آلية حدوث عملية “الحمل الحراري”

2011 تجارب علمية الحرارة والطاقة

غريس ودفورد

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

عملية الحمل الحراري آلية حدوث الحمل الحراري الفيزياء

عندما تسخن الغازات والسوائل فإنها تصعد إلى الأعلى.

تشكّل هذه الخاصية أنماط الطقس وتجعل طيران بالونات الهواء الحار أمراً ممكناً، وتسمح لنا هذه الخاصية أيضاً بأن نبرّد الطعام الساخن بالنفخ عليه وأن نستخدم المراوح لتبريد الهواء في الأيام الحارة.

إذا وضعت يدك فوق مصدر حراري مشع ستشعر بتدفق تيار لطيف من الهواء الدافئ. إنه الهواء المتصاعد عندما يسخن بواسطة المصدر المشع.

 

أما الهواء أسفل ذلك المصدر المشع فيكون أكثر برودة. تُعرف هذه الحركة الحرارية بالحمل الحراري، وتنطبق على الغازات والسوائل.

عندما يسخن السائل أو الغاز ترتفع الذرّات الساخنة، وتستطيع أن تلاحظ هذه الظاهرة في البخار المتصاعد من الحساء الساخن.

فلو وضعت طبق حساء ساخن على الطاولة سيؤدي الهواء الحار المنبعث من الحساء إلى تسخين الهواء المحيط بطبق الحساء، وهذه الطبقة من الهواء الساخن ستصعد نحو الأعلى لأنها أكثر حرارة من الهواء المحيط بها.

 

ويقوم الهواء البارد من جهته بملء الفراغ الذي خلفه الهواء الحار المتصاعد. ويسخن هذا الهواء الجديد بسبب الحرارة المنبعثة عن الحساء الحار ويعاود الصعود، حيث تستمر هذه العملية الدورانية دونما انقطاع، ويُطلق على هذه الدورة "الحمل الحراري". تنتقل الحرارة من الحساء الساخن إلى الهواء الموجود داخل الغرفة.

من السهل أن نسرّع من عملية الحمل الحراري، ونحن نقوم بذلك عندما ننفخ على الحساء الساخن كي نجعله أقل حرارة، فعندما تنفخ، تقوم بتحريك الهواء المحيط على نحو أسرع وتساعد في تسريعٍ انتقال الحرارة من الحساء إلى الهواء المحيط، وهذا يفسر أيضاً سبب شعورك بالبرودة عندما تهب الرياح، ولو كان الطقس حاراً.

يساعد الحمل الحراري على بعث البرودة في أوصالك، إذ تقوم الحرارة المنبعثة من جسمك بتسخين الهواء القريب منك، ويحمل الريح الهواء الحار ويستبدله بهواء أكثر برودة.

 

وفي الأيام الحارة التي يكون فيها الهواء ساكناً تظل الحرارة على مقربة من جسمك، ما يجعلك تشعر بحرارة الجو المحيط بك.

يعتمد أحد أشكال نظم التسخين، والذي استُعمل لأول مرة في كوريا وأصبح الآن منتشراً في أجزاء متعددة من العالم.

على مبدأ الحمل الحراري في تدفئة المنازل من أرضيات الغرف نحو الأعلى. ويقوم هذا النظام على تدفئة أرضيات الغرف من الأسفل ويُعرف في كوريا باسم نظام "أوندول" للتدفئة.

 

لقد جرت العادة في الماضي أن يتم تمرير الهواء الحار المنبعث من النار المستخدمة في طهي الطعام في قنوات تحت أرضيات المنازل الحجرية.

تُسَخن الحرارة من تلك القنوات فتسخن الأرضية أولاً ومن ثم بقية أرجاء المنزل. وتتكون أرضيات المنازل الكورية الحديثة من الخرسانة الإسمنتية ويستعمل نظام "أوندول" الماء الحار الذي يُمرر عبر أنابيب بدلاً من تمرير الهواء الحار.

 

ويحصل الحمل الحراري أيضاً في الشمس، فهي مكوّنة من غارات والغازات في باطن الشمس أكثر حرارة من تلك التي تقع بعيداً عن وسطها.

تنتقل الحرارة من لب الشمس نحو سطحها بفعل ظاهرة الحمل الحراري بشكل رئيس أثناء تأجج الغازات وتلظي النيران في باطنها دونما انقطاع.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]