מבוא להעברת חום: כיצד העברת חום?

מה זה חום? איך מתרחש העברת החום? מהן ההשפעות על החומר כאשר חום מועבר מגוף לגוף? להלן מה שאתה צריך לדעת:

העברת חום היא תהליך שבאמצעותו אנרגיה פנימית מחומר אחד מועברת לחומר אחר. תרמודינמיקה הוא המחקר של העברת החום והשינויים הנובעים ממנו. הבנה של העברת חום היא קריטית לניתוח א תהליך תרמודינמי, כמו אלה שמתרחשים במנועי חום ומשאבות חום.

תחת התיאוריה הקינטית, אנרגיה פנימית של חומר נוצר מתנועה של אטומים או מולקולות בודדות. אנרגיית חום היא צורת האנרגיה שמעבירה אנרגיה זו מגוף או מערכת לגוף אחר. העברת חום זו יכולה להתקיים במספר דרכים:

• הולכה כאשר החום זורם דרך מוצק מחומם דרך זרם חום עוברים דרך החומר. אתה יכול לצפות בהולכה בעת חימום גוף מבער תנור או מוט מתכת, שעובר אדום אדום לבן חם.
• הולכת חום זה כאשר חלקיקים מחוממים מעבירים חום לחומר אחר, כמו לבשל משהו במים רותחים.
• קרינה הוא כאשר החום מועבר דרך גלים אלקטרומגנטיים, למשל מהשמש. קרינה יכולה להעביר חום דרך חלל ריק, בעוד ששתי השיטות האחרות דורשות צורה כלשהי של קשר ענייני לצורך ההעברה.

על מנת ששני חומרים ישפיעו זה על זה, הם חייבים להיות בפנים

בדרך כלל, כמובן, אתה לא מרגיש את החום מהתנור כשאתה כמה מטרים משם וזה בגלל שהתנור מכיל בידוד תרמי כדי לשמור על החום שבתוכו, ובכך למנוע מגע תרמי עם החלק החיצוני של התנור. זה כמובן לא מושלם, כך שאם אתה עומד בקרבת מקום אתה מרגיש קצת חום מהתנור.

שיווי משקל תרמי כאשר שני פריטים שנמצאים במגע תרמי כבר לא מעבירים חום ביניהם.

ההשפעה הבסיסית של העברת חום היא שחלקיקי חומר אחד מתנגשים עם חלקיקי חומר אחר. החומר האנרגטי יותר יאבד בדרך כלל אנרגיה פנימית (כלומר "תתקרר") ואילו החומר האנרגטי פחות ישיג אנרגיה פנימית (כלומר "תתחמם").

ההשפעה הבוטה ביותר של זה בחיי היום יום שלנו היא מעבר שלב, שבו חומר משתנה מחומר אחד מצב צבירה לאחר, כזה כמו נמס קרח ממוצק לנוזל בזמן שהוא סופג חום. המים מכילים אנרגיה פנימית יותר (כלומר מולקולות המים מסתובבים יותר מהר) מאשר בקרח.

בנוסף, גם חומרים רבים עוברים התפשטות תרמית או התכווצות תרמית כאשר הם מרוויחים ומאבדים אנרגיה פנימית. מים (ונוזלים אחרים) מתרחבים לעתים קרובות ככל שהם קופאים, מה שגילה כל מי שהכניס משקה עם כובע למקפיא זמן רב מדי.

ה קיבולת חום של אובייקט מסייע בהגדרת האופן שבו הטמפרטורה של אותו אובייקט מגיבה לספיגת חום או להעברתו. קיבולת חום מוגדר כשינוי בחום חלקי שינוי הטמפרטורה.

העברת חום מנוהלת על ידי כמה עקרונות בסיסיים שהתפרסמו בשם חוקי התרמודינמיקה, המגדירים כיצד העברת חום קשורה לעבודה שנעשית על ידי מערכת ומציבים מגבלות מסוימות על מה אפשרי למערכת להשיג.

נערך על ידי אן מארי הלמנסטין, ד.