کدام دسته از مواد جامد مایع گاز نارسانایی بیشتری نسبت به گرما دارند چرا

کدام دسته از مواد جامد مایع گاز نارسانایی بیشتری نسبت به گرما دارند چرا را از سایت هاب گرام دریافت کنید.

انتقال گرما

انتقال گرما

گرما صورتی از انرژی است که در اثر اختلاف دما از جسم گرم به جسم سرد منتقل می شود (شارش). واحد اندازه گیری گرما ژول (J) است. گرما می تواند دمای اجسام را تغییر دهد یعنی باعث افزایش دمای اجسام می گردد. گرما همچنین می تواند باعث تغییر حجم و حالت جسم شود. سرعت انتقال گرما در جامدات زودتر صورت می گیرد و علت آن نزدیک تر بودن مولکول ها به هم در جامدات است.

راه های انتقال گرما:

معمولا گرما از جای گرم تر به جای سردتر منتقل می شود. این گرما به سه روش شارش می یابد:

1- رسانش (رسانایی)

2- همرفت (کنوکسیون)

3- تابش

1- رسانش(رسانایی)

اگر سر یک میله فلزی را در کنار یک جسم گرم قرار دهیم، طرف دیگر میله گرم می شود، علت گرم شدن میله آن است که مولکول های مجاور چشمه ی گرم، گرم شده و با دامنه ی بیشتری ارتعاش می یابند، در نتیجه هر مولکول به مولکول مجاور خود ضربه زده و دامنه ارتعاش آن را بیشتر می کند، به این ترتیب گرما در داخل جسم منتشر می شود.

نکته: 

این روش در هر سه حالت جامد، مایع و گاز صورت می گیرد، اما انتقال گرما در جامدات بیشتر صورت می گیرد زیرا هر چه مولکول ها به هم نزدیک تر باشند، گرما با سرعت بیش تری در ماده منتقل می شود.

در بین فلزات رسانایی نقره، مس، طلا، آلومینیوم بیشتر از بقیه است. مایعات به خصوص آب معمولاً رسانای‌ضعیف گرما هستند. (جیوه فلز مایع و فلزات مذاب رسانا هستند) گازها و از جمله هوا نیز رسانای ضعیف گرما هستند.

2- همرفت(کنوکسیون)

می خواهیم ظرف آبی را به وسیله چراغی گرم کنیم، اگر شعله به یک قسمت از ظرف آب نزدیک باشد، پس از مدتی

مشاهده خواهیم کرد تمام آب به جوش می آید. علت این پدیده آن است که آب در مکانی که گرما می گیرد منبسط و سبک می شود و به طرف بالا حرکت می کند و آب سرد که سنگین تر است جای آن را می گیرد. این عمل آن قدر ادامه می یابد تا آن که همه ی آب گرم شده و سرانجام به جوش می آید.

عملی که در آن انتقال گرما از راه انتقال مولکول ها صورت می گیرد، همرفتی یا جابه جایی نامیده می شود.

نکته: در مایعات و گازها(سیالات) که مولکول ها به آسانی می توانند جابه جا شوند، گرما از راه همرفتی منتقل می شود. وجود جریان های گرم و سرد دریایی و انواع بادها در اثر جریان همرفتی به وجود می آید.

دستگاه آب گرم کن (شوفاژ)، دودکش کارخانه ها، لامپ های گازی بر اساس همین پدیده عمل می کنند.

توجه: در روش انتقال گرما به روش همرفت، خود ماده با جابه جا شدن گرما را منتقل می کند.

نکته: در جریان همرفتی شارش مایع یا گاز بر اثر تغییر چگالی است.

3-تابش:

در انتقال گرما به روش تابش، نیازی به وجود ماده نیست، در این طریق گرما به صورت نور یا امواج الکترومغناطیسی از چشمه های داغ و ملتهب به اطراف گسیل می شود.

یک دسته از امواج الکترومغناطیسی، پرتوهای فرو سرخ هستند این پرتوها وقتی به جسمی بتابند گرمای زیادی تولید می‌کنند. در تابش ماده منتقل نمی شود لذا نیازی به محیط مادی یا مولکول هایی که انرژی گرمایی را منتقل کنند نیست، یعنی می توانند در خلاء نیز انجام گیرد.

