آموزش انتقال حرارت

انتقال حرارت علمی است که در پی پیش بینی انتقال انرژی بین موادی است که در معرض اختلاف دما هستند. ترمودینامیک این نوع از انتقال انرژی را به عنوان حرارت معرفی می کند. در آموزش انتقال حرارت مفاهیم بنیادی و اساسی درس انتقال حرارت پوشش داده می شود.

علم انتقال حرارت نه تنها به دنبال این است که مکانیزمی که در آن انتقال انرژی رخ می دهد را شرح دهد بلکه نرخ این نوع از انتقال انرژی را نیز در شرایط خاص پیش بینی کند. محاسبه نرخ انتقال حرارت تفاوت نگرش بین ترمودینامیک و علم انتقال حرارت است. علم انتقال حرارت از قوانین اول و دوم ترمودینامیک در کنار مشاهدات تجربی استفاده می کند تا نرخ انتقال انرژی در قالب حرارت را محاسبه کند.

انتقال حرارت زمانی رخ می دهد که انرژی از ناحیه با دمای بالا به ناحیه دمای پایین انتقال پیدا می کند. همه مکانیزم های انتقال حرارت شامل تبادل انرژی است.  به صورت کلی سه نوع از مکانیزم انتقال حرارت شامل Conduction (رسانش یا هدایت)، Convection (جابجایی یا همرفتی) و Radiation (تشعشع یا تابش) قابل تعریف است.

مکانیزم رسانش زمانی رخ می دهد که اختلاف دما در یک جسم جامد باعث انتقال انرژی شود. مکانیزم جابجایی شامل انتقال انرژی در اثر حرکت مولکولی و همچنین حرکت کپه ای سیال رخ می دهد. مکانیزم انتقال حرارت جابجایی شامل دو حالت جابجایی آزاد و جابجایی اجباری است. انتقال انرژی به وسیله امواج الکترومغناطیسی را نیز تابش می نامند. بزرگ ترین ویژگی مکانیزم تابش این است که نیاز به ماده ندارد.

در آموزش انتقال حرارت به مفاهیم اصلی درس انتقال حرارت در قالب سرفصل هایی همچون آشنایی با هدایت، هدایت یک بعدی پایا، هدایت دوبعدی پایا، هدایت وابسته به زمان، آشنایی با جابجایی، جریان های خارجی، جریان های داخلی، جابجایی آزاد، جابجایی اجباری و تشعشع پرداخته می شود و مثال های کاربردی برای هر یک از موضوعات عنوان شده حل می شود.