तापीय ऊर्जा वह शब्द है जिसका उपयोग हम किसी वस्तु में अणुओं की गतिविधि के स्तर का वर्णन करने के लिए करते हैं। बढ़ी हुई उत्तेजना, एक तरह से या किसी अन्य, तापमान में वृद्धि के साथ जुड़ी हुई है, जबकि ठंडी वस्तुओं में परमाणु बहुत धीमी गति से चलते हैं।
गर्मी हस्तांतरण के उदाहरण हर जगह पाए जा सकते हैं - प्रकृति, प्रौद्योगिकी और रोजमर्रा की जिंदगी में।
गर्मी हस्तांतरण के उदाहरण
ऊष्मा हस्तांतरण का सबसे बड़ा उदाहरण सूर्य है, जो पृथ्वी ग्रह और उस पर मौजूद हर चीज को गर्म करता है। रोज़मर्रा की ज़िंदगी में, आप बहुत कम वैश्विक अर्थों में, बहुत सारे समान विकल्प पा सकते हैं। तो, रोजमर्रा की जिंदगी में गर्मी हस्तांतरण के कुछ उदाहरण क्या हैं?
उनमें से कुछ ये हैं:
- गैस या इलेक्ट्रिक स्टोव और, उदाहरण के लिए, अंडे तलने के लिए एक फ्राइंग पैन।
- ऑटोमोटिव ईंधन जैसे गैसोलीन इंजन को तापीय ऊर्जा प्रदान करते हैं।
- शामिल टोस्टर ब्रेड के एक टुकड़े को टोस्ट में बदल देता है। यह दीप्तिमान के साथ जुड़ा हुआ हैटोस्ट की उष्मीय ऊर्जा, जो ब्रेड से नमी को बाहर निकालती है और इसे क्रिस्पी बनाती है।
- एक गरम गरम कोकोआ का प्याला हाथों को गर्म करता है।
- कोई भी लौ, माचिस की लपटों से लेकर बड़े पैमाने पर जंगल की आग तक।
- जब बर्फ को पानी के गिलास में रखा जाता है, तो पानी की तापीय ऊर्जा उसे पिघला देती है, यानी पानी ही ऊर्जा का एक स्रोत है।
- आपके घर में रेडिएटर या हीटिंग सिस्टम लंबे, ठंडे सर्दियों के महीनों के दौरान गर्मी प्रदान करता है।
- परंपरागत ओवन संवहन के स्रोत हैं, जिसके परिणामस्वरूप उनमें रखा भोजन गर्म हो जाता है और खाना पकाने की प्रक्रिया शुरू हो जाती है।
- अपने हाथ में बर्फ का टुकड़ा लेकर अपने शरीर में गर्मी हस्तांतरण के उदाहरण देखे जा सकते हैं।
- बिल्ली के अंदर भी तापीय ऊर्जा होती है, जो मालिक के घुटनों को गर्म कर सकती है।
हीट इज मूवमेंट
गर्मी का प्रवाह निरंतर गति में है। उनके संचरण के मुख्य तरीकों को सम्मेलन, विकिरण और चालन कहा जा सकता है। आइए इन अवधारणाओं को अधिक विस्तार से देखें।
चालकता क्या है?
शायद, कई लोगों ने एक से अधिक बार देखा है कि एक ही कमरे में फर्श को छूने से होने वाली संवेदनाएं पूरी तरह से अलग हो सकती हैं। कालीन पर चलना अच्छा और गर्म है, लेकिन अगर आप नंगे पैर बाथरूम में जाते हैं, तो ध्यान देने योग्य ठंडक तुरंत खुशी का एहसास देती है। जहां अंडरफ्लोर हीटिंग नहीं है।
तो टाइल वाली सतह क्यों जम जाती है? यह सब इसलिए है क्योंकिऊष्मीय चालकता। यह तीन प्रकार के गर्मी हस्तांतरण में से एक है। जब भी अलग-अलग तापमान की दो वस्तुएं एक-दूसरे के संपर्क में आती हैं, तो उनके बीच तापीय ऊर्जा गुजरेगी। इस मामले में गर्मी हस्तांतरण के उदाहरणों में निम्नलिखित शामिल हैं: एक धातु की प्लेट को पकड़ना, जिसका दूसरा सिरा मोमबत्ती की लौ पर रखा जाता है, समय के साथ, आप जलन और दर्द महसूस कर सकते हैं, और जिस समय आप लोहे को छूते हैं उबलते पानी के बर्तन का हैंडल, आप जल सकते हैं।
चालकता कारक
अच्छी या बुरी चालकता कई कारकों पर निर्भर करती है:
- उस सामग्री का प्रकार और गुणवत्ता जिससे वस्तुएं बनाई जाती हैं।
- संपर्क में दो वस्तुओं का सतह क्षेत्र।
- दो वस्तुओं के बीच तापमान का अंतर।
- वस्तुओं की मोटाई और आकार।
