1. ترسیل کے ذریعہ حرارت کی منتقلی کی تعریف
اگر آپ لکڑی کی کرسی پر بیٹھتے ہیں تو لکڑی کی کرسی کی سطح گرم ہوجاتی ہے۔ اس کے برعکس، اگر آپ پلاسٹک یا دھات سے بنی کرسی پر بیٹھتے ہیں، تو بیٹھنے کے بعد دھات یا پلاسٹک کی کرسی کی سطح گرم محسوس نہیں ہوتی۔ لکڑی کی کرسی کی سطح کیوں گرم ہے، جبکہ دھاتی کرسی کی سطح نہیں ہے؟ بغیر گدے کے ٹھنڈے فرش پر سونے سے درد کیوں ہو سکتا ہے؟ کیا آپ نے کبھی اینٹی کولڈ جیکٹ پہنی ہے؟ زیادہ تر اینٹی کولڈ جیکٹس اون سے کیوں بنی ہیں؟ ترسیل کے ذریعہ حرارت کی منتقلی کے موضوع سے متعلق ابھی بھی بہت سی چیزیں ہیں جن پر غور اور سوال کیا جاسکتا ہے۔
جب کسی اعلی درجہ حرارت والی چیز کا ایک حصہ کم درجہ حرارت والی چیز کے ساتھ رابطے میں ہوتا ہے تو توانائی زیادہ درجہ حرارت والی چیز سے کم درجہ حرارت والے حصے کی طرف منتقل ہوتی ہے۔ توانائی کے اضافے سے ایٹم اور مالیکیول چیزوں کو تیزی سے حرکت میں لاتے ہیں۔ حرکت کرتے وقت، مالیکیول میں حرکی توانائی ہوتی ہے (KE = 1/2 mv2)۔ جو مالیکیول تیزی سے حرکت کرتے ہیں (زیادہ حرکی توانائی) ان کے ساتھ والے مالیکیولز کو پاؤنڈ کرتے ہیں۔ مالیکیول اپنے ساتھ والے ایک اور مالیکیول سے ٹکراتا ہے۔ اسی طرح. لہذا، توانائی کو حرکت دیتے ہوئے مالیکیول ایک دوسرے سے ٹکراتے ہیں۔ حرارت کی منتقلی جو آبجیکٹ کے مالیکیولز کے درمیان تصادم کے ذریعے ہوتی ہے اسے ترسیل کے ذریعے حرارت کی منتقلی کہا جاتا ہے۔
2. ترسیل کے ذریعہ حرارت کی منتقلی کی مساوات
بائیں طرف واقع چیز کا درجہ حرارت زیادہ ہے (T1) جبکہ دائیں جانب واقع شے کا درجہ حرارت کم ہے (T2)۔ درجہ حرارت کے فرق کی وجہ سے (T1 - T2)، گرمی ایک اعلی درجہ حرارت والی چیز سے کم درجہ حرارت والی چیز کی طرف جاتی ہے (دائیں طرف گرمی کے بہاؤ کی سمت)۔ گرمی سے گزرنے والی چیز کا ایک کراس سیکشنل ایریا (A) اور لمبائی (l) ہے۔
تجربے کے نتائج کی بنیاد پر، حرارت جو ایک مخصوص وقت کے وقفے کے دوران حرکت کرتی ہے (Q/t) درجہ حرارت کے فرق کے براہ راست متناسب ہے (T1 -. ٹی2),
کراس سیکشنل ایریا (A)، کسی چیز کی نوعیت (k = تھرمل چالکتا) اور اعتراض کی لمبائی کے الٹا متناسب۔ ترسیل کے ذریعہ حرارت کی منتقلی کا فارمولا:
تفصیل: Q/t = حرارت کی منتقلی کی شرح، k = تھرمل چالکتا، A = کراس سیکشنل ایریا، T1 = اعلی درجہ حرارت، T2 = کم درجہ حرارت، l = آبجیکٹ کی لمبائی۔
3. تھرمل چالکتا (k)
