انتقال رسانشی گرما

رسانش : وقتی در محیط ساکنی، اعم از جامد یا سیال ، تغییرات دما وجود دارد برای انتقال گرمایی که در محیط روی میدهد از واژه رسانش استفاده می کنیم . در روش رسانشی یا رسانایی ماده ثابت است و انتقال گرمابه وسیله مولکولها، اتم ها و الکترون های آزاد یک جسم به مولکول ها و اتم هاب دیر آن جسم است .تصویر مقابل مولکول A گرمترین ومولکول C سردترين مولکول است .

 

مولکول A انرژی گرمایی را تبديل به و پیوسته این جنبش و تحرک را به مولکولهای همجوار منتقل میکند هر چه شدت انرژی گرمایی A بیشتر باشد انرژی جنبشی سریعتر و با شدت بیشتر به مولکولهای دورتر C منتقل میشود.

هنگام بحث در مورد رسانش باید مفاهیمی چون فعالیت اتمی و مولکولی را مورد توجه قرار دهیم زیرا فرآیندها در این سطوح است که انتقال گرما را تداوم می بخشند. رسانش را به عنوان انتقال انرژی از ذرات پرانرژی به ذرات کم انرژی ماده، بر اثر در هم کنش های بین آنها می توان دانست. نمونه هایی از انتقال گرمای رسانشی عبارتند از:

۱) انتهای آزاد یک قاشق فلزی که به طور ناگهانی در فنجان قهوهای داغی غوطه ور می شود.

۲) انرژی زیادی که در یک روز سرد زمستانی از اتاق گرمی به هوای خارج منتقل می شود.

مقایسه رسانش در مواد: رسانش گرمایی در هر سه حالت جامد، مایع و گاز صورت می گیرد، اما انتقال گرما در جامدات بیشتر است، زیرا هر چه مولکول ها به هم نزدیک تر باشند، گرما با سرعت بیشتری در ماده منتقل می شود. در بین جامدات نیز | سانش به جنس آن ها بستگی دارد. بطوریکه در فلزات رسانش بسیار قوی و سریع است.

  • در بین فلزات نیز رسانایی نقره، مس، طلا، آلومینیوم بیشتر از بقیه است.
  • مایعات به خصوص آب معمولاً رسانایی ضعیف گرما هستند. (جیوه فلز مایع و فلزات مذاب رسانا هستند.)
  • گازها و از جمله هوا نیز رسانای ضعیف گرما هستند.

دلیل رسانش بالای فلزات :

در پدیده رسانش وجود الکترون های آزاد بسیار موثر است و فلزات دارای الکترون های آزاد بسیار زیادی هستند. هنگامی که به نقطه ای از فلز گرما بدهیم الکترون های آزاد انرژی جنبشی بیشتری به دست می آورند و سریعتر حرکت می کنند، الکترون های سریع حامل انرژی، از قسمت های گرم فلز به بخش سرد آن پخش میشوند و در برخورد با مولکولهای فلز، انرژی جنبشی خود را به آن منتقل میکنند، با این فرایند انرژی گرمایی به سرعت از قسمت های گرم به قسمت های سرد منتقل میشود.

اصول انتقال رسانشی :

۱. در رسانش مولکولهای گرم منتقل نمیشوند بلکه انرژی خود را به صورت انرژی جنبشی به مولکولهای سرد مجاور انتقال می دهند به عبارت دیگر در روش رسانایی ماده ثابت است و گرما از مولکولی به مولکولی دیگر منتقل می شود.

2- انتقال گرما در جامدات بیشتر صورت می گیرد زیرا مولکولهایشان بهم نزدیکتر است.

3- هرچه مولکولهای یک جسم نزدیکتر باشند گرما با سرعت بیشتری در آن انتقال مییابد، در فلزات مولکولها به هم نزدیکترند.

4-  قابلیت رسانش جامدات به جنسی آنها بستگی دارد بطوریکه رسانایی نقره، مس، طلا، آلومینیوم بیشتر از بقیه جامدات است.

5-مایعات و گازها از جمله هوا رسانایی ضعیف گرما هستند و از اینروست که بین شیشه های دوجداره، هوا نقش عایق را دارد.