ሙቀት ማስተላለፍ ምን እንደሆነ እንነጋገር። ይህ ቃል በቁስ ውስጥ ያለውን የኃይል ማስተላለፊያ ሂደትን ያመለክታል. በሙቀት እኩልታ በተገለጸው ውስብስብ ዘዴ ይገለጻል።
የሙቀት ማስተላለፊያ ዓይነቶች
ሙቀት ማስተላለፍ እንዴት ይከፋፈላል? የሙቀት ማስተላለፊያ፣ ኮንቬክሽን፣ ጨረራ በተፈጥሮ ውስጥ ያሉት ሦስቱ የኃይል ማስተላለፊያ ዘዴዎች ናቸው።
እያንዳንዳቸው የራሳቸው መለያ ባህሪያት፣ ባህሪያት፣ አፕሊኬሽኖች በቴክኖሎጂ አሏቸው።
Thermal conductivity
የሙቀት መጠኑ የሞለኪውሎች ኪነቲክ ሃይል ድምር እንደሆነ ተረድቷል። በሚጋጩበት ጊዜ ሙቀቱን በከፊል ወደ ቀዝቃዛ ቅንጣቶች ማስተላለፍ ይችላሉ. የሙቀት ምጣኔ (thermal conductivity) በከፍተኛ ደረጃ በጠጣር ነገሮች ውስጥ ይገለጻል፣ ለፈሳሽ እምብዛም አይታይም፣ ለጋዝ ንጥረ ነገሮች ፍፁም አይደለም።
እንደ ምሳሌ ጠጣር ንጥረ ነገሮችን ሙቀትን ከአንድ አካባቢ ወደ ሌላ የማስተላለፍ ችሎታን የሚያረጋግጥ የሚከተለውን ሙከራ ያስቡበት።
የብረት አዝራሮችን በብረት ሽቦ ላይ ካስተካከሉ ከዚያም የሽቦቹን ጫፍ ወደ ሚነድ የመንፈስ መብራት አምጡ፣ ቀስ በቀስ ቁልፎቹ ከእሱ መውደቅ ይጀምራሉ። በማሞቅ ጊዜ ሞለኪውሎቹ በበለጠ ፍጥነት መንቀሳቀስ ይጀምራሉ, ብዙ ጊዜእርስ በርስ መጋጨት. ጉልበታቸውን እና ሙቀትን ወደ ቀዝቃዛ ክልሎች የሚሰጡ እነዚህ ቅንጣቶች ናቸው. ፈሳሾች እና ጋዞች በበቂ ሁኔታ ፈጣን የሆነ የሙቀት መጠን ካልሰጡ ይህ በሞቃት ክልል ውስጥ ከፍተኛ የሙቀት መጠን መጨመር ያስከትላል።
የሙቀት ጨረር
ምን አይነት የሙቀት ማስተላለፊያ ከኃይል ማስተላለፊያ ጋር አብሮ እንደሚመጣ ለሚለው ጥያቄ መልስ ሲሰጥ ይህን ልዩ ዘዴ ልብ ማለት ያስፈልጋል። የጨረር ሽግግር በኤሌክትሮማግኔቲክ ጨረሮች አማካኝነት የኃይል ማስተላለፍን ያካትታል. ይህ ልዩነት በ 4000 ኪ.ሜ የሙቀት መጠን ይታያል እና በሙቀት ማስተላለፊያ እኩልነት ይገለጻል. የመምጠጥ መጠኑ በኬሚካላዊ ቅንብር፣ ሙቀት፣ የአንድ የተወሰነ ጋዝ ጥግግት ይወሰናል።
የአየር ሙቀት ማስተላለፍ የተወሰነ ገደብ አለው፣ ከኃይል ፍሰት መጨመር ጋር፣የሙቀት መጠኑ ይጨምራል፣የመምጠጥ ቅንጅት ይጨምራል። የሙቀቱ ቅልመት ዋጋ ከአድያባቲክ ቅልመት ካለፈ በኋላ ኮንቬክሽን ይከሰታል።
ሙቀት ማስተላለፍ ምንድነው? ይህ በቀጥታ በመገናኘት ወይም ቁሳቁሶቹን በሚለያይ ክፍልፋይ ኃይልን ከሞቅ ነገር ወደ ቀዝቃዛ የማስተላለፊያ አካላዊ ሂደት ነው።
የተመሳሳይ ስርአት አካላት ሙቀቶች ቢለያዩ የኃይል ማስተላለፊያው ሂደት የሚከሰተው በመካከላቸው ቴርሞዳይናሚክስ ሚዛን እስኪፈጠር ድረስ ነው።
