مقاله فارسی انرژی گرمایی

انرژی گرمایی
گرما شکلی از انرژی است . این انرژی برای اهداف مختلفی از قبیل گرم نمودن خانه و پخت غذا استفاده می شود.
انرژی حرارتی به 3 طریق قابل انتقال است
1 – هدایت
2 – انتقال
3 – تابش
زمانیکه انرژی مستقیماً از یک شئ به شئ دیگر عبور می کند به آن هدایت می گویند .  اگر یک ظرف سوپ برروی اجاق را با قاشق فلزی هم بزنید ، قاشق گرم خواهد شد. بدین ترتیب گرما از محیط گرم سوپ به قاشق سرد منتقل می شود.
فلزات هادی های بسیار خوبی برای انرژی گرمایی هستند، اما چوب و پلاستیک چنین خاصیتی ندارند. این گونه هادی های بد را عایق گویند. به همین دلیل است که معمولاً ظرف از جنس فلز بوده اما دستة آن از جنس پلاستیک قوی است.
انتقال، عبارت است از حرکت گازها و سیالات از یک محل سردتر به محل گرمتر . اگر ظرف سوپ از جنس شیشه باشد، می توان حرکت جریانات انتقالی در ظرف را مشاهده نمود. سوپ گرمتر از ناحیة پایین ظرف، که حرارت بیشتری دارد، به سمت بالا، که سردتر است، حرکت می کند. سپس سوپ سردتر به سمت پایین حرکت نموده و مکان سوپ گرمتر را اشغال می کند. این حرکت باعث ایجاد یک الگوی چرخشی درون ظرف می شود (به شکل توجه کنید).
بادی که ما حس می کنیم غالباً ناشی از جریانات انتقالی است. این امر توسط وزش بادهای نزدیک اقیانوس به سهولت قابل درک است. هوای گرم سبکتر از هوای سرد بوده و بنابراین اوج می گیرد. در خلال روز، هوای سرد روی آب حرکت نموده و در خشکی جایگزین هوایی می شود که در اثر دمای زمین اوج گرفته است. اما به هنگام شب جهت این جایگزینی تغییر می کند، به عبارت دیگر بعضی اوقات سطح آب گرمتر و خشکی سردتر است.
*تابش، شکل نهایی حرکت انرژی گرمایی است . نور و گرمای خورشید از طریق هدایت و انتقال نمی تواند به ما برسد زیرا فضا تقریباً به طور کامل خالی است . هیچ گونه عاملی برای انتقال انرژی خورشید به زمین
علم انتقال گرما به تحلیل آهنگ انتقال گرما در سیستم می‌پردازد. انتقال انرژی از طریق شارش گرما را نمی‌توان مستقیما اندازه‌گیری کرد ولی این انتقال چون به یک کمیت قابل اندازه‌گیری به نام دما ارتباط دارد، دارای مفهوم فیزیکی است.
شرط انتقال حرارت
شرط انتقال حرارت خود به خودی، اختلاف دما است. اگر دو سیستم در حال ارتباط با یکدیگر هم‌دما نباشند، گرما از ناحیهٔ پر دما (گرم) به ناحیهٔ کم دما (سرد) چریان می‌یابد. و این جریان تا زمانی ادامه می‌یابد که دو سیستم هم‌دما شوند.
چون گرما به دلیل وجود گرادیان دمایی شارش می‌یابد، دانستن توزیع دما ضروری است.
دلیل ترمودینامیکی انتقال حرارت
انتقال حرارت از جسم گرم به جسم سرد به دلیل افزایش انتروپی سیستم، خود به خودی است.
مسئلهٔ توزیع دما و شارش گرما در بسیاری از شاخه‌های علوم و مهندسی مطرح است. مثلاً در طراحی دیگ‌های بخار، چگالنده‌ها (کندانسورها) و رادیاتورها تحلیل انتقال گرما برای محاسبهٔ اندازهٔ آنها لازم است.
