شرح انتِقالُ الحَرارةِ (التَّوصِيل)

الأهداف:
· التعّرفُ على طَرائِقِ انتقالِ الحَرارةِ.
· تعريفُ التَّوصِيلُ الحراريّ.
· فَهمُ كيفَ يحدثُ التَّوصِيلُ الحراريّ.
تَصِلُنا الحرارةُ من الشمسِ.
يَسْخَنُ الجُزءُ العُلويُّ من مُحتوياتِ وِعاءٍ مَوضوعٍ على لَهَبٍ، بالرُّغم من أنّ اللَّهبَ مُوَجَّهٌ على الجُزءِ السُفليِّ من الوِعاءِ.
الآن، إذا صَبَبْنا كَميةً من الماءِ في الوِعاءِ، فإن كميةَ الماءِ تَسْخَنُ كُلَّها بالرُّغمِ من أنّ اللَّهبَ مُوَجَّهٌ على الجُزءِ السُّفليِّ من الوِعاءِ.
في هذهِ الحالاتِ الثلاث، تَنْتَقِلُ الحَرارةُ من نُقطةٍ إلى نُقطةٍ أخرى. لكن كيفَ يَحدثُ انتقالُ الحرارةِ هذا ؟
تنتقلُ الحرارةُ بثلاثِ طَرائِقٍ أساسيةٍ:
1- التَّوصِيل.
2- الحَمْلِ.
3- الإشْعَاع.
أولاً : سندرُسُ طريقةَ انتقالِ الحرارةِ بالتَّوصِيلِ.
دعونا نُلقي نَظرةً على تَجرُبةٍ بسيطةٍ، باستخدامِ الشَّمْعِ, ثَبِّتْ مَسامِيراً على قَضِيبٍ حديديٍّ وعلى أبعادٍ مُتساويةٍ.
الآن، سَخِّن أحدَ طَرفيّ القَضِيبِ. تُلاحِظُ بعدَ مُرورِ بعضِ الوقت، أنّ المِسْمَارَ الأقربَ إلى الطَرفِ الساخنِ يَسقطُ، وبعدَ فترةِ، يَسقطُ المِسْمَارُ الذي يَليه، وبنفسِ هذا الترتيب، تسقطُ جميعُ المَسامِيرِ مع مُرورِ الوقت.
لماذا حدثَ ذلك؟
يتكوّنُ قَضِيبُ الحَديدِ من ذَرّاتٍ مُتقاربةٍ من بعضِها البعض.
عندَ تسخينِ القَضيبِ من أحدِ طَرفَيه، فإن الذَّرَّاتَ الأقربُ إلى اللَّهبِ تَسْخنُ أولاً، ومعَ أنَّ هذهِ الذَّرَّاتَ الساخنةَ تَبقى في مكانِها إلاَّ أنَّها تَنقِلُ الحرارةَ إلى الذرّاتِ المُجاورةِ، وهذه الذرّاتُ بِدورِها تنقلُ الحرارةَ إلى الذرّاتِ المُجاورة ، كذلكَ، تُساهمُ الإلكتروناتُ ضَعيفةُ التّرابطِ في نقلِ الطاقةِ الحراريةِ ،
فالإلكتروناتُ الحُرّةُ بعدَ اكتسابِها الطاقةَ الحَراريةَ تَتحركُ في الفِلِزَّاتِ وتَنْقِلُ الطاقةَ الحراريةَ من خلالِ الاصطدامِ مع الذرّاتِ والإلكتروناتِ الأخرى داخلَ القَضيبِ الفِلِزِّيّ.
عندما تَسْخَنُ نِقاطُ تَثْبيتِ المَسامِيرِ، يَنصهِرُ الشَّمْعُ وتتحرَّرُ المِسامِيرُ، وتسقطُ باستمرارِ انتقالِ الحرارةِ بالتّوصيلِ عبرَ القَضيبِ، الواحدُ بعدَ الآخر. بهذه الطريقةِ ، تنتقلُ الحرارةُ خلالَ القضيبِ الفِلِزِّيّ.
يُسمى هذا النوعُ من طَرائقِ انتقالِ الحَرارةِ (التَوصِيلِ)،
وعليه، يُعَرَّفُ التَوصِيلُ، على أنَّه طريقةٌ لانتقالِ الحرارةِ، حيثُ تنتقلُ الطاقةُ الحراريةُ من ذرّةٍ إلى أخرى دونَ حركةٍ فِعْلِيَّةٍ للذَرَّاتِ من مواقعِها،
وعليه، فعندما يَحدثُ التَوصِيلُ، نأخذُ بعينِ الاعتبار عُنصرينِ أساسيينِ هما: (الذرّاتُ أو الجُزيئات) والإلكترونات.
يَحدثُ التَوصِيلُ الحراريُّ غالباً في المَوادِ الصُلبةِ مثلَ الفِلِزَّاتِ.
لِنَقُم بنشاطٍ بسيطٍ آخر.
خُذْ أُنبوبَ اختبارٍ مملوءٍ بالماءِ. خُذ قَطعةً من الثَّلْجِ ولِفَّ حَولَها سِلكاً من النُحاسِ. عندَ وضْعِ قِطعةِ الثَّلجِ هذه داخلَ أنبوبِ الاختبار، فإنها تَهبطُ إلى أسفلِ أُنبوبِ الاختبار.
الآن، أَمْسِكِ أُنبوبَ الاختبارِ مائلاً قليلاً فوق اللهب، يَبدأُ الماءُ عندَ السَّطحِ العُلويِّ لأنبوبِ الاختبار، بأن يُصَبحُ ساخناً، ومع مزيدٍ من التَّسْخِينِ عندَ السَّطحِ يبدأُ الماءُ بالغليانِ،
لكن قِطعةَ الثَّلجِ في قاعِ أنبوبِ الاختبارِ لم تَنْصَهِرْ.
يعني هذا أنَّ الماءَ في قاعِ أنبوبِ الاختبارِ لم يَسْخَنْ بعد، وأن الحرارةَ لم تَصِلْ بَعْدُ إلى قاعِ الأنبوب.
هذه التجربةُ تُثْبِتُ بوضوحٍ ، أن السَّوائلَ لا تُوَصِّلُ الحرارةَ بسهولةٍ، كما يَحدَثُ في الموادِ الصُلبةِ،
لأنّ جُزيئاتَ السَّائلِ ليست مُتقاربةٌ في أماكنِها بِجوارِ بَعضِها البعض.
وعندَ مُقارنةِ الغازاتِ بالسَّوائلِ يَظهرُ لنا، أنّها رَدَيئةُ التَوصِيلِ للحرارةِ بصورةٍ أكبرَ من السَّوائلِ؟
لكن، كيفَ تَنتقلُ الحرارَةُ في السَّوائلِ؟
تَنْتَقِلُ الحرارةُ في السوائلِ بواسطةِ ظاهرةٍ تُسمى "الحَمْلَ الحراريّ" والتي سوفَ ندُرسُها في موضوعٍ آخر.
مُلَخَّصْ:
· التَوصِيلُ الحراريُّ: هو عَمليةُ انتقالِ الحرارةِ. حَيث تَنْتَقِلُ الطاقةُ الحراريةُ من ذرّةٍ إلى أخرى دونَ حركةٍ فِعليةٍ للذرّاتِ من مواقعِها.
· يَحدُثُ التَّوصِيلُ الحراريُّ فقط في المَوادِ الصُلبةِ.