የሙቀት ማስተላለፊያ ባህሪያት
ሙቀት ማስተላለፍ ምንድነው? የዚህ ክስተት ገፅታዎች ምንድን ናቸው? ሙሉ በሙሉ ማቆም አይችሉም, እርስዎ ብቻ ነው የሚችሉትፍጥነቱን ይቀንሳል? ሙቀት ማስተላለፍ በተፈጥሮ እና በቴክኖሎጂ ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል? የፕላኔቶች እና የከዋክብት ዝግመተ ለውጥ ፣ የሜትሮሎጂ ሂደቶች በፕላኔታችን ገጽ ላይ አብረው የሚመጡ እና የሚለዩት የሙቀት ማስተላለፍ ነው። ለምሳሌ, ከጅምላ ልውውጥ ጋር, የሙቀት ማስተላለፊያው ሂደት የትነት ማቀዝቀዣ, ማድረቂያ, ስርጭትን ለመተንተን ያስችላል. በሁለት የሙቀት ኃይል ተሸካሚዎች መካከል በጠንካራ ግድግዳ በኩል ይከናወናል ይህም በአካላት መካከል እንደ መገናኛ ሆኖ ያገለግላል።
ሙቀትን በተፈጥሮ እና በቴክኖሎጂ ማስተላለፍ የአንድን አካል ሁኔታ የሚለይበት፣የቴርሞዳይናሚክስ ስርዓት ባህሪያትን የሚተነተን መንገድ ነው።
የአራቱ ህግ
የሙቀት ማስተላለፊያ ህግ ይባላል።ምክንያቱም የሙቀት መጥፋት አጠቃላይ ሃይል፣የሙቀት ልዩነት ከትይዩ መስቀል-ክፍል አካባቢ፣ ርዝመቱ እና እንዲሁም ከሙቀት አማቂ ኮፊቲቬሽን ጋር ያገናኛል። ለምሳሌ, ለቫኩም, ይህ አመላካች ዜሮ ነው ማለት ይቻላል. ለዚህ ክስተት ምክንያቱ ሙቀትን መሸከም በሚችል ቫክዩም ውስጥ ያለው የቁሳቁስ ቅንጣቶች ዝቅተኛው ትኩረት ነው። ምንም እንኳን ይህ ባህሪ ቢኖርም, በቫኩም ውስጥ በጨረር አማካኝነት የኃይል ማስተላለፊያ ልዩነት አለ. በቴርሞስ መሰረት የሙቀት ማስተላለፊያ አጠቃቀምን አስቡበት. የማንጸባረቅ ሂደትን ለመጨመር ግድግዳዎቹ ሁለት ጊዜ ይሠራሉ. የሙቀት ብክነትን እየቀነሰ በመካከላቸው አየር ይወጣል።
Convection
የሙቀት ማስተላለፊያ ምን እንደሆነ ለሚለው ጥያቄ መልስ በመስጠት በፈሳሽ ውስጥ ያለውን የሙቀት ማስተላለፊያ ሂደት ግምት ውስጥ ያስገቡወይም በጋዞች ውስጥ በድንገት ወይም በግዳጅ ድብልቅ. በግዳጅ ኮንቬንሽን ውስጥ, የቁሱ እንቅስቃሴ የሚከሰተው በውጫዊ ኃይሎች ተግባር ነው: የአየር ማራገቢያ ቢላዎች, ፓምፕ. ተፈጥሯዊ ኮንቬክሽን ውጤታማ በማይሆንባቸው ሁኔታዎች ተመሳሳይ አማራጭ ጥቅም ላይ ይውላል።
በእነዚያ ሁኔታዎች ውስጥ ተፈጥሯዊ ሂደት ይስተዋላል, ያልተስተካከለ ማሞቂያ, የንጥረቱ የታችኛው ንብርብሮች ሲሞቁ. መጠናቸው ይቀንሳል, ይነሳሉ. የላይኛው ሽፋኖች በተቃራኒው ይቀዘቅዛሉ, የበለጠ ክብደት እና ወደ ታች ይሰምጣሉ. በተጨማሪም ሂደቱ ብዙ ጊዜ ይደጋገማል, እና በሚቀላቀልበት ጊዜ, እራስን ማደራጀት ወደ ሽክርክሪት መዋቅር ይታያል, ከኮንቬክሽን ሴሎች ውስጥ መደበኛ ጥልፍ ይሠራል.