چند نکته مهم:

میزان تابش گرمایی یک جسم بستگی به دمای مطلق جسم و سطح خارجی آن دارد.

اجسامی که پرتوهای گرما را خوب تابش کنند، این پرتوها را به خوبی جذب می کنند.

اجسامی که سطح آن ها به رنگ تیره است یک تابش کننده بسیار خوب و همچنین جذب کننده بسیار خوبی نیز هستند.

اجسامی که سطح آن ها بسیار صیقلی است یک تابش کننده و جذب کننده بسیار ضعیف هستند، این اجسام بازتابنده خوب تابش های گرمایی هستند.

تابش گرمایی از سطح همه اجسام و در هر دمایی صورت می گیرد و باعث کاهش دمای آن ها می شود.

تابش گرمایی در سطح همه اشیاء جذب شده و باعث افزایش دمای آن ها می شود.

نکته: 

انتقال گرما به طریق تابش بسیار سریع (با سرعت نور) صورت می گیرد اما در روش های رسانایی و همرفتی بسیار کند است.

سرعت انتقال گرما ازطریق همرفتی < سرعت انتقال گرما ازطریق رسانایی < انتقال سرعت گرما ازطریق تابش

مرکز یادگیری سایت تبیان - تهیه: مرتضی عرفانیان

تنظیم: مریم فروزان کیا

گرما چه تأثیری روی ماده می‌گذارد؟

گرما چه تأثیری روی ماده می‌گذارد؟

همه‌ی مواد در زندگی با گرما سروکار دارند، گاهی گرما می‌گیرند و گاهی گرما از دست می‌دهند و این امر موجب تغییراتی در جسم می شود که می‌تواند بسیار محسوس باشد. وقتی جسم گرما ببیند انرژی جنبشی مولکول‌های آن افزایش میابد و سبب عواملی می‌شود که در این بخش راجع به آن توضیح می‌دهیم.

گرما چیست؟

به طور کلی گرما انرژی جابجا شده از یک جسم به جسم دیگر یا از ناحیه‌ای به ناحیه‌ای دیگر، طی برهم‌کنش‌های گرمایی است. انتقال انرژی از راه‌های گوناگون مانند رسانش گرمایی، تابش، و همرفت انجام می‌شود. گرما یکی از ویژگی‌های سیستم یا جسم نیست بلکه معمولاً به یک نوع فرایند مربوط است، و با جریان گرما و انتقال گرما هم‌معنا است. در کل، گرما انتقال انرژی از یک جسم یا از یک سامانه‌ی ترمودینامیکی به دیگری است در هنگامی که دو سامانه در دو دمای متفاوت باشند. این انرژی در اثر تماس حرارتی منتقل می‌شود. همچنین از انتقال گرما به عنوان یکی از فرایندهای بنیادی انتقال انرژی بین اجسام فیزیکی یاد می‌شود. انتقال گرما یکی از راه‌های جابجایی انرژی است که در آن کاری صورت نمی‌گیرد.

چه وقت بشر مفهوم فیزیکی گرما را درک کرد؟

بشر در اوایل سده نوزدهم شاهد پیشرفت‌های فراوان و رشد بینش‌های عمیق درباره ماهیت‌های گرما بود زیرا در اواخر سده هجدهم انقلاب صنعتی در قاره اروپا و امریکا گسترش یافت. قبل از سال 1830 تصور می‌کردند که گرما و خواص گرمایی مواد با پدیده‌های مکانیکی الکتریکی و مغناطیسی ارتباطی ندارند.

کالری

بنا بر نظریه‌ی کالریک که در آن زمان رایج بود. مقدار گرمای هر جسم متناسب با مقداری از سیال کالریک بود که در جسم وجود داشت یعنی هر چه مقدار سیال کالریک آن نیز بیشتر بود انبساط گرمایی را که از پدیده‌های آشنا به شمار می‌آمد این طور توجیه می‌کردند که برای پذیرش سیال کالریک اضافی فضایی بیشتر لازم است.

