لنوضح أولاً مفهوم الحرارة، فالحرارة شيء له إرتباط وثيق بحواسنا وإدراكنا، فهي تُمثل تلك السخونة التي نشعر بها عندما نقترب من شيء ما أو نلمسه، فكلمة الحرارة لها معنى فقط في ارتباطها بحواسنا و في ارتباطها كذلك مع ما هو ماكروسكوبي، لأنها على المستوى الميكروسوكبي تفقد معناها. فالحرارة على المستوى الميكروسكوبي لا تمثل إلا الطاقة الحركية التي تمتلكها الدقائق الصغيرة كالذرات و الجزيئات.

سوف نكتفي بهذا القدر حول مفهوم الحرارة على أن نعود في مقال آخر لنفصل فيه أكثر لأن ما يهمنا في هذا المقال هو شرح كيفية عمل التيرموسطات، ومنه سوف نتطرق أولاً الى الأليات التي يتم بها انتقال الحرارة من مكان الى آخر. توجد في الطبيعة ثلاثة طرق مختلفة ومعروفة تسمح للحرارة بالانتقال من مكان لآخر وهما :

1) التوصيل الحراري

2) الحمل الحراري

3) الاشعاع الحراري

التوصيل الحراري : يكون في الأجسام الصلبة و السائلة وكذلك الغازية، حيث تنتقل الحرارة عبر التذبذب التوافقي الميكانيكي للدقائق الصغيرة حول موضع توازنها فيصطدم بعضها ببعض فتنتقل الطاقة الحركية عبر الذرات والجزيئات التي تكون هذه المادة، لأنه كما أسلفنا الذكر الحرارة على المستوى الميكروسكوبي ما هي إلا الطاقة الحركية للدقائق الصغيرة.

الحمل الحراري : هذا النوع من الانتقال الحراري يوجد في الموائع أي السوائل والغازات حيث تنتقل الجزيئات والذرات الساخنة نحو المناطق الباردة فتحمل معها الحرارة، وهذا النوع من الانتقال هو سبب الرياح التي تحدث أحياناً، حيث تنتقل الجزيئات التي تكون الغلاف الجوي من المناطق ذات الضغط المرتفع نحو المناطق ذات الضغط المنخفض بسبب تغير الكثافة بين هاتين المنطقتين، وتلاحظ هذه الظاهرة كذلك عندما نضع اناء به ماء على النار فيبدأ بالغليان بسبب تكون تيارات الحمل الحراري، لأن الماء الذي يوجد بالاسفل تصبح كثافته أقل من الذي يوجد بالأعلى فيبدأ الحمل الحراري .

الاشعاع الحراري : هذا النوع من الانتقال الحراري يكون عبر الموجات الكهرومغناطيسية حيث يمتص الجسم الاشعاعات أو يبعثها كما هو الحال بين الشمس و الارض حيث تسخن الشمس الأرض عبر بعث الاشعاعات الكهرومغناطيسية ويمكن الاحساس بهذا الاشعاع مثلا عندما نكون على مقربة من فُرن مُشتعل، أو عندما نكون تحت حر الشمس.

• كيف يعمل مُنظم الحرارة : thermostat؟

لكي يحافظ جسم ما على حرارته يجب أن نُحِدَّ من هذه الانواع الثلاث لإنتقال الحرارة، ومنه فإن مُنظم الحرارة تعتمد على الحد من هذه الانواع من الانتقال الحراري، فيتم اختيار نوع من البلاستيك موصليته الحرارية ضعيفة جداً لكي يتم الحد من عملية التوصيل الحراري، ثم يُضاف الى الجوانب الداخلية للتيرموسطات مرآت عاكسة أو معدن عاكس بنسبة عالية جداً للاشعاعات الحرارية، أي أنه لا يسمح بمرورها وتسربها نحو الوسط الخارجي، وأخيراً عملية الحمل الحراري وللحد من هذه الأخيرة، تتم إضافة جذار ثاني خارجي للاسطوانة ويتم إحداث الفراغ بين الجدارين كي لا يكون هناك هواء حتى لا تنتقل الحرارة بالحمل الحراري عبر الهواء.

مصطلحات :

La conduction thermique : التوصيل الحراري

La convection thermique : الحمل الحراري

Le rayonnement thermique : الاشعاع الحراري

Thermostat : مُنظم الحرارة

Agitation thermique : الحركة الحرارية العشوائية

اعداد : شعيب المستعين

المراجعة اللغوية : نادية بوحفص

---

اقرأ أيضا :