समीकरण रूप में, यह इस तरह दिखता है: किसी वस्तु को गर्मी हस्तांतरण की दर उस सामग्री की तापीय चालकता के बराबर होती है जिससे वस्तु बनाई जाती है, संपर्क में सतह क्षेत्र का गुणा, तापमान के अंतर का गुणा दो वस्तुओं के बीच, और सामग्री की मोटाई से विभाजित। यह आसान है।
चालकता के उदाहरण
एक वस्तु से दूसरी वस्तु में ऊष्मा के सीधे स्थानांतरण को चालन कहा जाता है, और जो पदार्थ ऊष्मा का अच्छी तरह से संचालन करते हैं उन्हें चालक कहा जाता है। कुछ पदार्थ और पदार्थ इस कार्य के साथ अच्छी तरह से सामना नहीं करते हैं, उन्हें इंसुलेटर कहा जाता है। इनमें लकड़ी, प्लास्टिक, फाइबरग्लास और यहां तक कि हवा भी शामिल है। जैसा कि आप जानते हैं, आइसोलेटर्स वास्तव में प्रवाह को नहीं रोकते हैं।गर्मी, लेकिन बस इसे एक डिग्री या किसी अन्य तक धीमा कर दें।
संवहन
इस प्रकार का ऊष्मा हस्तांतरण, संवहन की तरह, सभी तरल पदार्थ और गैसों में होता है। आप प्रकृति में और रोजमर्रा की जिंदगी में गर्मी हस्तांतरण के ऐसे उदाहरण पा सकते हैं। जैसे ही तरल गर्म होता है, नीचे के अणु ऊर्जा प्राप्त करते हैं और तेजी से आगे बढ़ते हैं, जिसके परिणामस्वरूप घनत्व में कमी आती है। गर्म द्रव के अणु ऊपर की ओर बढ़ने लगते हैं जबकि शीतलक (घन तरल) डूबने लगता है। ठंडे अणु तल पर पहुंचने के बाद, वे फिर से अपने हिस्से की ऊर्जा प्राप्त करते हैं और फिर से ऊपर की ओर जाते हैं। यह चक्र तब तक जारी रहता है जब तक तल पर ऊष्मा का स्रोत होता है।
प्रकृति में गर्मी हस्तांतरण के उदाहरण इस प्रकार दिए जा सकते हैं: विशेष रूप से सुसज्जित बर्नर की मदद से, गर्म हवा, गुब्बारे की जगह भरकर, पूरी संरचना को पर्याप्त रूप से उच्च ऊंचाई तक बढ़ा सकती है, बात यह है कि कि गर्म हवा ठंडी हवा से हल्की होती है।
विकिरण
जब आप आग के सामने बैठते हैं तो उससे निकलने वाली गर्मी से आप गर्म हो जाते हैं। ऐसा ही होता है यदि आप अपनी हथेली को बिना छुए जलते हुए प्रकाश बल्ब के पास लाते हैं। आपको गर्मी भी महसूस होगी। रोजमर्रा की जिंदगी और प्रकृति में गर्मी हस्तांतरण के सबसे बड़े उदाहरण सौर ऊर्जा के नेतृत्व में हैं। हर दिन, सूर्य की गर्मी 146 मिलियन किमी खाली जगह से होकर पृथ्वी तक ही पहुंचती है। यह आज हमारे ग्रह पर मौजूद सभी रूपों और जीवन प्रणालियों के पीछे प्रेरक शक्ति है। संचरण के इस तरीके के बिना, हम बड़ी परेशानी में होंगे, और दुनिया वैसी नहीं होगी जैसी हम हैं।हम उसे जानते हैं।
विकिरण विद्युत चुम्बकीय तरंगों का उपयोग करके गर्मी का हस्तांतरण है, चाहे रेडियो तरंगें, अवरक्त, एक्स-रे, या यहां तक कि दृश्य प्रकाश। सभी वस्तुएं स्वयं व्यक्ति सहित, उज्ज्वल ऊर्जा का उत्सर्जन और अवशोषण करती हैं, लेकिन सभी वस्तुएं और पदार्थ इस कार्य को समान रूप से अच्छी तरह से सामना नहीं करते हैं। रोजमर्रा की जिंदगी में गर्मी हस्तांतरण के उदाहरणों को पारंपरिक एंटीना का उपयोग करने पर विचार किया जा सकता है। एक नियम के रूप में, जो अच्छी तरह से विकिरण करता है वह अवशोषित करने में भी अच्छा होता है। पृथ्वी के लिए, यह सूर्य से ऊर्जा प्राप्त करता है, और फिर इसे वापस अंतरिक्ष में देता है। इस विकिरण ऊर्जा को स्थलीय विकिरण कहा जाता है, और यही ग्रह पर जीवन को संभव बनाती है।
प्रकृति में गर्मी हस्तांतरण के उदाहरण, रोजमर्रा की जिंदगी, प्रौद्योगिकी
ऊर्जा का संचरण, विशेष रूप से थर्मल, सभी इंजीनियरों के लिए अध्ययन का एक मौलिक क्षेत्र है। विकिरण पृथ्वी को रहने योग्य बनाता है और अक्षय सौर ऊर्जा प्रदान करता है। संवहन यांत्रिकी का आधार है, इमारतों में वायु प्रवाह और घरों में वायु विनिमय के लिए जिम्मेदार है। चालकता आपको केवल आग लगाकर बर्तन को गर्म करने की अनुमति देती है।