هر چند دادن گرما به جسم هیچ تغییر قابل اندازه گیری در جرم آن ایجاد نمی‌کرد و این امر را با معضل روبرو کرده بود اما هواداران این نظریه برای حل مشکل می‌گفتند که کالریک یک سیال است (سنجش ناپذیر) یا (آذرین) یعنی سیالی بدون جرم است. هرچند که نظریه کالریک را پیش از پایان نیمه اول قرن نوزدهم کنار گذاشتند. میراث آن واحد گرما، یعنی کالری هنوز هم کاربرد فراوانی دارد.

انرژی درونی

در ترمودینامیک، انرژی درونی به انرژی ذرات سازنده مواد اطلاق می‌شود. بالارفتن انرژی درونی به دو صورت تغییر دما یا فاز ماده ظاهر می‌شود. واحد انرژی درونی در سیستم SI، ژول است.افزایش انرژی درونی با افزایش دما همراه است مانند آبی که جوش می‌آید انرژی درونی آن بسیار بیشتر از حالت قبلش است.

گرما حجم مواد را تغییر می دهد

هنگامی که یک جسم شروع به گرم شدن می‌کند و در حقیقت این امر باعث بالا رفتن دمای جسم می‌شود. وقتی دمای جسم بالا می‌رود انرژی درونی آن نیز افزایش میابد و این امر باعث می‌شود که جنبش و تحرک مولکول‌های ماده بیشتر و بیشتر شود و در نتیجه مولکول‌ها به یکدیگر بیشتر برخورد می‌کنند و از یکدیگر نیز بیشتر فاصله می‌گیرند. افزایش فاصله به این علت است که مولکول‌ها با انرژی بیشتری با یکدیگر برخورد می‌کنند.

از این جهت حجم جسم افزایش میابد. حال آنکه اگر جسم گرمای خودش را از دست بدهد یا اصطلاحاً سرد شود، باعث می‌شود که مولکول‌های جسم دارای انرژی جنبشی کمتری برخوردار شوند و برخورد کمتری داشته و ماده اندکی کاهش یابد.جنس ماده روی حجم آن تأثیر زیادی خواهد داشت چرا که افزایش حجم در گازها بسیار زیاد و در مایعات کمتر و در جامدات نیز کمتر از مایعات است.

اثر گرما بر مواد جامد: هر گاه مواد جامد گرم شوند مولکول های آن ها فضای بیشتری اشغال می کند در نتیجه جسم بزرگتر می شود ( آزمایش گوی و حلقه ) و …….

اثر گرما بر مواد مایع: مواد مایع هم وقتی گرما ببینند مولکول های آن ها افزایش حجم پیدا می کنند، مانند سر رفتن آب کتری پس از گرم شدن، بیرون آمدن جوهر خود نویس پس از گرم شدن

اثر گرما بر گازها: گاز ها هم در اثر گرما مولکول های آن ها افزایش حجم پیدا می کنند. برای همین هم رانندگان در هوای تابستان باد لاستیک های اتو مبیل خود را کم می کنند تا در اثر گرما، لاستیک ها نترکند.

گرما حالت مواد را تغییر می‌دهد

مواد در اطراف ما به سه حالت جامد، مایع ، گاز دیده می شوند. این مواد همیشه به یک حالت باقی نمی مانند، بلکه از حالتی به حالت دیگر تبدیل می شوند.

مواد جامد موادی هستند که از خود شکل معینی دارند. مانند : میز ، سنگ و ….

مواد مایع موادی هستند که مو لکول های آن ها بر روی هم می لغزند و شکل ظرف به خود می گیرند مانند: آب، ابلیمو ، نفت و ….

گاز ها موادی هستند که مولکول های آن ها در فضا پخش می شوند و تمام فضا را اشغال می کنند.

