ما الطريقة التي تنتقل بها الحرارة في الفراغ

ما الطريقة التي تنتقل بها الحرارة في الفراغ ؟ هذا السؤال ورد بـ مادة العلوم بـ الفصل الدراسي الثاني لـ طلاب الصف الرابع الإبتدائي بـ المملكة العربية السعودية، لذا نقدم لهم اليوم الإجابة النموذجية بـ شكل مبسط ومفصل، إضافةً إلى تقديم تغطية شاملة تجيب عن كافة الأسئلة بـ هذا الدرس وحول هذا الموضوع، لذلك، أحضر ورقة وقلم، وإستعد لـ المذاكرة، نعدك أن تكون ممتعة هذه المرة، هل إتفقنا ؟ حسنًا، هيا بنا !

تعريف الحرارة

• تعتبر الحرارة والقوانين المرتبطة بها من القواعد الأساسية لـ نظام الحياة في هذا الكون,
• ومن ثم، تعد قوانين الحرارة إحدى الركائز المهمة لـ معظم العلوم الفيزيائية الأخرى.
• حتى لو كنا نادرًا ما ندرك وجود الحرارة وتغيراتها وطرق انتقالها، فـ هي تحيط بنا وتوجد في معظم دقائق وتفاصيل حياتنا.
• الحرارة هي شكل من أشكال الطاقة وتتولد على مستوى جزيئات المادة:
• عندما تكتسب مادة ما طاقة بـ كمية معينة ، تبدأ جزيئاتها في التأرجح في أماكنها.
• يحدث ذلك حتى لو كانت هذه الجسيمات ثابت أو في حالة حركة.
• تقوم هذه الجزيئات المهتزة بـ دورها بـ نقل الطاقة إلى الجزيئات المجاورة، مما يجعلها تهتز أيضًا.
• كلما زادت الطاقة التي يتم نقلها إلى الجزيئات ، زادت كثافة الحركة التذبذبية.
• عندما تصل طاقة هذه الجزيئات إلى مستوى معين (مثل درجة الانصهار أو درجة الغليان) ، يتم إطلاقها من الروابط والقوى الداخلية التي تحد منها.
• ومن ثم تغير طورها أو حالتها الفيزيائية (أي من حالة صلبة إلى حالة سائلة أو من حالة سائلة إلى حالة غازية وهكذا).

قد يهمك أيضًا: موضوع تعبير عن الإنترنت

الطريقة التي تنتقل بها الحرارة في الفراغ

• يمكن نقل الطاقة الحرارية من مادة إلى أخرى.
• أيضًا، يمكن نقل الطاقة الحرارية حتى داخل نفس المادة إذا كان هناك اختلاف في درجة الحرارة.
• تُقاس درجات الحرارة في الغالب بـ وحدة السلسيوس أو وحدة الكلفن.
• يمكن أيضًا توليد الحرارة داخل نفس المادة نيابة عن مواد أخرى، يندرج ذلك تحت تحول أشكال الطاقة (من حركية إلى حرارية على سبيل المثال.
• وبوجه عام، نقل الحرارة ما هو إلا تدفق الطاقة الحرارية بين الجزيئات الفردية، ذلك بـ سبب اختلاف درجة الحرارة بينهما.

لقد وجد العلماء أن الانتقال يمكن أن يحدث على مستويين آخرين:-

1. الشغل.
2. الكتلة.

بـ معنى أكثر دقة، يمكن أيضًا أن يكون انتقال الحرارة بين وسيطين مصحوبًا بـ نقل الكتلة أو الشغل من أحدهما إلى الآخر.

فكرة عمل الثلاجة

• الحرارة تنتقل عادة في اتجاه واحد (طبقًا لـ قانون الديناميكا الحرارية الثاني)، من الأجسام ذات درجة الحرارة الأعلى إلى الأجسام ذات درجة الحرارة المنخفضة.
• لـ عكس العملية السابق ذكرها أعلاه، يتطلب الأمر قوة خارجية تبذل جهدًا لـ نقل الحرارة من الجسم الأكثر برودة إلى الجسم الأكثر سخونة.
• الثلاجة خير مثال على مثل هذا النقل العكسي القسري ، حيث تمتص الثلاجة (بـ مساعدة الكهرباء) الحرارة من حجرة الثلاجة داخل نفسها (بيئة أكثر برودة) وتعيدها إلى البيئة (بيئة أكثر دفئًا).

طرق انتقال الحرارة

ويمكن نقل الحرارة بـ ثلاث طرق رئيسية:-

1. التوصيل الحراري.
2. النقل الحراري.
3. الإشعاع الحراري.

يتطلب كل من التوصيل والنقل وسيطًا فيزيائيًا لـ تنفيذ عملية النقل ، بـ خلاف نقل الحرارة الإشعاعي ، الذي لا يتطلب وسيطًا فيزيائيًا.

أي، الطريقة التي تنتقل بها الحرارة في الفراغ هي الإشعاع الحراري تلك هي إجابة سؤالك.

الحرارة بالتوصيل	الانتقال الحراري من مشروب ساخن إلى اليدين.
الحرارة بالحمل	الانتقال الحراري أثناء تسخين المياه.
الحرارة بالإشعاع	الانتقال الحراري من الشمس إلى الأرض.