[@muhammadkaiyal5254]

بوركتم على هذا المجهود الرائع موضوع المخاليط الطبيعية والصناعية بأنواعها المتجانسة وغير المتجانسة والمحاليل وحالاتها التراكمية وطرق الفصل بينها وطرق انتقال الحرارة وتفسير اختلاف سرعة التوصيل الحراري فيما بينها، وأدوات القياس ووحدات القياس المعيارية، هذه المواضيع نجدها في كتاب " التمثيل الجسيمي لعالم المواد"، الذي ينقلنا من العلم النظري إلى العلم التطبيقي في الصناعة بأسلوب سهل ومبسط مع كثير من الأمثلة على تطبيقاتها العمليّة.، وهو يتلاءم مع مناهج التدريس في المرحلة الإعداديّة والثانوية من حيث المنهجية في العرض ويحقق التواصل المباشر بين الطالب والكتاب.

[@youzefalshafaay9890]

ممكن اسم التطبيق اللي يصمم هذا

[@معاذ-ل7م]

السوائل لا تصلها الحرارة او الطاقة بسبب بُعد المسافات بين ذرة إلى أخرى وكذلك في الغاز ، ذرات بعيدةً

[@DrAmrIbrahim]

يمكن القول السوائل رديئة التوصيل للحرارة ولكن الحرارة تنتقل من خلالها بالحمل وليس بالتوصيل.

[@معاذ-ل7م]

@@DrAmrIbrahim بارك الله فيك يا اخي