التوصيل والعزل
إذا طليت نصل سكين بالزبد ثم قربته من لهب شمعة فان الزبد ينصهر بسرعة ويحدث
الانصهار أولا في طرف السكين المعرض للهب ثم ينتقل تدريجيا نحو الطرف الآخر
. أي أن انتقال الحرارة هذه خلال أي جسم صلب ، كالسكين مثلا ، تسمي
التوصيل . ويعود انتقال الحرارة في الجسم الصلب إلى حركة الجزيئات
والذرات . فعندما تسخن الجزيئات القريبة من اللهب يتزايد تذبذبها ( أي تهتز
جيئة وذهابا بسرعة أكبر ) وهذا يزيد من طاقتها . وتصطدم هذه الجزيئات
المجاورة لها فتزيد من سرعة تحركها ، وهكذا دواليك حتى تصبح جميع جزيئات
الجسم الصلب في حالة اهتزاز سريع وتزداد تبعا لذلك طاقتها . هذه الطاقة هي
طاقة حرارية ، وبانتقالها عبر نصل السكين ترتفع درجة الحرارة في كل أجزائه .بعض الأجسام الصلبة أكثر موصلية للحرارة من بعضها الآخر . فالفلزات
المعدنية كالنحاس والألمنيوم والفضة جيدة الموصلية . أما اللافلزات كالزجاج
واللدائن ( البلاستيك ) فرديئة الموصلية ويطلق عليها أسم العوازل . والمعروف
أن المواد الجيدة التوصيل للحرارة ، كالنحاس مثلا ، هي أيضا جيدة التوصيل
للكهرباء . وكذلك فان الجيدة العزل الحراري هي أيضا جيدة العزل الكهربائي .يلاحظ عند تسخين السكين أن مقبضها لا يسخن والسبب في ذلك أن أغلب
السكاكين ومماسك القدور مصنوعة من مواد عازلة . أما القدور والطناجر فتصنع
من معادن تسمح بانتقال الحرارة بسهولة من الموقد إلى داخل القدر . ومعظم
السوائل رديئة التوصيل للحرارة . فيمكن مثلا حفظ الحليب باردا في الصيف
بوضع زجاجة الحليب في سطل من الماء البارد . والغازات أيضا رديئة التوصيل
للحرارة . فالملابس الصوفية تمنع فقدان الحرارة من الجسم لان الهواء
المحتبس بين خيوط الصوف رديء التوصيل للحرارة . وتساعد الطبقة الهوائية
المحتبسة بين قميصين داخليين على تحسين الزل أو حفظ حرارة الجسم من التسرب
إلى الهواء الخارجي البارد . تستخدم الموصلات الجيدة لتسهيل انسياب
الحرارة ، أما العوازل فتستعمل لتقليل هذا الانسياب إلى الحد الأدنى .
فجهاز تبريد محرك السيارة مثلاً مصنوع من معدن جيد التوصيل . و الماء
الموجود بداخله يستخدم لتبريد المحرك ، فيسخن الماء نتيجة لذلك . لكن معدن
جهاز التبريد يبدد تلك الحرارة ويبقي درجة حرارة الماء خفيضة نوعاً ما .
كذلك يحفظ كيس المطاط الماء ساخناً لفترة طويلة . وتستعمل كمية الحرارة
القليلة التي تتسرب منه لتدفئة الفراش . والفراش بدوره يبقى دافئاً لأن
الهواء الساخن يبقى محتبساً بين البطانيات . وهناك تطبيقات أخرى على
استخدام العزل الحراري كتغليف الأنابيب ومراجل المياه الساخنة بالمواد
العزلة . فالتغليف يخفف من فقدان حرارة الماء الساخن و يوفر في استعمال
الوقود. وكذلك تغلف أنابيب دورة المياه لوقايتها من التجمد خلال فترة فصل
الشتاء البارد ، ( فالماء يزداد حجمه عند التجمد وهذا يؤدي إلى انفجار
الأنابيب و تصدعها ).