قد يهمك أيضًا: ماذا تسمى المخلوقات القادرة على صنع غذائها بنفسها

انتقال الحرارة بالتوصيل

• يحدث التوصيل الحراري عندما تلمس مادتان صلبتان بعضهما البعض عند درجات حرارة مختلفة.
• حينها، تنتقل الحرارة من الجسم الأكثر سخونة إلى الجسم الأكثر برودة حتى تتساوى درجات الحرارة بينهما.
• يمكن تعريف التوصيل الحراري على أساس كونه نقل الحرارة عندما تصطدم جزيئات من مادتين مختلفتين حرارياً.
• إذا حدث هذا التصادم بين جزيئات المادتين الأولى والثانية في منطقة التلامس، فـ إن جزيئات المادة الأكثر سخونة – التي لها طاقة حركية كبيرة – تنقل جزءًا من الطاقة الحركية إلى جزيئات المادة الأخرى ، ومن ثم ترفع درجة حرارتها.
• يتصادم الأخير مع جزيئات المادة ذاتها، وينقل الحرارة عبر أجزائها المختلفة.
• في الواقع ، تختلف خاصية التوصيل من جسم إلى آخر.
• وذلك نظرًا لـ وجود مواد ذات توصيل حراري عالي ومواد ذات توصيل حراري ضئيل.
• المواد الصلبة ، على سبيل المثال ، هي موصلات لـ الحرارة ، تليها السوائل وأخيراً الغازات.
• تعتبر الغازات موصلات ضعيفة لـ الحرارة.
• في الواقع، التوصيلية تعتمد على كثافة الجزيئات، جسيمات المادة الصلبة متماسكة وكثيفة، على عكس جزيئات المادة الغازية المنتشرة والمشتتة لذلك تقل احتمالية اصطدام الجسيمات بـ بعضها البعض.

أمثلة على انتقال الحرارة بالتوصيل

يمكن رؤية الأمثلة بـ كل مظاهر الحياة اليومية من حولنا، بما فـ ذلك:-

1. انتقال الحرارة من مشروب ساخن إلى يديك.
2. انتقال الحرارة من الكمادات الساخنة إلى عضلات الجسم.
3. انتقال الحرارة من يديك إلى مكعب من الثلج.

انتقال الحرارة بالحمل

• الحمل هو الوضع السائد لـ نقل الحرارة في السوائل والغازات.
• يحدث عندما تنتقل طبقات الغازات والسوائل الأكثر سخونة إلى طبقات أكثر برودة.
• في الوقت نفسه ، تنزل الطبقات الباردة لـ تحل محل الفراغ الذي خلفه مرور الطبقات الأكثر دفئًا.
• تشكل هذه الحركة المستمرة نمطًا ثابتًا من الصعود والسقوط المستمر لـ الطبقات الدافئة والباردة.

أمثلة على انتقال الحرارة بالحمل

في سياق الحديث عن سؤال الطريقة التي تنتقل بها الحرارة في الفراغ مثال على التبادل الحراري المحمول أو المنقول هو تسخين المياه:

1. درجة حرارة الماء تصل إلى درجة غليانها (100 درجة مئوية).
2. تبدأ فقاعات الهواء في التكون في الجزء السفلي من غلاية التدفئة.
3. يمكنك ملاحظة كيفية تحرك هذه الفقاعات نحو الطبقات العليا وهبوط الماء في الطبقات السفلية.

قد يهمك أيضًا: موضوع تعبير عن النمل

انتقال الحرارة بالإشعاع

• يتطلب كل من التوصيل والنقل وسيطًا فيزيائيًا كما سبق وذكرنا.
• يمكن من خلال الوسيط نقل الحرارة بين الأشياء المختلفة.
• هذا في الحالات السابقة، أما في هذه الحالة، لا يتطلب إرسال الإشعاع وجود وسط مادي بين مصدر الحرارة والجسم المستقبل.
• ومن ثم، يمكننا أن نشعر بـ حرارة الشمس، وذلك نظرًا لـ أن الحرارة يمكن أن تنتشر عبر فراغ الفضاء عن طريق الإشعاع الحراري.

أمثلة على انتقال الحرارة بالإشعاع

• الإشعاع الحراري والذي يعرف أيضًا بـ اسم الأشعة تحت الحمراء ما هو إل شكل من أشكال الإشعاع الكهرومغناطيسي.
• يصف الإشعاع بـ المعنى العام نقل الطاقة على شكل موجات كهرومغناطيسية بـ سرعة الضوء.
• لا يتطلب وسيطًا ماديًا لـ الإرسال والاستقبال، كما لا يتطلب تبادل الكتل المادية.
• والأمثلة كثيرة على ذلك، أبسطها وأكثرها إيضاحًا هو جسم صغير يشع الطاقة الحرارية وسط فراغ ما.

قد يهمك أيضًا: ما الفرق بين الخلية النباتية و الخلية الحيوانية

تذكر أن تعليقات الموضوع مفتوحة أدناه لـ تلقي تساؤلاتك فـ لا تتردد فـ تركها حول إجابة سؤال الطريقة التي تنتقل بها الحرارة في الفراغ .