همرفت
همرفت یا کنوکسیون یکی از روش‌های انتقال گرما است. همرفت نه تنها در داخل یک سیال، بلکه بین دو جسم که یکی از آنها سیال باشد نیز اتفاق می‌افتد. فرآیند رسانش بین یک سطح جامد و یک سیال در حال حرکت، همرفت نامیده می‌شود. حرکت سیال می‌تواند طبیعی یا با اعمال نیروی خارجی باشد.
همرفت طبیعی
هنگامی که مایعات گرم می‌شوند، چگالی اکثر آنها کاهش می‌یابد. بنابراین در اثر گرانش مایعاتی که در نزدیکی سطح جامد قرار دارند، گرمتر شده و بالا می‌روند و مایعات سردتر جای آنها را می‌گیرند. این نوع همرفت را همرفت طبیعی می‌نامند.
همرفت اجباری (همرفت واداشته)
هنگامی که سیالی تحت یک گرادیان فشاری قرار گیرد، طبق قانون مکانیک شاره‌ها وادار به حرکت می‌شود. همرفت ناشی از این حرکت را همرفت اجباری می‌نامند.
برگرفته از :
تشعشع
به انتشار امواج الکترومغناطیسی از اجسام، تشعشع (تابش) گفته می‌شود که یکی از روش‌های انتقال انرژی (انتقال حرارت) یا انتقال اطلاعات (امواج رادیویی) است. بسته به طول موج امواج، می‌توان آنها را به صورت زیر دسته‌بندی کرد:
امواج کیهانی
پرتو گاما
اشعه ایکس
ماورای بنفش
نور مرئی
فروسرخ
رادیویی
شایعه های ناشی از گرما
در استان خوزستان در ارتباط با اعلام دماي حداكثر خصوصا در فصل تابستان شايعاتي وجود دارد .در اين رابطه از طريق رسانه هاي استاني به تكرار مطالب توضيح داده شده . ولي ظاهرا كافي نبوده و اين شايعات همچنان ادامه دارد.براي روشن شدن مطلب ابتدا بايد بدانيم شرايطي كه دما در هواشناسي اندازه گيري مي شود چگونه است.
شرايطي كه دما اندازه گيري مي شود همان شرايطي است كه ايستگاههاي ديگر دنيا اندازه گيري مي كنند اين شرايط را سازمان هوشناسي جهاني تعيين كرده است و همه كشورها منجمله ايران كه عضو آن سازمان است .بايد اين ظوابط را رعايت كند.دما در هواشناسي در ارتفاع دو متري سطح زمين در داخل پناهگاه هواشناسي در سايه اندازه گيري مي شود.پناهگاه هواشناسي يك محفظه چوبي است و هوا كه اطراف آن بصورت كركره اي باز است و هوا براحتي در آن جريان پيدا مي كند و روي دماسنج ها اثر مي گذارند. اين روش اندازه گيري توسط آزمايشهاي متعددي تائيد شده است .هدف ما اندازه گيري دماي هوا است نه اجسامي كه در آفتاب قرار دارند.هوا يك سيال است .دماي مخصوص خود را دارد دما تعيين كننده چگالي هوا است .اين اطلاعات در اختيار خلبانان قرار داده مي شود .و بايد دقيق باشد كه ايجاد خطر نكند. بعضي از شايعات عبارتند از: 1- هواشناسي دماي واقعي هوا را اعلام نمي كند بلكه كمتر اعلام مي كند.اين مطلب صرفا يك شايعه است و دمايي كه اعلام مي شود دماي واقعي هواست دليل اشاعه آن اين است كه در تابستان هواي خوزستان فوق العاده گرم است و مردم فكر مي كنند كه اين دماي اعلام شده احساس آنها را بيان نمي كند از اينرو اين شايعه را رواج مي دهند.2- اگر دما از 50 درجه سانتيگراد بالاتر رود اعلام نمي شود چون اگر اعلام شود بايد