በተፈጥሯዊ መወዛወዝ ምክንያት ደመናዎች ይፈጠራሉ፣ ዝናብ ይወድቃሉ እና ቴክቶኒክ ሳህኖች ይንቀሳቀሳሉ። በፀሐይ ላይ ቅንጣቶች የሚፈጠሩት በኮንቬክሽን ነው።
የሙቀት ማስተላለፍን በአግባቡ መጠቀም አነስተኛውን የሙቀት መጠን መቀነስ፣ ከፍተኛ ፍጆታን ያረጋግጣል።
የኮንቬሽን ምንነት
ኮንቬክሽንን ለማብራራት የአርኪሜዲስ ህግን እንዲሁም የደረቅ እና ፈሳሾችን የሙቀት መስፋፋት መጠቀም ይችላሉ። የሙቀት መጠኑ እየጨመረ ሲሄድ የፈሳሹ መጠን ይጨምራል እናም መጠኑ ይቀንሳል. በአርኪሜዲስ ሃይል ተጽእኖ ቀለል ያለ (ሞቃታማ) ፈሳሽ ወደ ላይ ይወጣል እና ቀዝቃዛ (ጥቅጥቅ ያሉ) ንብርብሮች ወደ ታች ይወድቃሉ እና ቀስ በቀስ ይሞቃሉ።
ፈሳሹ ከላይ ሲሞቅ ሞቅ ያለ ፈሳሹ እንደ መጀመሪያው ቦታ ስለሚቆይ ምንም አይነት ኮንቬክሽን አይታይም። ዑደቱ የሚሠራው በዚህ መንገድ ነውፈሳሽ, ይህም ከሙቀት ቦታዎች ወደ ቀዝቃዛ ቦታዎች የኃይል ሽግግርን በማስተላለፍ አብሮ ይመጣል. በጋዞች ውስጥ ኮንቬክሽን የሚከሰተው በተመሳሳይ ዘዴ ነው።
ከቴርሞዳይናሚክ እይታ አንጻር ኮንቬክሽን እንደ የሙቀት ማስተላለፊያ ተለዋጭ ተደርጎ የሚወሰድ ሲሆን በውስጡም የውስጥ ሃይል ማስተላለፍ የሚከሰተው ፍትሃዊ ባልሆነ መልኩ በሚሞቁ ንጥረ ነገሮች አማካኝነት ነው። ተመሳሳይ ክስተት በተፈጥሮ እና በዕለት ተዕለት ሕይወት ውስጥ ይከሰታል. ለምሳሌ የማሞቂያ ራዲያተሮች ከወለሉ በትንሹ ከፍታ ላይ በመስኮቱ አጠገብ ተጭነዋል።
ቀዝቃዛ አየር በባትሪው ይሞቃል፣ከዚያም ቀስ በቀስ ወደ ላይ ይወጣል፣ከመስኮቱ የሚወርድ ቀዝቃዛ አየር ጋር ይደባለቃል። ኮንቬንሽን በክፍሉ ውስጥ አንድ ወጥ የሆነ የሙቀት መጠን መመስረትን ያመጣል።
ከተለመዱት የከባቢ አየር መለዋወጫ ምሳሌዎች መካከል ነፋሳት፡- ዝናባማ ንፋስ ይገኙበታል። በአንዳንድ የምድር ክፍሎች ላይ የሚሞቀው አየር በሌሎቹ ላይ ይቀዘቅዛል፣ በዚህም ምክንያት ይሰራጫል፣ እርጥበት እና ሃይል ይተላለፋል።
የተፈጥሮ ንክኪ ባህሪያት
