ويصل إلى درجة الحرارة نفسها .
وجه المقارنة
الحمل الحراري الطبيعي
الحمل الحراري القسري
حدوثه
يحدث الحمل الحراري الطبيعي عندما يصعد المائع ( غاز أو سائل ) الساخن القليل الكثافة إلى أعلى بدفع من المائع البارد العالي الكثافة الهابط إلى أسفل.
يحدث الحمل القسري عندما تؤثر قوة خارجية في مائع مثل الهواء أو الماء فتحركه لكي ينقل الطاقة الحرارية.
مثال
حركة الرياح عند شاطئ البحر بسب الحمل الحراري الطبيعي
المروحة ـ المكيفات
الموصلات الحرارية و العوازل الحرارية
وجه المقارنة
الموصلات الحرارية
العوازل الحرارية
التعريف
مادة تنقل الطاقة الحرارية بسهولة
مادة لا تنقل الطاقة الحرارية خلالها بسهولة
أمثلة
الحديد ، الذهب ، النحاس.
الفلين ، البلاستيك ، الزجاج ...
امتصاص الحرارة
* الحرارة النوعية :
هي مقدار الطاقة الحرارية اللازمة لرفع درجة حرارة 1 كجم من المادة درجة سيليزية واحدة .
* المواد ذات الحرارة النوعية العالية تحتاج إلى طاقة حرارية أكبر لتغير من درجة حرارتها .
* المواد ذات الحرارة النوعية المنخفضة تحتاج إلى طاقة حرارية أقل لتغير من درجة حرارتها .
أمثلة للتوضيح :
§ رمال الشاطئ تسخن بسرعة أكبر من ماء البحر (علل) وذلك بسبب أن الحرارة النوعية للماء أكبر من الحرارة النوعية لرمال الشاطئ.
§ عندما تقوم بتعريض قطعة من الحديد وقطعة من الخشب للشمس تلاحظ أن قطعة الحديد تسخن قبل قطعة الخشب ( علل ) لأن الحرارة النوعية للخشب أكبر من الحرارة النوعية للحديد .
باختصار :
المواد العازلة للحرارة حرارتها النوعية مرتفعة بعكس الموصلات للحرارة حرارتها النوعية منخفضة .
* تعريف الحرارة :
طاقة تنتقل من جسم إلى آخر نتيجة اختلاف درجتي حرارتها.
* تعتمد كمية الطاقة الحرارية التي تنتقل عند تلامسهما على الفرق بين درجتي حرارة الجسمين .
مثال للتوضيح :
1ـ درجة الحرارة لا تنتقل بين وعاءين متلامسين يحوي كل منهما على ماء مغلي ، وذلك بسبب أن درجتي حرارة الماء في الوعاءين متساويتان .
2 ـ درجة الحرارة تنتقل بين وعاءين متلامسين يحوي الأول ماء بارد والثاني يحوي ماء حار وذلك بسبب الاختلاف بين درجتي حرارة الوعاءين .
انتقال الطاقة الحرارية
* تعلمنا في النقطة السابقة أن الحرارة تنتقل من الجسم الأسخن إلى الجسم الأبرد دائمً ، ولا يمكن أن تنتقل الطاقة الحرارية في الاتجاه المعاكس ، وهذا ينتج عنه ما يلي :
§ يفقد الجسم الساخن طاقته الحرارية ، وتقل درجة حرارته .
§ يكتسب الجسم الأبرد طاقة حرارية تؤدي إلى رفع درجة حرارته .
* يمكن أن تحدث عملية نقل الطاقة الحرارية بثلاث طرق هي :
§ طريقة التوصيل .
§ طريقة الإشعاع .
§ طريقة الحمل
طريقة التوصيل
* تعريف التوصيل :
هو انتقال الطاقة الحرارية بين جسمين عن طريق التلامس المباشر.
* حدوثه :
يحدث التوصيل الحراري عند تصادم جزئيات مادتين مع بعضها البعض .
مثال للتوضيح :
§ عند ملامسه الفطيرة الساخنة لفمك تنتقل الطاقة الحرارية منها إلى فمك.
§ عندما تقوم بلمس قطعة حديد ساخنة تنتقل الطاقة الحرارية من قطعة
§ الحديد إلى يدك .
§ عندما تلامس كأس شاي تنتقل الطاقة الحرارية من هذا الكأس إلى يدك .
