מעבר חום ותרמודינמיקה

מעבר חום ותרמודינמיקה 

מעבר חום הוא המדע המבקש לחזות את העברת האנרגיה בחומר כתוצאה מהבדלי טמפרטורה. תרמודינמיקה מלמדת כי העברת אנרגיה זו מוגדרת כחום. מדע מעברת החום מבקש לא רק להסביר כיצד מועברת אנרגיית החום, אלא גם לחזות את הקצב. העובדה שמעבר חום הוא המטרה הרצויה,, מצביעה על ההבדל בין מעבר חום ותרמודינמיקה. תרמודינמיקה עוסקת במערכות בשיווי משקל; בחיזוי כמות האנרגיה הדרושה לשינוי מערכת ממצב אחד לשיווי משקל אחד לאַחֵר; זה לא יכול לשמש כדי לחזות את קצב שבו השינוי יתקיים מאחר והמערכת
לא בשיווי משקל בתהליך. מעבר חום ותרמודינמיקה משלימים אחד את השניה.

כדוגמא לסוגים השונים של בעיות שמטופלות על ידי תרמודינמיקה ומעבר חום, נחשוב על קירור של מוט פלדה חם בדלי מים. בתרמודינמיקה משתמשים כדי לחזות את טמפרטורת שיווי המשקל הסופית של הפלדה והמים. התרמודינמיקה לא תגיד לנו כמה זמן לוקח להגיע למצב שיווי משקל זה, או מה הטמפרטורה של המוט או המים תהיה אחרי אורך מסוים של זמן לפני מצב שיווי המשקל. מעבר חום משמש כדי לחזות את הטמפרטורה של מוט הפלדה והמים כפונקציה של זמן.

ישנם שלושה מונחים של מעבר חום: הולכה, הסעה, וקרינה.

הולכת חום
הולכת חום הוא תהליך שבו האנרגיה עוברת דרך מגע ישיר בין חומרים שונים או בתווך של החומר עצמו עקב הפרשי טמפרטורה כאשר זה נכון לכל מצב הצבירה. לדוגמא אם נחזיק מוט ברזל מצידו האחד ביד ונקרבו לאש מצידו השני, החום עובר מקצה המוט הקרוב לאש לשאר המוט עקב הפרשי טמפרטורה.

הסעת חום

הסעת חום היא העברה פיזית של חום, כלומר תנועה של גוף כלשהו שמכיל חום, ממקום אחד למקום אחר. לרוב מתבטאת הסעה בזורמים, כאשר זרם כלשהו של חומר מחליף חומר קר בחומר חם. לדוגמא זרם אויר המקרר רדיאטור, האויר החם בקרבת הרדיאטור מוסע משם ומוחלף באויר אחר וכך מתקרר הרדיאטור.

קרינת חום
גופים חמים פולטים קרינה, שגורמת לקירורם, לדוגמא מנורה או מקרן חום, דוגמא נוספת היא השמש הפולטת קרינה ובכך מעבירה חום למרחקים.

אין תגובות:

הוסף רשומת תגובה