ذوب شدن: هر گاه مواد جامد به اندازه کافی گرما ببینند به مایع تبدیل می شوند. تبدیل مواد جامد به مایع را ذوب شدن می گویند. ذوب، به معنی مایع شدن است، مانند ذوب شدن یخ

تبخیر چیست : تبدیل شدن مایع به گاز را تبخیر می گویند. تبخیر به معنای بخار شدن است. مانند خشک شدن لباس های خیس. تشکیل ابر در اثر تبخیر آب دریا ها صورت می گیرد. بخار آب، یک گاز است. معمولاً در هوا مقداری بخار آب وجود دارد که دیده نمی شود. اگر گازها به اندازه ی کافی سرد شوند به مایع تبدیل می شوند که این عمل را میعان می گویند. بارش باران از ابر نتیجه ی این عمل است .

تغییر حالت مواد تصعید

ذوب و انجماد :

وقتی به ماده ی جامد گرما دهیم ، حركت ذرات آن زیاد می شود، ربایش بین مولكول های كم می شود تا جایی كه می توانند آزادانه روی هم بلغزند و به صورت مایع در آیند در این صورت می گویند ماده ی جامد ذوب شده است. موادی كه نقطه ی ذوب پایینی دارند نیروی بین ذرات آن ها ضعیف است و به سادگی به مایع تبدیل می شوند ولی موادی مثل نقره كه نقطه ذوب بالایی دارند نیروی جاذبه بین ذرات آن ها بسیار زیاد است و برای شكستن این نیروی جاذبه به گرمای زیادی احتیاج است.

مثلا جیوه در دمای معمولی مایع است چون نیروی جاذبه بین ذرات آن بسیار كم است و در دمای -39c  به جامد تبدیل می شود در مقابل تنگستن كه از آن در ساختمان لامپ ها استفاده می شود، نقطه ی ذوبی برابر 3380c دارد و به سادگی ذوب نمی شود بر عكس اگر مایعی را به اندازه ی كافی سرد كنیم به جامد تبدیل می شود.

دمایی كه در آن ماده ی مایع به جامد تبدیل می شود نقطه ی انجماد می گویند. نقطه ی انجماد با نقطه ی ذوب یكسان است. مثلاً در مورد آب نقطه ی ذوب و انجماد دمای صفر درجه است. نقطه ی ذوب و انجماد هر مایع مقدار معینی است اما بعضی مواد هنگام تبدیل از حالت جامد به مایع كم كم نرم می شوند مثل قیر ،شیشه و كره كه وقتی گرم می شوند ابتدا نرم می شوند و از حالت جامد خارج می گردند.

سپس در اثر گرم شدن بیش تر كم كم به طور كامل به حالت مایع در می آیند. این گونه مواد نقطه ی ذوب معینی ندارند و اصطلاحاً گفته می شود كه این مواد ذوب خمیری دارند. مثلا شیشه از دمای حدود 300 درجه سلسیوس به تدریج از حالت جامد خارج و نرم می شود، اگر آن را باز هم گرم كنیم سرانجام به طور كامل مایع و روان می شود.

تبخیر و میعان :

در یك ماده ی مایع انرژی تمام ذرات یكسان نیست،‌ بعضی از ذرات این ماده در اثر برخورد با یك دیگر تندتر حركت می كنند و بعضی كندتر. ذراتی كه در سطح مایع اند و دارای انرژی زیادتر هستند می توانند فرار كنند و به فضای بالای مایع بروند. این ذرات به صورت گاز در می آیند و به این پدیده فرآیند «تبخیر» می گویند. اگر به مایع گرما دهیم ذرات داخل مایع هم به اندازه ی كافی انرژی پیدا می كنند تا بر نیروی جاذبه ی بین ذرات غلبه كنند.

این پدیده را فرآیند «جوشش» می گویند. دمایی كه مایع در آن دما شروع به جوشیدن می كند «نقطه ی جوش» می نامند. در این دما هرچه به جسم گرما بدهیم، فقط باعث می شود تا ذرات مایع به بخار تبدیل شوند و دمای مایع بالاتر نمی رود. مواد مختلف نقطه ی جوش متفاوتی دارند، در فشار یك اتمسفر نقطه ی جوش آب 100^. C و نقطه ی جوش اتانُل78^. C است.

