موضوع مقاله: گرما | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # گرما | مقدمه: گرما یا حرارت در فیزیک و ترمودینامیک (علم مطالعه گرما و انرژی) ، انرژی جابجا شده از یک جسم به جسم دیگر یا از ناحیه‌ای به ناحیه‌ای دیگر، طی برهم‌کنش‌های گرمایی است. | ## بخش 1: گرما | (به عبارتی: به مقدار انرژی که دراثر اختلاف دما از جسمی به جسم دیگر انتقال پیدا می‌کند، گرما می‌گویند) انتقال گرما راه‌های گوناگونی دارد :رسانش، تابش و همرفت (convection). رسانش: وقتی یک سر میله فلزی را روی آتش می‌گذاریم، گرما موجب جنب و جوش اتم‌های آن قسمت می‌شود و بر اثر برخورد اتم‌های پر جنب جوش با اتم‌های مجاور، انرژی جنبشی انتقال می‌یابد و گرما به سر دیگر میله منتقل می‌شود. اکثر فلزات رسانای گرمایی هستند؛اما نافلزات مانند پلاستیک(به انگلیسی:Plastic) نارسانای گرمایی هستند. همرفت: وقتی مایعی را از زیر شروع به گرم کردن می‌کنیم، به علت رسانش، جنب و جوش مولکول‌ها و فاصله بین آنها زیاد می‌شود. وقتی دو جسم با دماهای مختلف را در تماس با یکدیگر قرار گیرند، دمای جسم گرم پایین و دمای جسم سرد بالا می‌رود. همچنین یکای مرسوم برای اندازه‌گیری مقدار گرمای منتقل شده ژول به انگلیسی (Joule) است. مکانیسم‌های انتقال گرما مکانیسم‌های انتقال انرژی که گرما را تعریف می‌کنند شامل هدایت، از طریق تماس مستقیم اجسام بی حرکت یا از طریق دیواره یا سدی است که در برابر ماده نفوذ ناپذیر است. یا تابش بین اجسام جدا شده یا اصطکاک ناشی از کار مکانیکی یا الکتریکی یا مغناطیسی یا گرانشی ایزوکورید که توسط سامانه مورد نظر توسط محیط اطراف انجام می‌شود، مانند گرم شدن ژول در اثر جریان الکتریکی که از طریق سامانه مورد نظر توسط سامانه خارجی انجام می‌شود یا از طریق همزن مغناطیسی. وقتی مسیر مناسبی بین دو سامانه با درجه حرارت متفاوت وجود داشته باشد ، انتقال حرارت لزوماً، بلافاصله و خود به خود از سامانه گرمتر به سامانه سردتر صورت می‌گیرد. هدایت حرارتی با حرکت تصادفی (تصادفی) ذرات میکروسکوپی (مانند اتم‌ها یا مولکول‌ها) رخ می‌دهد. | ## بخش 2: گرما | در مقابل، کار ترمودینامیکی توسط مکانیزمی تعریف می‌شود که ماکروسکوپی و مستقیماً بر متغیرهای حالت کل بدنه سامانه عمل می‌کنند. به عنوان مثال، تغییر حجم سامانه از طریق حرکت پیستون با نیروی قابل اندازه‌گیری خارجی. یا تغییر قطبش الکتریکی داخلی سامانه از طریق تغییر قابل اندازه‌گیری خارجی در میدان الکتریکی. گردش همرفت به جسم اجازه می‌دهد تا جسم دیگر را از طریق مایع در گردش متوسط که انرژی را از مرز یکی به مرز دیگری منتقل می‌کند، گرم کند. انتقال حرارت واقعی توسط هدایت و تشعشع بین مایع و اجسام مربوطه انجام می‌شود.Planck. (1914)سوبرامانیان (1961) - گردش همرفت، اگرچه خود به خود است، اما به دلیل اختلاف جزئی دما، لزوماً و بلافاصله اتفاق نمی‌افتد. برای اینکه همرفت در یک سامانه رخ دهد، یک آستانه وجود دارد که باید از آن عبور کرد. گرچه گرما خود به خود از یک جسم گرمتر به یک جسم خنک تر جریان می‌یابد، اما می‌توان یک پمپ حرارتی ساخت که کار را برای انتقال انرژی از بدن سردتر به بدن گرمتر انجام می‌دهد. در مقابل، یک موتور حرارتی اختلاف دما را برای تأمین کار سامانه دیگری کاهش می‌دهد. نوع دیگر ترمودینامیکی دستگاه انتقال حرارت، یک پخش کننده حرارت فعال است که کار را برای سرعت بخشیدن به انتقال انرژی به بدنه سردتر از بدنه گرمتر، به عنوان مثال یک جز رایانه، صرف می‌کند.Adams, M.J. | ## بخش 3: گرما | پیش از سال ۱۸۳۰ تصور می‌کردند که گرما و خواص گرمایی مواد با پدیده‌های مکانیکی الکتریکی ومغناطیسی ارتباطی ندارند. مقدار گرمای هر جسم متناسب با مقداری از سیال کالریک بود که در جسم وجود داشت یعنی هر چه مقدار سیال کالریک آن نیز بیشتر بود انبساط گرمایی را که از پدیده‌های آشنا به‌شمار می‌آمد این‌طور توجیه می‌کردند که برای پذیرش سیال کالریک اضافی فضایی بیشتر لازم است. هر چند دادن گرما به جسم هیچ تغییر قابل اندازه‌گیری در جرم آن ایجاد نمی‌کرد و این امر را با معضل روبرو کرده بود اما هواداران این نظریه برای حل مشکل می‌گفتند که کالریک یک سیال است (سنجش ناپذیر) یا (آذرین) یعنی سیالی بدون جرم است. این واقعیت که ماشین بخار، با استفاده از گرمای ناشی از سوختن چوب یا زغال‌سنگ کار مکانیکی انجام می‌دهد کم‌کم در مفهوم گرما تحول ایجاد کرد. جیمز کلرک ماکسول یکی از دانشمندانی بود که در کتابش، تئوری گرما در سال ۱۸۷۱ گرما را به حرکت اجسام مربوط دانست و آن را دسته‌بندی کرد. به عنوان نوعی انرژی، گرما دارای واحد ژول (J) در سیستم بین‌المللی واحدها (SI) است. با این حال، در بسیاری از زمینه‌های کاربردی در مهندسی، واحد حرارتی انگلیس (BTU) و کالری اغلب استفاده می‌شود. واحد استاندارد برای میزان گرمای منتقل شده وات (W) است که به صورت یک ژول در ثانیه تعریف می‌شود. استفاده از نماد Q برای مقدار کل انرژی منتقل شده به عنوان گرما ناشی از رودلف کلاوزیوس در سال ۱۸۵۰ است: گرمای آزاد شده توسط یک سیستم به محیط پیرامون خود طبق یک مقدار منفی است (Q <0). این نباید با مشتق زمانی یک تابع حالت اشتباه گرفته شود (که می‌تواند با علامت گذاری نقطه نیز نوشته شود) زیرا گرما تابعی از حالت نیست.Baierlein, R. | ## جمع‌بندی | شار گرمایی به عنوان سرعت انتقال حرارت در واحد سطح مقطع (واحد وات بر متر مربع) تعریف می‌شود.