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यदि आपने कभी किसी कैम्प फायर पर गर्म किए जा रहे बर्तन के धातु के हैंडल को पकड़ लिया है, तो आपके पास दर्दनाक रूप से गर्मी हस्तांतरण का अनुभव होता है। ऐसे चार तरीके हैं जिनमें ऊष्मा को एक वस्तु से दूसरी वस्तु में स्थानांतरित किया जाता है: चालन, विकिरण, संवहन और संवहन। गर्मी लगभग हमेशा उच्च तापमान वस्तु से निचले तक बहती है, इस प्रक्रिया में दोनों वस्तुओं की आंतरिक ऊर्जा को बदलती है। संवहन और उत्तोलन हीट ट्रांसफर के बीच प्राथमिक अंतर विनिमय की दिशा है।
संवहन हीट ट्रांसफर
संवहन ऊष्मा स्थानांतरण में माध्यम के कणों की गति के माध्यम से ऊष्मा का स्थानांतरण शामिल है। यह माध्यम गैस या तरल होना चाहिए, जिससे आवागमन की अनुमति मिल सके। संवहन हमेशा ऊर्ध्वाधर विमान में गर्मी स्थानांतरित करता है। यह आंदोलन मध्यम घनत्व में भिन्नता से प्रेरित है और इसलिए, उछाल गर्म कणों का विस्तार होता है, जिससे उन्हें घनत्व में कमी होती है; ये कण आसपास के कणों की तुलना में अधिक चमकदार हो जाते हैं, जिससे वे बढ़ जाते हैं। जैसे ही वे बढ़ते हैं, उनकी गर्मी उनके ऊपर स्थित माध्यम के कूलर भागों में स्थानांतरित हो जाती है।
संवहन के उदाहरण
पानी के एक बर्तन को गर्म करने पर संवहन ऊष्मा का स्थानांतरण होता है। पानी के अणु गर्म स्रोत के सबसे नजदीक होने के कारण उनका विस्तार होता है। यह विस्तार उनके घनत्व को कम करता है और वे बढ़ना शुरू करते हैं; यही कारण है कि एक बर्तन में पानी उबालने के लिए होता है। वातावरण संवहन गर्मी हस्तांतरण का एक उदाहरण भी प्रदान करता है। जब हवा का एक पैकेट सौर ऊर्जा से गर्म होता है - विकिरण गर्मी हस्तांतरण - हवा का पैकेट फैलता है, इसका घनत्व कम होता है। इससे इसकी उछाल बढ़ती है और यह वातावरण में वृद्धि का कारण बनता है। यह हवा के ऊर्ध्वाधर प्रवाह के साथ एक अस्थिर वातावरण पैदा करता है।
अनुकूलन हीट ट्रांसफर
संवहन ऊष्मा का स्थानांतरण संवहन से भिन्न होता है, जिससे ऊष्मा की गति क्षैतिज तल तक सीमित हो जाती है। इस प्रकार का ऊष्मा स्थानांतरण घनत्व में भिन्नता द्वारा संचालित नहीं होता है, बल्कि माध्यम के कणों को विस्थापित करने के लिए बाहरी बल, जैसे हवा या धाराओं की आवश्यकता होती है। जैसा कि कण क्षैतिज रूप से सिस्टम में चलते हैं जो गर्म या ठंडे होते हैं, गर्मी को स्थानांतरित किया जाता है।
अनुकूलन के उदाहरण
एडवेक्शन हीट ट्रांसफर का प्राथमिक उदाहरण मौसम संबंधी मोर्चों की गति है। ये मोर्चें ठंड या गर्म हवा के वायु द्रव्यमान का प्रतिनिधित्व करती हैं जो हवाओं द्वारा सतह पर क्षैतिज रूप से ले जाया जाता है; जैसे ही इन वायु द्रव्यमानों का गर्म या ठंडा हवा से सामना होता है, सिस्टम के बीच गर्मी का आदान-प्रदान होता है। महासागरीय धाराएँ ऊष्मा स्थानांतरण का एक और उदाहरण हैं। खड़ी होने के बजाय, धाराएं क्षैतिज दिशाओं में गर्म या ठंडे पानी ले जाती हैं। जैसा कि ये जल गर्म या ठंडे पानी के क्षेत्रों के साथ बातचीत करते हैं, उनके बीच गर्मी का आदान-प्रदान होता है।
हीट ट्रांसफर के अन्य प्रकार
शेष प्रकार के ताप स्थानान्तरण चालन और विकिरण हैं। चालन गर्मी को एक वस्तु से दूसरी वस्तु में स्थानांतरित करता है जिसमें कोई गति नहीं है; टीट को अणु से अणु में स्थानांतरित किया जाता है। इस प्रकार का गर्मी हस्तांतरण केवल ठोस पदार्थों में होता है; गर्म बर्तन का संभाल चालन का एक उदाहरण है। विकिरण गर्मी हस्तांतरण में ऊर्जा के विद्युत चुम्बकीय तरंगों द्वारा गर्मी का स्थानांतरण शामिल है। विकिरण का एक उदाहरण सूरज की रोशनी है; जब ये तरंगें अन्य कणों पर हमला करती हैं, तो वे उन्हें कंपन या गर्म करने का कारण बनती हैं।