وقتی فشار محیط تغییر كند، نقطه ی جوش تغییر می كند. مثلاً در ارتفاعات كه فشار هوا كمتر است نقطه ی جوش آب پایین می آید. اگر ذرات بخاری كه از سطح مایع فرار كرده اند انرژی خود را از دست بدهند دوباره مایع می شوند که به این پدیده «میعان» می گویند.

تصعید و چگالش : 

بعضی از اجسام مستقیماً از حالت جامد به گاز تبدیل می شوند مثل نفتالین به این پدیده «تصعید» می گویند. فرآیند عكس تصعید، یعنی تبدیل گاز به جامد«چگالش» نام دارد كه در مورد نفتالین اتفاق می افتد.

و به طور کلی تمام این فرآیندها در شکل سمت راست خلاصه می‌شود.

مرکز یادگیری سایت تبیان - تهیه: مرتضی عرفانیان

تنظیم: مریم فروزان کیا

انتقال گرما

انتقال گرما یا انتقال حرارت (به انگلیسی: Heat transfer) به تبادل انرژی گرمایی میان دو یا چند جسم یا سامانۀ فیزیکی گفته‌می‌شود.

انتقال گرما به سه روش روی می‌دهد؛ رسانش، هم‌رفت و تابش.

انتقال حرارت با تغییر انرژی درونی ماده همراه است و بر پایۀ قانون دوم ترمودینامیک همیشه از جسم گرمتر به جسم سردتر روی می‌دهد.

تعادل گرمایی زمانی به‌دست می‌آید که جسم‌های درگیر و پیرامونشان به دمایی یکسان برسند.

سازوکارهای انتقال حرارت[ویرایش]

شیوه‌های انتقال حرارت عبارتند از:

رسانش گرمایی، انتقال انرژی از راه انتقال انرژی جنبشی مولکول‌ها و اتم‌ها به مولکول‌ها و اتم‌ها همسایه خود است. برای رسانش گرمایی دو جسم باید در تماس با یکدیگر باشند.

هم‌رفت به انتقال انرژی به دلیل جابه‌جایی سیال (مایع یا گاز) گفته‌می‌شود. جریان سیال ممکن است با فرایندهای بیرونی به صورت اجباری ایجاد شود یا گاهی (در میدان‌های گرانشی) توسط نیروهای رانشی هنگامی‌ که انرژی گرمایی سیال را منبسط می‌کند (به عنوان مثال در یک ستون آتش) ایجاد شوند و در نتیجه باعث انتقال خودبه‌خود می‌شوند. فرایند دوم گاهی هم‌رفت طبیعی نامیده می‌شود. همه فرایندهای هم‌رفتی گرما را تا حدودی به وسیله نفوذ منتقل می‌کنند.

نوع دیگری از هم‌رفت، هم‌رفت اجباری است. در این مورد سیال با استفاده از پمپ، توربین یا وسایل مکانیکی دیگر برای جریان یافتن تحت اجبار قرار می‌گیرد. این روش انتقال حرارت ویژه سیالات است و در جامدات کاربردی ندارد؛ و بر خلاف روش رسانش، ماده برای انتقال حرارت جابه‌جا می‌شود. همواره عامل اصلی انتقال حرارت به روش هم‌رفت اختلاف چگالی بین دو نقطه از سیال است و آنچه که باعث اختلاف چگالی بین دو نقطه می‌شود اختلاف دما می‌باشد؛ در نتیجه جریانی از حرکت سیال بین دو نقطه ایجاد می‌شود که به آن جریان هم‌رفتی می‌گویند.

تابش به انتقال انرژی بر اثر تابش پرتوهای الکترومغناطیسی را می‌گویند. همهٔ ماده‌ها که دمایی بالاتر از صفر مطلق دارند، پرتوهای الکترومغناطیسی پخش می‌کنند. مهمترین ویژگی این شیوه، آن است که نیازی به ماده ندارد، برخلاف دیگر سازوکارهای انتقال که همه نیازمند ماده هستند. پرتوهای تابیده می‌تواند در یک نقطه کوچک با استفاده از آینه‌های بازتابنده متمرکز شود که در جمع‌آوری انرژی خورشیدی استفاده می‌شود. برای مثال، نور بازتابیده از آینه‌ها، برج انرژی خورشیدی PS10 را گرم می‌کند و در طول روز می‌تواند آب را تا ۲۸۵ درجه سانتی‌گراد گرم کند.

