التوصيل والغزل

التوصيل والعزل

إذا طليت
نصل سكين بالزبد ثم قربته من لهب شمعة فان الزبد ينصهر بسرعة ويحدث الانصهار أولا
في طرف السكين المعرض للهب ثم ينتقل تدريجيا نحو الطرف الآخر . أي أن انتقال
الحرارة هذه خلال أي جسم صلب ، كالسكين مثلا ، تسمي التوصيل .
ويعود انتقال
الحرارة في الجسم الصلب إلى حركة الجزيئات والذرات . فعندما تسخن الجزيئات القريبة
من اللهب يتزايد تذبذبها ( أي تهتز جيئة وذهابا بسرعة أكبر ) وهذا يزيد من طاقتها .
وتصطدم هذه الجزيئات المجاورة لها فتزيد من سرعة تحركها ، وهكذا دواليك حتى تصبح
جميع جزيئات الجسم الصلب في حالة اهتزاز سريع وتزداد تبعا لذلك طاقتها . هذه الطاقة
هي طاقة حرارية ، وبانتقالها عبر نصل السكين ترتفع درجة الحرارة في كل أجزائه .

بعض الأجسام الصلبة أكثر موصلية للحرارة من بعضها الآخر . فالفلزات المعدنية
كالنحاس والألمنيوم والفضة جيدة الموصلية . أما اللافلزات كالزجاج واللدائن (
البلاستيك ) فرديئة الموصلية ويطلق عليها أسم العوازل .
والمعروف أن المواد
الجيدة التوصيل للحرارة ، كالنحاس مثلا ، هي أيضا جيدة التوصيل للكهرباء . وكذلك
فان الجيدة العزل الحراري هي أيضا جيدة العزل الكهربائي .
يلاحظ عند تسخين
السكين أن مقبضها لا يسخن والسبب في ذلك أن أغلب السكاكين ومماسك القدور مصنوعة من
مواد عازلة . أما القدور والطناجر فتصنع من معادن تسمح بانتقال الحرارة بسهولة من
الموقد إلى داخل القدر .
ومعظم السوائل رديئة التوصيل للحرارة . فيمكن مثلا حفظ
الحليب باردا في الصيف بوضع زجاجة الحليب في سطل من الماء البارد . والغازات أيضا
رديئة التوصيل للحرارة . فالملابس الصوفية تمنع فقدان الحرارة من الجسم لان الهواء
المحتبس بين خيوط الصوف رديء التوصيل للحرارة . وتساعد الطبقة الهوائية المحتبسة
بين قميصين داخليين على تحسين الزل أو حفظ حرارة الجسم من التسرب إلى الهواء
الخارجي البارد .
تستخدم الموصلات الجيدة لتسهيل انسياب الحرارة ، أما العوازل
فتستعمل لتقليل هذا الانسياب إلى الحد الأدنى . فجهاز تبريد محرك السيارة مثلاً
مصنوع من معدن جيد التوصيل . و الماء الموجود بداخله يستخدم لتبريد المحرك ، فيسخن
الماء نتيجة لذلك . لكن معدن جهاز التبريد يبدد تلك الحرارة ويبقي درجة حرارة الماء
خفيضة نوعاً ما . كذلك يحفظ كيس المطاط الماء ساخناً لفترة طويلة . وتستعمل كمية
الحرارة القليلة التي تتسرب منه لتدفئة الفراش . والفراش بدوره يبقى دافئاً لأن
الهواء الساخن يبقى محتبساً بين البطانيات . وهناك تطبيقات أخرى على استخدام العزل
الحراري كتغليف الأنابيب ومراجل المياه الساخنة بالمواد العزلة . فالتغليف يخفف من
فقدان حرارة الماء الساخن و يوفر في استعمال الوقود. وكذلك تغلف أنابيب دورة المياه
لوقايتها من التجمد خلال فترة فصل الشتاء البارد ، ( فالماء يزداد حجمه عند التجمد
وهذا يؤدي إلى انفجار الأنابيب و تصدعها ).