مفهوم الانتشار الحراري
مفهوم الانتشار الحراري
الانتشار الحراري هو عبارة عن حركة نسبية لمكونات خليط ما أو مكونات الخليط الغازي، والتي تنشأ عند وجود تباين في درجات الحرارة في منتصف الخليط، وأول من تنبئ به هو العالم تشابمان وإنسكوج بين عامي 1911-1917م والذي استند على النظرية الحركية للغازات، وبعدها تم اكتشاف الانتشار الحراري تجريبيًا من قبل العالم تشابمان ودوتسون في وقتٍ لاحق من عام 1917م.
ما هو قانون الانتشار الحراري؟
يتم التعبير عن الانتشار الحراري بمقدار الموصلية الحرارية لمادة معينة مقسومًا على كثافة المادة وسعتها عند ضغط ثابت، وفق المعادلة التالية تدل على السعة الحرارية.ما هي الطريقة التي يتم من خلالها قياس الانتشار الحراري؟
يتم قياس الانتشار الحراري من خلال طريقة الوميض، والتي تتم عن طريق 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 من المادة.
ما هي فوائد الانتشار الحراري؟
من أهم فوائد الانتشار الحراري ما يأتي:
- مقاومة ممتازة للمادة من التآكل.
- مقاومة درجات الحرارة المرتفعة.
- مقاومة الأكسدة.
- عملية صديقة للبيئة ولا تُسبب أي مشكلات بيئية تُذكر.
- يقوم بحماية الفولاذ من التآكل عن طريق تغطيته بالزنك؛ بهدف إنتاج طلاء قوي ومتين.
- قاعدة ممتازة للطلاء ولربط المطاط.
ما هي أكثر المواد ذات الانتشار الحراري العالي؟
تُعد الفضة من أكثر المواد التي تمتاز بالانتشار حراري العالي، بينما يمتاز البلاستيك بالمواد ذات الانتشار الحراري القليل، حيث تمتاز هذه المواد كالفضة بالتوازن الحراري بشكل أسرع من البلاستيك.
ما هو الفرق بين الانتشار الحراري والتوصيل الحراري؟
يُعد مفهوما التوصيل الحراري والانتشار الحراري مصطلحين علميين يوضحان عملية انتقال الحرارة من خلال مادة معينة، بينما الفرق بينهما هو أن التوصيل الحراري يُبين مدى قدرة مادة معينة على توصيل الحرارة ، والانتشار الحراري يقيس معدل انتقال الحرارة من طرف المادة الساخن إلى طرف المادة البارد.
ما هي أهم التطبيقات العملية للانتشار الحراري؟
من أهم التطبيقات العملية على الانتشار الحراري هي الجلفنة، والتي تهدف بشكٍل أساسي لتسخين المكونات المعدنية ضمن أسطوانة، والتي تتم بعملية انتشار بخار المعادن بهدف تطبيق طلاء موحد من الزنك والحديد، حيث تُساعد هذه العملية بمنح بعض الأجزاء عمرًا زائدًا عن طريق طلائها بطلاء مقاوم للتآكل، وتستغرق هذه العملية حوالي الساعتين.
ما هي علاقة الانتشار الحراري مع الغلاف الصخري؟
يقوم الانتشار الحراري بزيادة سماكة الغلاف الصخري الهش وتقويته وذلك عندما يكون الغلاف الصخري خارج التوازن الصخري، لأن الغلاف الصخري قد يكون في حالة توازن مع ندفق الحرارة من القاعدة، والذي ينتقل عن طريق تيارات الحمل الحراري في وشاح الغلاف الصخري.