قانون فوريير. نظرة عامة على قانون فورييه

عندما درسنا انتقال الحرارة بالتوصيل ، رأينا أن عملية نقل الحرارة هذه تحدث من خلال كل المواد من خلال تبادل الطاقة بين الجسيمات القريبة ، أي بين الجسيمات متاخم. تحدث آلية التوصيل عندما تقوم الجزيئات أو الذرات الموجودة في درجة حرارة أعلى بنقل جزء من الطاقة إلى الجزيئات أو الذرات القريبة ذات الطاقة المنخفضة. وبالتالي ، نقول أن الطاقة تنتقل من منطقة درجة الحرارة المرتفعة إلى منطقة درجة الحرارة المنخفضة. يهدف التوصيل الحراري إلى التوازن الحراري للمادة.

سنقوم الآن بتقديم القانون الذي يحكم التوصيل الحراري ، المعروف أيضًا باسم قانون فورييه. تم تسميته على اسم العالم الذي درس أولاً بالتفصيل انتقال الحرارة عن طريق التوصيل.

في الشكل أعلاه ، لدينا قضيب معدني متصل بوعائين ، أحدهما يحتوي على ماء مغلي والآخر يحتوي على خليط من الماء والثلج. من الشكل نرى أن الشريط معزول بشكل جانبي.

تمكن جوزيف فورييه ، من خلال التجارب ، من ملاحظة أن درجة الحرارة تختلف خطيًا في جميع أنحاء الشريط ، أي من طرف إلى آخر. لذلك ، تدفق الحرارة  عبر الشريط يتناسب مع مساحة القسم أ من الشريط وفرق درجة الحرارة ، ΔT = T.F - تأنا، بين الطرفين ؛ ويتناسب عكسياً مع طول العمود L. انظر الشكل أدناه:


تدفق الحرارة في قضيب معدني

يمكننا أن نحدد رياضيًا أن تدفق الحرارة ليس أكثر من حاصل الحرارة س تنتقل من وجه إلى آخر على مدى درجة حرارة. لذلك يتم تحديد تدفق الحرارة من خلال:

تحليليًا ، يمكن التعبير عن قانون فورييه ، أو قانون التوصيل الحراري ، على النحو التالي:

في المعادلة أعلاه ، ك هو ثابت يعتمد على المواد ويسمى توصيل حراري من المواد. قيمة هذا المعامل عالية بالنسبة للموصلات الحرارية الجيدة ؛ ومنخفضة بالنسبة للموصلات السيئة ، والمعروفة باسم العوازل الحرارية.


بقلم دوميتيانو ماركيز
تخرج في الفيزياء

هل يمكن للأشخاص الذين يعانون من ارتفاع الكوليسترول في الدم تناول البيض؟

يعرف أولئك الذين يتبعون نظامًا غذائيًا أن البيض موصى به من قبل خبراء التغذية بسبب محتواه العالي م...

read more

العبارات التي تؤذي احترام الذات لدى الأطفال: انظر

الطفولة هي أقصر فترة في حياة الإنسان وهي عندما يدرك الكائن وجوده وتفضيلاته ، وبالتالي يبني احترام...

read more

ستقدم الخطط الصحية استشارات غير محدودة مع أخصائيي النطق والمعالجين الفيزيائيين وعلماء النفس

يوم الاثنين الماضي (11) ، وافقت الوكالة الوطنية للصحة التكميلية (ANS) على نهاية الحد الأقصى لعدد ...

read more