§ عندما تقوم بلمس قطعة من الثلج تحس ببرودة هذه القطعة ثم تنتقل برودتها إلى يدك .
* المواد التي يحدث فيها التوصيل الحراري بشكل أسهل :
§ يحدث انتقال الحرارة بالتوصيل أسهل في المواد الصلبة والسائلة ( علل ) لأن الذرات أو الجزئيات في هذا المواد تكون قريبة من بعضها البعض حيث تتصادم هذه الذرات والجزئيات مع بعضها البعض دون أن تحتاج لقطع مسافات كبيرة .
( ولهذا السبب تكون سرعة انتقال الطاقة الحرارية بالتوصيل في المواد الصلبة والمواد السائلة أكبر بكثير من سرعة انتقالها في المواد الغازية )
طريقة الإشعاع
* تعريف الإشعاع :
هو انتقال الطاقة على شكل موجات كهرومغناطيسية.
* أمثلة على طريقة الإشعاع :
§ انتقال حرارة الشمس إلى الأرض .
§ حرارة المدفأة .
طريقة الحمل الحراري
* تعريف الحمل الحراري :
هو انتقال الطاقة الحرارية من خلال حركة الذرات أو الجزئيات من مكان إلى آخر داخل المادة
* مثال :
تسخين إبريق ماء على الموقد
طريقة نقل الطاقة الحرارية بطريقة الحمل :
نأخذ على سبيل المثال تسخين إبريق ماء على الموقد ، حيث يمر بالخطوات التالية :
§ تنتقل الطاقة من الموقد إلى جزئيات الماء أسفل الإبريق.
§ تزداد سرعة حركة هذه الجزئيات بزيادة طاقتها الحرارية ، مما يؤدي إلى تباعد الجزئيات ، وهذا يودي إلى أن كثافة الماء تقل .
§ يبقى الماء البارد الأكثر كثافة في الأعلى .
§ يتحرك الماء الساخن إلى أعلى ليحل محله ماء بارد هابط إلى أسفل ، ثم يتم تسخين الماء في الأسفل فيرتفع إلى أعلى .
§ تستمر حتى يسخن ماء الإبريق كله ، ويصل إلى درجة الحرارة نفسها .
وجه المقارنة
الحمل الحراري الطبيعي
الحمل الحراري القسري
حدوثه
يحدث الحمل الحراري الطبيعي عندما يصعد المائع ( غاز أو سائل ) الساخن القليل الكثافة إلى أعلى بدفع من المائع البارد العالي الكثافة الهابط إلى أسفل.
يحدث الحمل القسري عندما تؤثر قوة خارجية في مائع مثل الهواء أو الماء فتحركه لكي ينقل الطاقة الحرارية.
مثال
حركة الرياح عند شاطئ البحر بسب الحمل الحراري الطبيعي
المروحة ـ المكيفات
الموصلات الحرارية و العوازل الحرارية
وجه المقارنة
الموصلات الحرارية
العوازل الحرارية
التعريف
مادة تنقل الطاقة الحرارية بسهولة
مادة لا تنقل الطاقة الحرارية خلالها بسهولة
أمثلة
الحديد ، الذهب ، النحاس.
الفلين ، البلاستيك ، الزجاج ...
امتصاص الحرارة
* الحرارة النوعية :
هي مقدار الطاقة الحرارية اللازمة لرفع درجة حرارة 1 كجم من المادة درجة سيليزية واحدة .
* المواد ذات الحرارة النوعية العالية تحتاج إلى طاقة حرارية أكبر لتغير من درجة حرارتها .
* المواد ذات الحرارة النوعية المنخفضة تحتاج إلى طاقة حرارية أقل لتغير من درجة حرارتها .
أمثلة للتوضيح :
§ رمال الشاطئ تسخن بسرعة أكبر من ماء البحر (علل) وذلك بسبب أن الحرارة النوعية للماء أكبر من الحرارة النوعية لرمال الشاطئ.
§ عندما تقوم بتعريض قطعة من الحديد وقطعة من الخشب للشمس تلاحظ أن قطعة الحديد تسخن قبل قطعة الخشب ( علل ) لأن الحرارة النوعية للخشب أكبر من الحرارة النوعية للحديد .
باختصار :
المواد العازلة للحرارة حرارتها النوعية مرتفعة بعكس الموصلات للحرارة حرارتها النوعية منخفضة .