نبذة تعريفية عن عملية “التوصيل الحراري” والمواد الموصلة والعازلة للحرارة

2011 تجارب علمية الحرارة والطاقة

غريس ودفورد

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

عملية التوصيل الحراري المواد الموصلة للحرارة المواد العازلة للحرارة الفيزياء

إذا سبق أن حاولت إخراج طبق طعام من الفرن من دون استعمال قفازات وأحرقت أصابعك، فلاشك أنك تدرك أن الحرارة تنتشر من الأجسام الأعلى درجة حرارة إلى الأجسام الأقل درجة حرارة. هذه العملية تدعى التوصيل الحراري.

إن الحرارة هي حركة الذرّات عندما ترتفع درجة حرارة المادة تتحرك ذرّاتها بصورة أسرع. تنتقل الطاقة الحرارية دائماً من درجات أعلى حرارةً أو ذرّات ذات طاقة عالية، إلى درجات حرارة أكثر انخفاضاً أو ذرّات ذات طاقة أقل.

 

تخيّل وجود وعاء طهي على موقد. تنتشر الحرارة من أسفل الوعاء الذي يكون أقرب إلى اللهب. وعندما تصطدم الذرّات المنبعثة من أسفل الوعاء بالذرّات الأكثر برودة تلتقط الذرّات الباردة بعض حركة الذرّات الأكثر حرارة وتنتشر هذه الحركة في وعاء الطهي.

إن هذه الطريقة التي تتعلق بنقل الحرارة عبر مادة ما تسمى «التوصيل الحراري». وتحصل هذه العملية في الأجسام الصلبة والسوائل والغازات.

 

موصّلات وعوازل

إن بعض المواد موصلة للحرارة على نحو أكثر سهولة من غيرها من المواد الأخرى.

وإذا سبق وأن قمت بتسخين الحساء على الموقد لابدّ أنك استعملت ملعقة خشبية لتحريك الحساء لأن الخشب موصل ضعيف للحرارة، والذي يحصل هو أن الجزء المغمور في الحساء يصبح حاراً، بينما تنتقل نسبة قليلة جداً إلى قبضة الملعقة الخشبية.

 

وبهذا لن تصل إلى درجة حرارة عالية تؤدي إلى حرق يدنا، لذلك فأنت لا تستعمل عادة الملعقة المعدنية لتحريك الحساء داخل الوعاء لأن المعدن موصل جيد للحرارة، وإذا ما استعملت ملعقة معدنية في تحريك الحساء فإن الحرارة ستنتقل إلى قبضة الملعقة وتتسبب بحرق يدك.

والخزف أيضاً موصل جيد للحرارة. لقد استخدم الإنسان قبل آلاف السنين أواني وقدور الطبخ الخزفية المصنوعة من الصلصال المشوي.

والخزف (السيراميك) مناسب أيضاً في رصف أرضيات البيوت في المناطق ذات المناخ الحار؛ فهو يمتص الطاقة الحرارية من أي أجسام يلامسها، ولهذا نشعر بالبرودة عندما نسير حفاة على أرض مرصوفة ببلاط مصنوع من السيراميك.

 

أما البلاستيك والقماش فهي موصلات ضعيفة للحرارة، ولهذا فهي تنقل الحرارة ببطء. ويُطلق على موصّلات الحرارة الضعيفة اسم «العوازل».

تمنع المواد العازلة الحرارة من المرور عبرها، وهي لهذا السبب مفيدة في حماية الأشياء وجسم الإنسان من الحرارة.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]