-->
U3F1ZWV6ZTM1ODIyNjIyNDRfQWN0aXZhdGlvbjQwNTgyMDkyMjc0
recent
أخبار ساخنة

انتقال الحرارة بالإشعاع


انتقال الحرارة بالإشعاع
انتقال الحرارة بالإشعاع 

إذا وضع طرف قضيب معدني في لهب فإن الحرارة تصل لليد الممسكة به من الطرف الآخر. وإذا وضعت يدك فوق اللهب فإن الحرارة تصل إلى يدك. وعند وضع اليد على أحد جانبي اللهب فإن الشعور بوصول الحرارة إلى اليد لا يزال قائما. في الحالة الأولى الحرارة انتقلت بالتوصيل كما نعرف خلال مادة القضيب. وفي الحالة الثانية فإن الحرارة تنتقل عن طريق تيارات الحمل المتجهة إلى أعلى. أما في الحالة الأخيرة فنقول أن الحرارة انتقلت بالإشعاع. 

انتقال الحرارة بالإشعاع Radiation


أسطح جميع الأجسام تشع طاقة حرارية تسمى بطاقة الإشعاع وتحمل هذه الطاقة بواسطة الموجات الكهرومغناطيسية. إن أشعة الراديو والأشعة تحت الحمراء والأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية كلها موجات كهرومغناطيسية تحمل طاقة حرارية وتختلف عن بعضها
في طول الموجات. 

هذه الموجات تنتقل في خطوط مستقيمة وبسرعة الضوء ولا تحتاج إلى وسيط للانتقال فيه. أي أنها على عكس الطرق الأخرى لانتقال الحرارة لا تحتاج لوسط مادي للانتقال فيه وإنما تستطيع الحرارة الانتقال بواسطة الإشعاع خلال الفراغ. 

وتشع كل الأجسام حولنا حرارة طالما أن درجة حرارتها أكبر من الصفر المطلق. فالجدران، والأجهزة، والناس كلها تشع حرارة من حولنا.
 
نعلم أن انتقال الحرارة بالتوصيل وانتقال الحرارة بالحمل يتم دائما من الجسم ذي درجة الحرارة العالية إلى الجسم ذي درجة الحرارة المنخفضة. لكن الشيء الجدير بالاهتمام في حالة الإشعاع الحراري هو أن انتقال الحرارة يمكن أن يتم بين جسمين مفصولين بوسط درجة حرارته منخفضة جدا، والدليل أن الإشعاع الحراري من الشمس يصل إلى سطح الأرض بعد أن يمر بطبقات باردة جدا من الهواء في طبقات الجو العليا.


الإشعاع الحراري من الجسم الأسودBlackbody Radiation :

تعتمد طاقة الإشعاع المبتعثة من أي سطح على نوع مادة السطح، وطبيعته ودرجة حرارته. وبالتالي فإن الأجسام المختلفة تبتعث حرارة للمتر المربع الواحد مختلفة عندما تكون هذه الأجسام عند درجة حرارة واحدة. 
عليه فإنه ذو فائدة كبيرة أن نعرف الجسم الأمثل الذي يبعث ويمتص كل الإشعاع الحراري بالجسم الأسود "Black Body"مجازا.

هنا لابد من الإشارة إلى أن الجسم الأسود للإشعاع الحراري ليس بالضرورة أن يكون لونه أسود ولكنه يعني أنه يمتص كل الضوء الواقع عليه. فمثلا الجليد هو أبيض للعين ولكنه أسود للإشعاع الحراري. 

بالرغم من أنه ليس هناك جسم أسود مئة بالمئة إلا أن هناك بعض الأمثلة التي تقرب عملية (تعريف) الجسم الأسود. مثال ذلك:
جسم صغير يشع طاقة حرارة وسط فراغ معين.
الجسم الساخن في فراغ معين يفقد الاشعاع
الجسم الساخن في فراغ معين يفقد الاشعاع 


في هذه الحالة فان الطاقة الحرارية التي تقع على السطح سوف تمتص مرات عديدة، وفي النهاية تمتص كل الحرارة. عليه فإن السطح حول الجسم الصغير يمكن أن يكون جسما أسودا.

العوامل التي يتوقف عليها انتقال الحرارة بالإشعاع

لو كان لديك ثلاثة أطباق زجاجية متطابقة، ثم سخنت الطبق الأول بأشعة الميكروويف، والطبق الثاني بأشعة المدافئ والطبق الثالث بأشعة المصابيح، ما النتيجة التي ستحصل عليها؟ 
بماذا تفسر ذلك؟
ستلاحظ أنه يوجد اختلاف واضح في درجات حرارة الأطباق الثلاثة، وسبب ذلك أن انتقال الحرارة بالإشعاع يختلف حسب درجة حرارة مصدر الإشعاع، وحسب المساحة التي تعرضت للإشعاع من الأطباق الثلاثة، وحسب بعد الطبق عن مصدر الحرارة، وهذه بعض أهم العوامل التي يعتمد عليها انتقال الحرارة بالإشعاع. 
تتميز طريقة انتقال الحرارة بالإشعاع بأنها لا تحتاج إلى تماس مباشر بين الأجسام، حيث تنتقل الحرارة من مصدرها مباشرة إلى المحيط الخارجي،
وهناك كثير من المصادر الحرارية التي تشع حرارة وتزود ما حولها من طاقتها الحرارية على صورة موجات كهرومغناطيسية، وتنتقل تلك الموجات عبر الفراغ ولا تحتاج إلى وسيط معين، كما في تسخين الطعام بالموجات الكهرومغناطيسية في جهاز الميكروويف.
الاسمبريد إلكترونيرسالة