الأحد، 3 مايو، 2015

حساب الحرارة



حساب الحرارة
الحرارة هي إحدى أشكال الطاقة والتي يترافق معها حركة الذرات أو الجزيئات أو أي جسيم يدخل في تركيب المادة. بالإمكان الحصول على الحرارة عن طريق التفاعلات الكيماوية كالاحتراق، أو التفاعلات النووية كالاندماج النووي الذي يحدث في الشمس أو الإشعاع الكهرومغناطيسي كما يحدث في المواقد الكهرومغناطيسية (ميكروويف) أو الميكانيكي (الحركي) مثل الاحتكاك. يمكن للحرارة أن تتنقل بين الأجسام عن طريق الإشعاع أو التوصيل حراري أو الحمل الحراري. لا يمكن للحرارة أن تنتقل بين جسمين أو بين نقطتين في جسم واحد إلا اذا كانت درجات الحرارة بينهما مختلفة. درجة الحرارة هي مقياس لمدى سخونة جسم ما. تسمى كمية الحرارة اللازمة لرفع درجة حرارة جسم ما درجة مئوية واحدة بالسعة الحرارية. السعة الحرارية لكل مادة محددة ومعروفة. الحرارة اللازمة لرفع درجة حرارة وحدة الكتلة من مادة ما درجة واحدة تسمى بالحرارة النوعية وهي تعتمد على حالة المادة وتركيبها الكيماوي. عند احتراق الوقود تصدر كمية من الحرارة تعرف باسم القيمة الحرارية للوقود وتقدر عادة بالوحدة الحرارية البريطانية. خلال عملية تحول مادة نقية من حالة إلى أخرى يتم فقد حرارة أو اكتسابها دون أي تغير في درجات الحرارة وتعرف كمية الحرارة المفقودة أو المكتسبة إبان عملية التحول باسم الحرارة الكامنة وتعتمد بشكل مباشر على نوعية المادة وحالتها الابتدائية والنهائية.
* حساب طاقه الارتفاع :
Q= mcDT

الكتلة ووحدة قياسها الكيلوغرام=m
الحرارة النوعية ووحدة قياسها \Kgk0 Cal= c
فرق درجة الحرارة ووحدة قياسها كيلفن (k0) = DT

*****نستعمل للحرارة وحدة قياس الطاقة البريطانية Cal
1Cal=4.18J

انتقال الحرارة

حيثما يوجد اختلاف في درجة الحرارة ، تنتقل الطاقة الحرارية heat energy بالنقل أو الحمل أو الإشعاع من المكان الاسخن إلى الابرد. يزيد ذلك الطاقة الداخلية internal energy للذرات الابرد فترتفع درجة حرارتها و تنخفض طاقة الذرات الاسخن فتتدنى درجة حرارتها. و يستمر ذلك حتى تتساوى درجة الحرارة في المنطقة ( تسمى هذه الحالة الاتزان الحراري thermal equilibrium .

طرق انتقال الحرارة

  • التوصيل conduction :
الطريقة التي تنتقل بها الحرارة في الأجسام الصلبة ( و كذلك في السوائل ، و الغازات ، على نطاق أضيق ) . تنتقل الطاقة في الموصلات الجيدة good conductors بسرعة ، و يحدث ذلك أساساً بحركة الالكترونات الحرة . فضلاً عن اهتزاز الذرات .

  • الحمل convection :
الطريقة التي تنتقل بها الحرارة في السوائل و الغازات . إذا سخن غاز أو سائل فإنه يتمدد فتقل كثافته و يرتفع ، و ينخفض الغاز أو السائل الأبرد ليحتل مكانه . و هكذا ينشأ تيار الحمل.

  • الإشعاع radiation :
طريقة انتقال الحرارة من مكان ساخن إلى مكان بارد دون أن يكون للوسط أي دور. يمكن أن يحصل ذلك في الفراغ ، على عكس التوصيل و الحمل .
ويستخدم مصطلح ((الإشعاع)) كثيراً للإشارة إلى الطاقة الحرارية نفسها التي تسمى بخلاف ذلك الطاقة الحرارية المشعة radiant heat energy . يأخذ الإشعاع شكل موجات كهرومغناطيسية electromagnetic waves ، و خصوصاً الإشعاع تحت الأحمر infrared radiation .

ليست هناك تعليقات:

إرسال تعليق