|
النشاط السادس : طرق انتقال الحرارة
انتقال الحرارة
بالإشعاع
Radiation
تمهيد
:
درسنا حتى الآن طريقتي انتقال الحرارة بالتوصيل ( ويحدث ذلك في المواد
الصلبة ) وبالحمل (ويحدث ذلك في السوائل والغازات) ، فهل يوجد طريقة أو
طرق أخرى لانتقال الحرارة بين الأجسام غير هاتين الطريقتين ، هذا ما
سنعرفه الآن من دراسة بعض الظواهر الحياتية.
|
|
1. ضع يدك
تحت زجاجة مصباح كهربائي ساخن على بعد بضعة سنتيمترات منها ، إنك تحس
بالحرارة تصل إلى يدك ، فكيف وصلت ؟
2. ضع
مدفأة كهربائية على طاولة أو كرسي ، وضع يدك تحتها ، تصلك الحرارة
أيضاً .
3. الشمس
تبعد عن الأرض مسافة 150 مليون كم ومع ذلك تصل حرارتها إلى الأرض .
|
لا شك أن
الحرارة لم تنتقل بالتوصيل في الظواهر الثلاث السابقة . فالهواء موصل
رديء للحرارة ، وكذلك معظم المسافة بين الأرض والشمس هي في الواقع
العملي فراغ أو بها كمية لا تكاد تذكر من الغازات رديئة التوصيل
للحرارة .
لا تصل
الحرارة كذلك إلى يدك وإلى الأرض بالحمل لأن تيارات الحمل ترفع الهواء
الساخن إلى أعلى فكيف وصلت الحرارة ؟ لا شك أنها وصلت بطريقة ثالثة
غيرهما . تسمى طريقة انتقال الحرارة بالإشعاع . فحينما يسخن سلك
المدفأة الكهربائية فإنه يشع كميات من الحرارة في جميع الاتجاهات ،
لذلك تحس بدفء يديك لو وضعتها في أي موضع قرب المدفاة ، يميناً أو
يساراً ، أعلى أو أسفل .
ينتقل الإشعاع الحراري
في الفراغ وعبر المواد الشفافة المختلفة وهو يمر فيها دون إحداث
تغييراتٍ ملموسة في درجات حرارتها . فهو يخترق الهواء مثلاً دون أن
يسخنه . ولكن ماذا يحدث للإشعاع الحراري إذا سقط على مواد غير شفافة ؟
ـ
الأجسام المعتمة كالأرض اليابسة مثلاً تمتص معظم الإشعاع الحراي الذي
يسقط عليها فتسخن وتُسخن الهواء الملامس لها فيصعد إلى أعلى بسبب
انخفاض كثافته (نتيجة التسخين) ، ويأتي هواء أثقل وأبرد منه من أعلى
ومن جهة البحر ليحل محله فيسخن بدوره ويرتفع .
تنعكس الأشعة عن الأجسام
المصقولة اللماعة أو الأجسام البيضاء أو الأجسام فاتحة الألوان عموماً
. لهذا تُطلى خزانات البترول بدهانٍ أبيض لامع حتى تعكس الأشعة .
تدريب
: اذكر ثلاثة أمثلة منزلية أخرى تصلك الحرارة فيها بطريقة الإشعاع .
ماذا يحدث
للإشعاع الحراري حينما يسقط على الأجسام ؟
ـ استخدم
ما يتوفر لديك من المواد في إجراء الاختبارات التالية :
أ. خذ
قطعتين متشابهتين قدر الإمكان في الطول والحجم واحدة من الحديد والأخرى
من الزجاج ضعهما في الشمس ( أو أمام مدفأة حسب الحالة الجوية )
متجاورتين ، اتركهما لبضع دقائق ، ماذا تلاحظ بالنسبة لسخونة كلاً
منهما .
ـ
لماذا سخنت قطعة الحديد أكثر من الزجاج مع أنهما في نفس الجو ؟
ـ ماذا حدث
للإشعاع الحراري الذي سقط على الزجاج ؟
ـ ماذا حدث
للإشعاع الحراي الذي سقط على الحديد ؟
ب. غير
مواد التجربة السابقة مستخدماً قطعاً من النحاس ، الخشب ، البلاستيك ،
الرخام ، الألومنيوم ، ... الخ . كرر التجربة عدة مرات لتتأكد من صحة
النتائج .
ـ
أجب عن
أسئلة مشابهة للسابقة ( الواردة في أ ) فيما يتعلق بالمواد التي
استخدمتها في (ب) ؟
|