انتقال جرم

در انتقال جرم، انرژی از جمله انرژی گرمایی با انتقال فیزیکی از جسم گرم به جسم سرد از یک مکان به مکان دیگر حرکت می‌کند. این می‌تواند به سادگی با قرار دادن آب گرم در بطری و گرم کردن بستر آن یا حرکت کوه یخ در تغییرات جریانهای اقیانوسی باشد؛ و یک مثال عملی هیدرولیک گرمایی است.

انواع روش‌های انتقال حرارت[ویرایش]

رسانش یا هدایت[ویرایش]

در انتقال حرارت به روش هدایت ابتدا قسمتی از ماده گرم می‌شود، مولکول‌های آن قسمت جنبش بیشتری پیدا می‌کنند سپس به مولکول‌های مجاور برخورد کرده آنها را نیز به حرکت درمی‌آورند. این کار در سراسر ماده ادامه می‌یابد تا این که ماده گرم می‌شود.

روش انتقال حرارت هدایت در سه حالت ماده یکسان نیست. مواد جامد چون فاصله بین ملکول‌هایشان کمتر است گرما را سریع‌تر منتقل می‌کنند، در مایعات میزان رسانایی از جامدات کمتر است و در گازها که فاصلۀ مولکول‌ها از همه بیشتر است میزان رسانایی از همه کمتر است.

فوریه ثابت کرد که در یک جهت خاص (مثلاً x) شار هدایتی (نسبت گرما به سطح) متناسب است با تغییرات دما در آن راستا :

${\displaystyle {\operatorname {q_{x}} \! \over \operatorname {A} \!}=-k{\partial T \over \partial x}}$

که در آن K ضریب هدایتی گرمایی (می‌تواند ثابت یا متغیر با دما باشد)

A مساحت سطح عمود بر جهت جریان

${\displaystyle {\partial T \over \partial x}}$ گرادیان دما که در صورت خطی بودن توزیع دما برابر است با تغییرات دما نسبت به ضخامت دیواره

علامت منفی در رابطه به علت منفی بودن تغییرات دما (دما از جسم گرم (حالت اول) به جسم سرد (حالت دوم) انتقال می‌یابد) و اینکه q باید مثبت باشد.

هم‌رفت یا جابه‌جایی یا وزش[ویرایش]

در روش جابه‌جایی مولکول‌های ماده ضمن انتقال حرارت حرکت می‌کنند. برای ایجاد جریان هم‌رفت سه شرط لازم است:

مقدار گرمای انتقال یافته در این روش از رابطه‌ای به نام "قانون سرمایش نیوتون" به دست ‌می‌آیدːˑ:

${\displaystyle q=hA(T_{w}-T_{\infty })}$

که در آن ${\displaystyle T_{w}}$دمای سطح در حال تماس با سیال، ${\displaystyle T_{\infty }}$دمای سیال، A مساحت سطح، و h ضریب انتقال حرارت جابه‌جایی است. این ضریب برای جابه‌جایی اجباری (نیرویی) بیشتر از آزاد (طبیعی) است

تشعشع یا تابش[ویرایش]

در انتقال حرارت تابشی، گرما با استفاده از مکانیسم تابش انرژی یا حرکت موج از یک جسم به جسم دیگر اتفاق می‌افتد. در این روش برخلاف دو روش قبل برای انتقال حرارت نیاز به ماده نیست. مانند گرمای خورشید که از فضای بدون ماده عبور کرده و به ما می‌رسد.

میزان گرمای منتقل شده از روش تابش به دو عامل بستگی دارد: دمای جسم و رنگ آن. هرچه دمای جسم بیشتر باشد میزان گرمای تابیده از آن بیشتر است و اگر دمای آن کمتر باشد بیش از آنکه گرما را تابش کند دریافت می‌کند.

