انتقال گرما

انتقال گرما یا انتقال حرارت ( به انگلیسی: Heat transfer ) به تبادل انرژی گرمایی میان دو یا چند جسم یا سامانهٔ فیزیکی گفته می شود.
انتقال گرما به سه روش روی می دهد؛ رسانش، هم رفت و تابش.
انتقال حرارت با تغییر انرژی درونی ماده همراه است و بر پایهٔ قانون دوم ترمودینامیک همیشه از جسم گرمتر به جسم سردتر روی می دهد.
تعادل گرمایی زمانی به دست می آید که جسم های درگیر و پیرامونشان به دمایی یکسان برسند.
شیوه های انتقال حرارت عبارتند از:
• رسانش یا هدایت: انتقال انرژی بین جسم هایی که در تماس هستند
• هم رفت یا جابه جایی: انتقال انرژی به دلیل حرکت شاره ( سیال )
• تابش یا تشعشع: انتقال انرژی با تابش پرتوهای الکترومغناطیسی
• انتقال جرم: انتقال انرژی از یک مکان به مکان دیگر با جابه جایی جسم دارای انرژی.
رسانش گرمایی، انتقال انرژی از راه انتقال انرژی جنبشی مولکول ها و اتم ها به مولکول ها و اتم ها همسایه خود است. برای رسانش گرمایی دو جسم باید در تماس با یکدیگر باشند.
هم رفت به انتقال انرژی به دلیل جابه جایی سیال ( مایع یا گاز ) گفته می شود. جریان سیال ممکن است با فرایندهای بیرونی به صورت اجباری ایجاد شود یا گاهی ( در میدان های گرانشی ) توسط نیروهای رانشی هنگامی که انرژی گرمایی سیال را منبسط می کند ( به عنوان مثال در یک ستون آتش ) ایجاد شوند و در نتیجه باعث انتقال خودبه خود می شوند. فرایند دوم گاهی هم رفت طبیعی نامیده می شود. همه فرایندهای هم رفتی گرما را تا حدودی به وسیله نفوذ منتقل می کنند.
نوع دیگری از هم رفت، هم رفت اجباری است. در این مورد سیال با استفاده از جابه جایی، توربین یا وسایل مکانیکی دیگر برای جریان یافتن تحت اجبار قرار می گیرد. این روش انتقال حرارت ویژه سیالات است و در جامدات کاربردی ندارد؛ و بر خلاف روش رسانش، ماده برای انتقال حرارت جابه جا می شود. همواره عامل اصلی انتقال حرارت به روش هم رفت اختلاف چگالی بین دو نقطه از سیال است و آنچه که باعث اختلاف چگالی بین دو نقطه می شود اختلاف دما می باشد؛ در نتیجه جریانی از حرکت سیال بین دو نقطه ایجاد می شود که به آن جریان هم رفتی می گویند.
تابش به انتقال انرژی بر اثر تابش پرتوهای الکترومغناطیسی را می گویند. همهٔ ماده ها که دمایی بالاتر از صفر مطلق دارند، پرتوهای الکترومغناطیسی پخش می کنند. مهمترین ویژگی این شیوه، آن است که نیازی به ماده ندارد، برخلاف دیگر سازوکارهای انتقال که همه نیازمند ماده هستند. پرتوهای تابیده می تواند در یک نقطه کوچک با استفاده از آینه های بازتابنده متمرکز شود که در جمع آوری انرژی خورشیدی استفاده می شود. برای مثال، نور بازتابیده از آینه ها، برج انرژی خورشیدی PS10 را گرم می کند و در طول روز می تواند آب را تا ۲۸۵ درجه سانتی گراد گرم کند.