الانصهار أولا في طرف السكين المعرض للهب ثم ينتقل تدريجيا نحو الطرف الآخر
. أي أن انتقال الحرارة هذه خلال أي جسم صلب ، كالسكين مثلا ، تسمي
التوصيل . ويعود انتقال الحرارة في الجسم الصلب إلى حركة الجزيئات
والذرات . فعندما تسخن الجزيئات القريبة من اللهب يتزايد تذبذبها ( أي تهتز
جيئة وذهابا بسرعة أكبر ) وهذا يزيد من طاقتها . وتصطدم هذه الجزيئات
المجاورة لها فتزيد من سرعة تحركها ، وهكذا دواليك حتى تصبح جميع جزيئات
الجسم الصلب في حالة اهتزاز سريع وتزداد تبعا لذلك طاقتها . هذه الطاقة هي
طاقة حرارية ، وبانتقالها عبر نصل السكين ترتفع درجة الحرارة في كل أجزائه .بعض الأجسام الصلبة أكثر موصلية للحرارة من بعضها الآخر . فالفلزات
المعدنية كالنحاس والألمنيوم والفضة جيدة الموصلية . أما اللافلزات كالزجاج
واللدائن ( البلاستيك ) فرديئة الموصلية ويطلق عليها أسم العوازل . والمعروف
أن المواد الجيدة التوصيل للحرارة ، كالنحاس مثلا ، هي أيضا جيدة التوصيل
للكهرباء . وكذلك فان الجيدة العزل الحراري هي أيضا جيدة العزل الكهربائي .يلاحظ عند تسخين السكين أن مقبضها لا يسخن والسبب في ذلك أن أغلب
السكاكين ومماسك القدور مصنوعة من مواد عازلة . أما القدور والطناجر فتصنع
من معادن تسمح بانتقال الحرارة بسهولة من الموقد إلى داخل القدر . ومعظم
السوائل رديئة التوصيل للحرارة . فيمكن مثلا حفظ الحليب باردا في الصيف
بوضع زجاجة الحليب في سطل من الماء البارد . والغازات أيضا رديئة التوصيل
للحرارة . فالملابس الصوفية تمنع فقدان الحرارة من الجسم لان الهواء
المحتبس بين خيوط الصوف رديء التوصيل للحرارة . وتساعد الطبقة الهوائية
المحتبسة بين قميصين داخليين على تحسين الزل أو حفظ حرارة الجسم من التسرب
إلى الهواء الخارجي البارد . تستخدم الموصلات الجيدة لتسهيل انسياب
الحرارة ، أما العوازل فتستعمل لتقليل هذا الانسياب إلى الحد الأدنى .
فجهاز تبريد محرك السيارة مثلاً مصنوع من معدن جيد التوصيل . و الماء
الموجود بداخله يستخدم لتبريد المحرك ، فيسخن الماء نتيجة لذلك . لكن معدن
جهاز التبريد يبدد تلك الحرارة ويبقي درجة حرارة الماء خفيضة نوعاً ما .
كذلك يحفظ كيس المطاط الماء ساخناً لفترة طويلة . وتستعمل كمية الحرارة
القليلة التي تتسرب منه لتدفئة الفراش . والفراش بدوره يبقى دافئاً لأن
الهواء الساخن يبقى محتبساً بين البطانيات . وهناك تطبيقات أخرى على
استخدام العزل الحراري كتغليف الأنابيب ومراجل المياه الساخنة بالمواد
العزلة . فالتغليف يخفف من فقدان حرارة الماء الساخن و يوفر في استعمال
الوقود. وكذلك تغلف أنابيب دورة المياه لوقايتها من التجمد خلال فترة فصل
الشتاء البارد ، ( فالماء يزداد حجمه عند التجمد وهذا يؤدي إلى انفجار
الأنابيب و تصدعها ).
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق