विषय
- संवहन ऊष्मा का स्थानांतरण
- संवहन उदाहरण
- अनुकूलन गर्मी हस्तांतरण
- अनुकूलन के उदाहरण
- अन्य प्रकार के ताप स्थानान्तरण
यदि आपने कभी ऐसे पैन के धातु के हैंडल को उठाया है जिसे आग पर गर्म किया जा रहा है, तो आपने हीट ट्रांसफर को दर्दनाक तरीके से अनुभव किया है। ऐसे चार तरीके हैं जिनमें ऊष्मा को एक वस्तु से दूसरी वस्तु में स्थानांतरित किया जाता है: चालन, विकिरण, संवहन और संवहन। ऊष्मा लगभग हमेशा उच्चतम तापमान के साथ वस्तु से सबसे कम तापमान तक प्रवाहित होती है, जो प्रक्रिया के दौरान उनकी आंतरिक ऊर्जा को बदल देती है। संवहन और उत्तोलन के बीच मुख्य अंतर विनिमय की दिशा है।
संवहन ऊष्मा का स्थानांतरण
संवहन ऊष्मा स्थानांतरण में माध्यम में कणों की गति के माध्यम से ऊष्मा का स्थानांतरण शामिल है। यह माध्यम एक गैस या तरल होना चाहिए जो आंदोलन की अनुमति देता है। संवहन हमेशा ऊर्ध्वाधर विमान में गर्मी को स्थानांतरित करता है, और इस आंदोलन को माध्यम के घनत्व में भिन्नता द्वारा ट्रिगर किया जाता है और, इसलिए, उछाल। गर्म कणों का विस्तार होता है, घनत्व कम होता है; ये कण फिर आसपास के कणों की तुलना में अधिक गतिशील हो जाते हैं, जिससे वे बढ़ जाते हैं। जैसे ही वे बढ़ते हैं, गर्मी को सबसे ठंडे भागों में स्थानांतरित किया जाता है, उनके ऊपर स्थित होता है।
संवहन उदाहरण
कन्वेक्शन हीट ट्रांसफर तब होता है जब पानी का एक बर्तन गर्म होता है। गर्मी स्रोत के पास पानी के अणुओं का विस्तार होता है। इस विस्तार से इसका घनत्व कम हो जाता है और वे बढ़ने लगते हैं; यह वही है जो एक बर्तन में पानी बनाता है। वातावरण संवहन द्वारा ऊष्मा अंतरण का उदाहरण भी प्रदान करता है। जब एक वायु पैकेज को सौर ऊर्जा द्वारा गर्म किया जाता है - विकिरण गर्मी हस्तांतरण - वायु पैकेज का विस्तार होता है, इसका घनत्व कम होता है। इससे इसकी उछाल बढ़ती है और यह वायुमंडल में वृद्धि का कारण बनता है; यह हवा के ऊर्ध्वाधर प्रवाह के साथ एक अस्थिर वातावरण पैदा करता है।
अनुकूलन गर्मी हस्तांतरण
संवहन द्वारा ऊष्मा स्थानांतरण संवहन से भिन्न होता है क्योंकि ऊष्मा गति क्षैतिज तल तक ही सीमित होती है। इस प्रकार के स्थानांतरण को घनत्व में भिन्नता द्वारा ईंधन नहीं दिया जाता है, लेकिन इसके लिए माध्यम में कणों को विस्थापित करने के लिए बाहरी बल, जैसे हवा या ड्राफ्ट की आवश्यकता होती है। जैसा कि कण क्षैतिज रूप से गर्म या ठंडे रहने वाले सिस्टम में चलते हैं, गर्मी को स्थानांतरित किया जाता है।
अनुकूलन के उदाहरण
उत्थान के माध्यम से गर्मी हस्तांतरण का मुख्य उदाहरण मौसम संबंधी मोर्चों का आंदोलन है। ये मोर्चें सतह पर हवाओं द्वारा क्षैतिज रूप से स्थानांतरित ठंड या गर्म हवा के द्रव्यमान का प्रतिनिधित्व करती हैं; जब ये वायु द्रव्यमान सबसे गर्म या सबसे ठंडी हवा का सामना करते हैं, तो प्रणालियों के बीच गर्मी का आदान-प्रदान होता है। महासागरीय धाराएँ ऊष्मा स्थानांतरण का एक और उदाहरण हैं। खड़ी के बजाय, धाराएं क्षैतिज दिशाओं में गर्म या ठंडा पानी ले जाती हैं; चूंकि ये पानी पानी के गर्म या ठंडे क्षेत्रों के साथ बातचीत करते हैं, उनके बीच गर्मी का आदान-प्रदान होता है।
अन्य प्रकार के ताप स्थानान्तरण
गर्मी हस्तांतरण के शेष प्रकार हैं: चालन और विकिरण। एक वस्तु से दूसरी वस्तु में ऊष्मा प्रवाहित करके स्थानान्तरण बिना गति के किए जाते हैं; गर्मी को एक अणु से दूसरे में स्थानांतरित किया जाता है। इस प्रकार का गर्मी हस्तांतरण केवल ठोस पदार्थों में होता है; एक गर्म पैन का संभाल एक उदाहरण है। विकिरण के माध्यम से गर्मी के हस्तांतरण में ऊर्जा के विद्युत चुम्बकीय तरंगों द्वारा गर्मी का हस्तांतरण शामिल है। विकिरण का एक उदाहरण सूरज की रोशनी है; जब तरंगें अन्य कणों से टकराती हैं, तो वे कंपन या गर्म होने लगती हैं।