በአንድ ጊዜ በብዙ ምክንያቶች ተጽዕኖ ይደረግበታል። ለምሳሌ፣ የተፈጥሮ ውዝዋዜ መጠን የምድር የዕለት ተዕለት እንቅስቃሴ፣ የባህር ሞገድ እና የገጽታ አቀማመጥ ይጎዳል። ከእሳተ ገሞራ ፍሳሽ እና የጢስ ማውጫ ቱቦዎች ለመውጣት፣ የተራሮች መፈጠር፣ የተለያዩ አእዋፋትን ከፍ ለማድረግ መሰረት የሆነው ኮንቬክሽን ነው።
በማጠቃለያ
የቴርማል ጨረራ ኤሌክትሮማግኔቲክ ሂደት ሲሆን ቀጣይነት ያለው ስፔክትረም ያለው፣ ከቁስ የሚመነጨው በውስጥ ሃይል ምክንያት ነው። የሙቀት ጨረር ስሌትን ለማካሄድ, በፊዚክስ ጥቁር ቦዲ ሞዴልን ይጠቀማል. የ Stefan-Boltzmann ህግን በመጠቀም የሙቀት ጨረሮችን ይግለጹ። የዚህ አይነት አካል የጨረር ሃይል በቀጥታ ከቦታ ቦታ እና ከሰውነት ሙቀት ጋር ተመጣጣኝ ነው ወደ አራተኛው ሃይል ይወሰዳል።
የሙቀት ማስተላለፊያ (thermal conductivity) ወጥ ያልሆነ የሙቀት ስርጭት ባላቸው አካላት ውስጥ ይቻላል። የክስተቱ ዋና ነገር የሰውነት ሙቀትን የሚወስን የሞለኪውሎች እና አቶሞች የኪነቲክ ኃይል ለውጥ ነው። በአንዳንድ ሁኔታዎች፣ thermal conductivity የአንድ የተወሰነ ንጥረ ነገር መጠን ሙቀትን የመምራት ችሎታ ተደርጎ ይወሰዳል።
የሙቀት ኃይል ልውውጥ መጠነ ሰፊ ሂደቶች የምድርን ገጽ በፀሐይ ጨረር በማሞቅ ብቻ የተገደቡ አይደሉም።
በምድር ከባቢ አየር ውስጥ ያሉ ከባድ የዝውውር ሞገዶች በፕላኔታችን ላይ ባሉ የአየር ሁኔታዎች ለውጦች ይታወቃሉ። በፖላር እና ኢኳቶሪያል ክልሎች መካከል ባለው የከባቢ አየር የሙቀት ልዩነት፣ የኮንቬክሽን ፍሰቶች ይነሳሉ፡ የጄት ጅረቶች፣ የንግድ ንፋስ፣ ቀዝቃዛ እና ሞቃት ግንባሮች።
የሙቀት ሽግግር ከምድር እምብርት ወደ ላይኛው የእሳተ ገሞራ ፍንዳታ፣ የጂስተሮች መከሰት ያስከትላል። በብዙ ክልሎች የጂኦተርማል ሃይል ኤሌክትሪክ ለማመንጨት፣ የመኖሪያ እና የኢንዱስትሪ ቦታዎችን ለማሞቅ ያገለግላል።
ሙቀት ነው በብዙ የምርት ቴክኖሎጂዎች ውስጥ የግዴታ ተሳታፊ የሚሆነው። ለምሳሌ የብረት ማቀነባበር እና ማቅለጥ, የምግብ ማምረት, የዘይት ማጣሪያ, የሞተር አሠራር - ይህ ሁሉ የሚከናወነው በሙቀት ኃይል ውስጥ ብቻ ነው.
