الامارات 7 - مفهوم الانتشار الحراري
الانتشار الحراري هو حركة نسبية لمكونات خليط معين أو مكونات غازية، تنشأ نتيجة وجود تباين في درجات الحرارة داخل الخليط. تم التنبؤ به لأول مرة من قِبل العالم تشابمان وإنسكوج بين عامي 1911 و1917، حيث استندوا إلى النظرية الحركية للغازات. وفي وقت لاحق، تم اكتشاف الانتشار الحراري تجريبيًا من قبل تشابمان ودوتسون في عام 1917.
قياس الانتشار الحراري
يتم قياس الانتشار الحراري باستخدام طريقة الوميض، والتي تتضمن تسخين شريط أو جزء أسطواني من مادة معينة بواسطة طاقة قصيرة على شكل نبضات في أحد طرفي المادة، ومراقبة تغير درجات الحرارة على مسافة قصيرة منها.
فوائد الانتشار الحراري
تتعدد فوائد الانتشار الحراري، ومنها:
مقاومة ممتازة للتآكل.
القدرة على تحمل درجات الحرارة العالية.
مقاومة الأكسدة.
تعد عملية صديقة للبيئة ولا تسبب مشكلات بيئية ملحوظة.
حماية الفولاذ من التآكل عبر تغطيته بالزنك، مما ينتج طلاء قوي ومتين.
تعتبر قاعدة مثالية للطلاء وربط المطاط.
المواد ذات الانتشار الحراري العالي
تعتبر الفضة من أكثر المواد التي تتميز بانتشار حراري عالي، بينما يتميز البلاستيك بانخفاض الانتشار الحراري. تتميز المواد مثل الفضة بقدرتها على تحقيق التوازن الحراري بسرعة أكبر من البلاستيك.
الفرق بين الانتشار الحراري والتوصيل الحراري
التوصيل الحراري والانتشار الحراري هما مصطلحان علميان يصفان عملية انتقال الحرارة عبر مادة معينة. الفرق بينهما هو أن التوصيل الحراري يوضح مدى قدرة مادة معينة على توصيل الحرارة، بينما يقيس الانتشار الحراري معدل انتقال الحرارة من الطرف الساخن للمادة إلى الطرف البارد.
التطبيقات العملية للانتشار الحراري
من أبرز التطبيقات العملية للانتشار الحراري هو عملية الجلفنة، والتي تهدف إلى تسخين المكونات المعدنية داخل أسطوانة، من خلال انتشار بخار المعادن لتطبيق طلاء موحد من الزنك والحديد. تساعد هذه العملية على منح بعض الأجزاء عمرًا أطول عبر تغليفها بطلاء مقاوم للتآكل، وتستغرق حوالي ساعتين.
علاقة الانتشار الحراري بالغلاف الصخري
يساهم الانتشار الحراري في زيادة سماكة الغلاف الصخري الهش وتقويته عندما يكون هذا الغلاف خارج حالة التوازن. يمكن أن يكون الغلاف الصخري في حالة توازن مع تدفق الحرارة من القاعدة، والذي ينتقل عبر تيارات الحمل الحراري في وشاح الغلاف الصخري.
الانتشار الحراري هو حركة نسبية لمكونات خليط معين أو مكونات غازية، تنشأ نتيجة وجود تباين في درجات الحرارة داخل الخليط. تم التنبؤ به لأول مرة من قِبل العالم تشابمان وإنسكوج بين عامي 1911 و1917، حيث استندوا إلى النظرية الحركية للغازات. وفي وقت لاحق، تم اكتشاف الانتشار الحراري تجريبيًا من قبل تشابمان ودوتسون في عام 1917.
قياس الانتشار الحراري
يتم قياس الانتشار الحراري باستخدام طريقة الوميض، والتي تتضمن تسخين شريط أو جزء أسطواني من مادة معينة بواسطة طاقة قصيرة على شكل نبضات في أحد طرفي المادة، ومراقبة تغير درجات الحرارة على مسافة قصيرة منها.
فوائد الانتشار الحراري
تتعدد فوائد الانتشار الحراري، ومنها:
مقاومة ممتازة للتآكل.
القدرة على تحمل درجات الحرارة العالية.
مقاومة الأكسدة.
تعد عملية صديقة للبيئة ولا تسبب مشكلات بيئية ملحوظة.
حماية الفولاذ من التآكل عبر تغطيته بالزنك، مما ينتج طلاء قوي ومتين.
تعتبر قاعدة مثالية للطلاء وربط المطاط.
المواد ذات الانتشار الحراري العالي
تعتبر الفضة من أكثر المواد التي تتميز بانتشار حراري عالي، بينما يتميز البلاستيك بانخفاض الانتشار الحراري. تتميز المواد مثل الفضة بقدرتها على تحقيق التوازن الحراري بسرعة أكبر من البلاستيك.
الفرق بين الانتشار الحراري والتوصيل الحراري
التوصيل الحراري والانتشار الحراري هما مصطلحان علميان يصفان عملية انتقال الحرارة عبر مادة معينة. الفرق بينهما هو أن التوصيل الحراري يوضح مدى قدرة مادة معينة على توصيل الحرارة، بينما يقيس الانتشار الحراري معدل انتقال الحرارة من الطرف الساخن للمادة إلى الطرف البارد.
التطبيقات العملية للانتشار الحراري
من أبرز التطبيقات العملية للانتشار الحراري هو عملية الجلفنة، والتي تهدف إلى تسخين المكونات المعدنية داخل أسطوانة، من خلال انتشار بخار المعادن لتطبيق طلاء موحد من الزنك والحديد. تساعد هذه العملية على منح بعض الأجزاء عمرًا أطول عبر تغليفها بطلاء مقاوم للتآكل، وتستغرق حوالي ساعتين.
علاقة الانتشار الحراري بالغلاف الصخري
يساهم الانتشار الحراري في زيادة سماكة الغلاف الصخري الهش وتقويته عندما يكون هذا الغلاف خارج حالة التوازن. يمكن أن يكون الغلاف الصخري في حالة توازن مع تدفق الحرارة من القاعدة، والذي ينتقل عبر تيارات الحمل الحراري في وشاح الغلاف الصخري.