الدرس ٢: التلوث وحماية البيئة (٣)

يقوم هذا الدرس على فهم كيفية انتقال الطاقة الحرارية في المواد والمحيط من حولنا بطرق محددة. أهم ما في الدرس هو التعرف على طرق انتقال الحرارة الثلاث وهي التوصيل والحمل والإشعاع، وكيف تتحرك جزيئات المواد لنقل هذه الطاقة. مثال سريع: عندما تضع ملعقة معدنية في كوب شاي ساخن، تنتقل حرارة الشاي عبر الملعقة إلى يدك عن طريق التوصيل.

الفكرة الأساسية

تنتقل الطاقة الحرارية من مناطق ذات درجات حرارة أعلى إلى مناطق ذات درجات حرارة أقل عن طريق التوصيل أو الحمل أو الإشعاع.

الشرح

عندما تسخن ماء في إبريق على الموِقد، فإن الطاقة الحرارية تنتقل خلال الماء بثلاث طرق غير الإشعاع والتوصيل. في السوائل والغازات تتحرك الذرات والجزيئات بحرية أكبر مما في المواد الصلبة. ونتيجة لذلك تنتقل هذه الجزيئات من مكان إلى آخر حاملة معها طاقتها الحرارية. يسمى هذا الانتقال للطاقة الحرارية من خلال حركة الذرات أو الجزيئات من مكان إلى آخر داخل المادة الحمل.

مثال محلول خطوة بخطوة

إذا قمت بتسخين إبريق ماء على الموِقد: الخطوة الأولى: ترتفع حرارة الماء القريب من القاع وتكتسب جزيئاته طاقة حركية. الخطوة الثانية: تقل كثافة الساخن فيصعد إلى الأعلى ويهبط الماء الأبرد إلى الأسفل. الخطوة الثالثة: تستمر حركة الجزيئات صعودا وهبوطا فيما يعرف بتيار الحمل حتى يسخن كامل الماء.

أخطاء شائعة

الاعتقاد بأن انتقال الحرارة بالحمل يتم في المواد الصلبة، والصواب أن الحمل يحدث حصرا في السوائل والغازات لأن جزيئاتها حرة الحركة بخلاف المواد الصلبة.

سؤالان للتدريب مع الإجابة

السؤال الأول: ما هي الطرق الثلاث لانتقال الطاقة الحرارية؟ الإجابة: التوصيل، والحمل، والإشعاع. السؤال الثاني: لماذا تنتقل الجزيئات بحرية أكبر في السوائل والغازات مقارنة بالمواد الصلبة؟ الإجابة: لأن المسافات بين جزيئاتها أكبر وحريتها في الحركة تتيح لها نقل طاقتها الحرارية من مكان إلى آخر داخل المادة.