تغییر حالت[ویرایش]

تغییر حالت ماده یعنی ذوب، تبخیر، انجماد، میعان، چگالش، و تصعید معمولاً انرژی زیادی آزاد می‌کند و در بسیاری از موارد مانند موتور بخار، یخچال، و غیره مورد بهره‌برداری قرار می‌گیرند.

برای مثال، معادله میسون (Mason) بیان تحلیلی تقریبی برای رشد قطرات آب بر پایه اثرات انتقال حرارت در تبخیر و متراکم شدن است.

تبخیر: انتقال حرارت در سیالات در حال جوش پیچیده‌است اما از اهمیت فنی قابل توجهی برخوردار است؛ و با استفاده از منحنی S مانند که وابستگی شار گرما به اختلاف دمای سطح را نشان می‌دهد مشخص می‌شود. در دماهای پایین، جوش اتفاق نمی‌افتد و میزان انتقال حرارت با مکانیزم‌های معمول تک حالتی کنترل می‌شود. هنگامی‌که دمای سطح افزایش می‌یابد، جوش محلی رخ می‌دهد و هستهٔ حباب‌های بخار به سیال خنک‌تر مجاور رشد می‌کنند و فرو می‌پاشند. در سرعت‌های بالای تولید حباب، حباب‌ها شروع به تداخل می‌کنند.

در دماهای بالا، ماکزیمم مقدار شار انتقال حرارت به دست می‌آید (شار دمای بحرانی یا CHF). در دماهای بالا، رژیم هیدرودینامیکی آرام فیلم جوشان به دست می‌آید. شار گرما در طول لایه‌های پایدار بخار کم است اما به آرامی‌با دما افزایش می‌یابد. ممکن است دیده شود که هر گونه تماس میان مایع و سطح، احتمالاً منجر به ایجاد بسیار سریع هسته‌های لایه‌های تازه بخار می‌شود (هستهٔ خودبخود).

چگالش: چگالش هنگامی‌که بخار سرد می‌شود و فاز آن به حالت مایع تغییر می‌کند، اتفاق می‌افتد. چگالش مانند جوش، از اهمیت زیادی در صنعت برخوردار است. در حین تراکم، گرمای نهان تبخیر باید آزاد شود و مقدار گرما همان است که در طی تبخیر در همان فشار سیال جذب می‌شود.

چگالش انواع مختلفی دارد:

روش‌های مدل‌سازی[ویرایش]

پدیده‌های پیچیده انتقال حرارت را می‌توان در روش‌های مختلف مدل کرد.

برای عددهای بایو کوچک تخمین دمای یکنواخت مکانی در داخل جسم می‌تواند به کار رود و فرض شده‌است که انتقال حرارت در جسم زمان برای توزیع یکنواخت درون خود با توجه به مقاومت کمتر به انجام این کار در مقایسه با مقاومت برای گرمای ورودی به جسم دارد. تجزیه و تحلیل توده‌ای سیستم‌ها اغلب پیچیدگی معادلات را به معادله دیفرانسیل خطی مرتبه اول کاهش می‌دهد که در آن گرمایش و سرمایش با حل تابع نمایی ساده شرح داده می‌شوند و اغلب به عنوان قانون سرمایش نیوتون اشاره دارد.

کاربرد[ویرایش]

مسئلهٔ توزیع دما و شارش گرما در بسیاری از شاخه‌های دانش و مهندسی مطرح است. برای نمونه در طراحی دیگ‌های بخار، چگالنده‌ها، تبخیرکننده‌ها، مبدل‌های حرارتی و رادیاتورها تحلیل انتقال حرارت برای محاسبهٔ اندازهٔ آن‌ها لازم است.

منابع[ویرایش]

مشارکت‌کنندگان ویکی‌پدیا. «Heat_transfer». در دانشنامهٔ ویکی‌پدیای انگلیسی، بازبینی‌شده در ۰۶/۰۲/۲۰۱۲.

مقالات مهندسی مکانیک.انتقال حرارت. مجله مهندسی مکانیک.

مطالعهٔ بیشتر[ویرایش]

جواب کاربران در نظرات پایین سایت

مهدی : نمیدونم, کاش دوستان در نظرات جواب رو بفرستن.

ناشناس : گاز

ناشناس : گاز