प्रौद्योगिकी और प्रकृति में गर्मी हस्तांतरण के कई उदाहरण स्पष्ट हैं और हमारे पूरे विश्व में पाए जाते हैं। उनमें से लगभग सभी एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं, खासकर मैकेनिकल इंजीनियरिंग के क्षेत्र में। उदाहरण के लिए, किसी भवन के वेंटिलेशन सिस्टम को डिजाइन करते समय, इंजीनियर इसके चारों ओर की इमारत से गर्मी हस्तांतरण, साथ ही आंतरिक गर्मी हस्तांतरण की गणना करते हैं। इसके अलावा, वे ऐसी सामग्री का चयन करते हैं जो गर्मी हस्तांतरण को कम या अधिकतम करती है।दक्षता को अनुकूलित करने के लिए व्यक्तिगत घटकों के माध्यम से।
वाष्पीकरण
जब किसी तरल के परमाणु या अणु (जैसे पानी) गैस की एक महत्वपूर्ण मात्रा के संपर्क में आते हैं, तो वे स्वचालित रूप से गैसीय अवस्था में प्रवेश कर जाते हैं या वाष्पित हो जाते हैं। ऐसा इसलिए है क्योंकि अणु लगातार अलग-अलग दिशाओं में यादृच्छिक गति से आगे बढ़ रहे हैं और एक दूसरे से टकराते हैं। इन प्रक्रियाओं के दौरान, उनमें से कुछ को गतिज ऊर्जा प्राप्त होती है जो स्वयं को ऊष्मा स्रोत से दूर करने के लिए पर्याप्त होती है।
हालांकि, सभी अणुओं के पास वाष्प बनने और जल वाष्प बनने का समय नहीं होता है। सब कुछ तापमान पर निर्भर करता है। तो, एक गिलास में पानी स्टोव पर गरम पैन की तुलना में अधिक धीरे-धीरे वाष्पित हो जाएगा। पानी को उबालने से अणुओं की ऊर्जा बहुत बढ़ जाती है, जो बदले में वाष्पीकरण की प्रक्रिया को तेज कर देती है।
बुनियादी अवधारणा
- चालकता परमाणुओं या अणुओं के सीधे संपर्क द्वारा किसी पदार्थ के माध्यम से गर्मी का हस्तांतरण है।
- संवहन एक गैस (जैसे हवा) या एक तरल (जैसे पानी) के संचलन के माध्यम से गर्मी का हस्तांतरण है।
- विकिरण अवशोषित और परावर्तित ऊष्मा की मात्रा के बीच का अंतर है। यह क्षमता अत्यधिक रंग पर निर्भर है, काली वस्तुएं हल्की वस्तुओं की तुलना में अधिक गर्मी अवशोषित करती हैं।
- वाष्पीकरण वह प्रक्रिया है जिसके द्वारा तरल अवस्था में परमाणु या अणु गैस या वाष्प बनने के लिए पर्याप्त ऊर्जा प्राप्त करते हैं।
- ग्रीनहाउस गैसें वे गैसें हैं जो पृथ्वी के वायुमंडल में सूर्य की गर्मी को रोककर ग्रीनहाउस गैस का निर्माण करती हैं।प्रभाव। दो मुख्य श्रेणियां हैं - जल वाष्प और कार्बन डाइऑक्साइड।
- नवीकरणीय ऊर्जा स्रोत असीमित संसाधन हैं जो जल्दी और स्वाभाविक रूप से भर जाते हैं। इनमें प्रकृति और प्रौद्योगिकी में गर्मी हस्तांतरण के निम्नलिखित उदाहरण शामिल हैं: हवाएं और सौर ऊर्जा।
- ऊष्मीय चालकता वह दर है जिस पर एक सामग्री स्वयं के माध्यम से तापीय ऊर्जा स्थानांतरित करती है।
- ऊष्मीय संतुलन एक ऐसी स्थिति है जिसमें सिस्टम के सभी भाग समान तापमान शासन में होते हैं।
व्यावहारिक अनुप्रयोग
प्रकृति और प्रौद्योगिकी में गर्मी हस्तांतरण के कई उदाहरण (ऊपर चित्र) इंगित करते हैं कि इन प्रक्रियाओं का अच्छी तरह से अध्ययन किया जाना चाहिए और अच्छे के लिए परोसा जाना चाहिए। इंजीनियर गर्मी हस्तांतरण के सिद्धांतों के अपने ज्ञान को लागू करते हैं, नई प्रौद्योगिकियों पर शोध करते हैं जो नवीकरणीय संसाधनों के उपयोग से जुड़ी होती हैं और पर्यावरण के लिए कम विनाशकारी होती हैं। कुंजी यह समझ रही है कि ऊर्जा हस्तांतरण इंजीनियरिंग समाधान और अधिक के लिए अनंत संभावनाएं खोलता है।