ادارات و كارخانجات را تعطيل كنند.مواقعي كه دما از 50 درجه تجاوز كند نه تنها از رسانه هاي گروهي استان اعلام مي شود بلكه از شبكه سراسري به دليل اينكه حداكثر دماي كشور است اعلام مي شود و قانوني در مورد تعطيلي ادارات و كارخانجات در دماي بالا نداريم.3-كشورهاي ديگر دماي اهواز را بالاتر از مقداري كه هواشناسي ايران گزارش كرده اعلام مي كنند و حتي دماي بالاتر از 60 درجه را عنوان مي كنند.منبع اطلاعات هواشناسي ما هستيم و كشورهاي ديگر نيز اطلاعات ما را از شبكه هاي خبري دريافت و اعلام مي كنند .ثانيا چنين دماهايي نه اينكه در خوزستان بلكه در هيچ جاي دنيا مشاهده نشده است .حداكثر دماي هوايي كه تا كنون در دنيا مشاهده شده در شمال افريقا 58 درجه سانتيگراد بوده و دراهواز نيز تا 54 درجه ثبت شده است.4- چرا هواشناسي دما را در سايه اندازه گيري مي كند. اگر دماسنج در آفتاب قرار گيرد دماي آن بيشتر از هواي مجاور گشته و خود به عنوان منبع گرمايي شروع به گرم كردن هواي اطراف مي كند.ما دماسنجهايي داريم با مخزن مشكي كه در آفتاب قرار دارد دماي بالاتر از 65 درجه سانتيگراد را نشان مي دهد.ولي بايد توجه داشت كه اين دماي هوا نيست .بلكه نشان دهنده انرژي دريافتي از خورشيد است و اسم آنهم دماسنج خورشيدي است نه دماسنج هوا بهمين دليل شخصي كه در معرض آفتاب قرار دارد دما بالاتر از دماي هوا را احساس مي كند و ممكن است اين
احساس حتي به 10 درجه هم برسد.بعضي مواقع هواشناسي دماي مثلا 45 درجه سانتيگراد اعلام مي كند ولي دمايي كه احساس مي كنيم بيشتر و غير قابل تحملتر از روزي است كه مثلا دماي 48 درجه اعلام شده دليل اين مغايرت چيست؟در اينگونه موارد رطوبت نسبي هوااز روزي به روز ديگر فرق مي كند.چون احساس انسان از دماي محيط صرفا به دماي هوا بستگي ندارد بلكه در دماهاي بالا احساسي كه از دماي محيط به انسان دست مي دهد تركيبي از دماي محيط به انسان مي دهد تركيبي از دما و رطوبت نسبي هوا مي باشد.بدن انسان داراي سوخت و ساز است و با مصرف غذا انرژي حرارتي توليد ميكند.در دماي پائين تر از دماي پوست بدن انرژي حرارتي توليد شده را بوسيله فرآيندهاي هدايت تشعشع و گرماي نهان تبخير از دست مي دهد و تعادل دمايي خود را حفظ مي كند.ولي در دماي بالاتر از دماي بدن حرارت از طريق هدايت و تشعشع امكان پذير نبوده و تنها راه باقي مانده گرماي نهان تبخير مي باشد.در اين شرايط آب بشكل عرق از پوست خارج شده و تبخير مي شود.هر گرم آب براي تبخير حدود 580 كالري نياز دارد كه اين حرارت از پوست و محيط گرفته مي شود و بدين طريق انرژي گرمائي دفع مي شود.اگر هوا خشك باشد آبي كه بدن بصورت عرق براي مقابله با گرما خارج مي كند بسرعت تبخير مي شود.ولي هر چه
هوا مرطوب تر و رطوبت نسبي بيشتر باشد عرق پوست كندتر تبخير مي شود.در اين شرايط دفع حرارت از روشهاي ديگر مختل شده و از راه تبخير شدن عرق هم كند مي شود و بدن براي مقابله با گرما با مشكل مواجه مي شود از اين رو شخص احساس دماي بالاتر مي كند.لازم به توضيح است كه اگر هوا خشك باشد انسان دماي بالاتر از 60 درجه سانتيگراد را هم مي تواند تحمل كند.ولي اگر رطوبت نسبي هوا زياد باشد ممكن است در دماي حتي كمتر از 40 درجه سانتيگراد تلفات جاني ببار آيد.

فایل : 10 صفحه

فرمت : Word