زیادہ تر کوک ویئر ایلومینیم سے کیوں بنے ہیں؟ اگر آپ کے بائیں ہاتھ نے لوہے کو پکڑ رکھا ہے، آپ کے دائیں ہاتھ نے شیشہ کو پکڑا ہوا ہے، تو لوہے اور شیشے کو آگ لگ جاتی ہے۔ بائیں ہاتھ یا دائیں ہاتھ کو تیز محسوس ہو رہا ہے؟ یہ سوالات اور شاید دوسرے سوالات جو آپ پوچھیں گے وہ اشیاء کی تھرمل چالکتا سے متعلق ہیں۔ کسی چیز کی تھرمل چالکتا کسی چیز کی آبجیکٹ کے ذریعے حرارت کو منتقل کرنے کی صلاحیت ہے۔ ایسی اشیاء جن میں تھرمل چالکتا (k) بڑی ہوتی ہے وہ اچھے حرارتی موصل (اچھے تھرمل موصل) ہیں۔ اس کے برعکس، ایسی اشیاء جن میں تھرمل چالکتا چھوٹی ہوتی ہے وہ خراب ہیٹ کنڈکٹرز (خراب تھرمل موصل) ہیں۔
4. ترسیل کے ذریعہ حرارت کی منتقلی کا اطلاق
ٹائل قالین سے ٹھنڈی کیوں محسوس ہوتی ہے؟ قالینوں کے مقابلے ٹائلوں میں تھرمل چالکتا زیادہ ہوتی ہے۔ لہذا، ٹائل ایک اچھا گرمی موصل ہے، جبکہ قالین ایک خراب گرمی موصل ہے. جب ہم قالین پر چلتے ہیں تو پاؤں سے گرمی قالین کی طرف بہتی ہے۔ ایسا اس لیے ہوتا ہے کیونکہ ہمارے جسم کا درجہ حرارت قالین کے درجہ حرارت سے زیادہ ہوتا ہے۔ قالین گرمی کا خراب کنڈکٹر ہے، اس لیے ہمارے پیروں سے بہنے والی حرارت قالین کی سطح پر جمع ہو جاتی ہے، اس لیے قالین گرم ہو جاتا ہے۔ جب ہم ٹائل یا سیرامک پر چلتے ہیں تو گرمی پاؤں سے ٹائل یا سیرامک کی طرف بہتی ہے۔ چونکہ ٹائلیں گرمی کا ایک اچھا کنڈکٹر ہیں، گرمی ٹائل کی سطح پر نہیں پھنستی ہے۔ گرمی آسانی سے بہتی ہے تاکہ ہمارے پاؤں ٹھنڈا محسوس کریں۔
گھر کے فرش پر پیڈسٹل کے بغیر سونے سے درد ہوتا ہے۔ کیوں؟ یہ حرارت کی مقدار کی وجہ سے ہے جو جسم سے فرش تک جاتی ہے۔ حرارت وہ توانائی ہے جو حرکت کرتی ہے۔ جب آپ کا جسم بہت زیادہ گرمی کھو دیتا ہے، تو آپ کے جسم میں توانائی کم ہو جاتی ہے۔ اگر آپ کو توانائی کی کمی ہے، تو آپ بیمار ہو سکتے ہیں!
کھڑکیوں اور دروازوں کے کام کیا ہیں؟ دروازے اور کھڑکیاں لکڑی کے کیوں ہونے چاہئیں؟ رات کے وقت گھر کے باہر کا درجہ حرارت گھر کے اندر کی ہوا کے درجہ حرارت سے کم ہوتا ہے۔ ہوا کے درجہ حرارت میں یہ فرق گرمی کو گھر کے اندر سے گھر کے باہر منتقل کرنے کا سبب بنتا ہے۔ اس لیے عموماً رات کو ہم دروازے یا کھڑکیاں بند کر دیتے ہیں۔ کھڑکی یا دروازے کے اندر پھنسی ہوا ایک اچھے انسولیٹر کا کام کرتی ہے۔ کسی شے کی تھرمل چالکتا جتنی کم ہوگی، آبجیکٹ کے ذریعے ترسیل کے ذریعے حرارت کی منتقلی اتنی ہی مشکل ہوگی۔
مہذب اور عام انسانوں کے طور پر ہماری حیثیت کو برقرار رکھنے کے علاوہ، لباس ہمارے جسم کے درجہ حرارت کو مستحکم رکھنے کے لیے بھی کام کرتا ہے۔ ہم جو کپڑے استعمال کرتے ہیں وہ عام طور پر ہوا کے درجہ حرارت کے مطابق ہوتے ہیں۔ جب ہوا کا درجہ حرارت کافی کم ہوتا ہے، تو ہم جو کپڑے استعمال کرتے ہیں وہ موٹے ہوتے ہیں۔ موٹے کمبل یا کپڑے (جیکٹ وغیرہ) ہوا کو حرکت دینے کے قابل نہیں بناتے ہیں۔ ہوا جلد اور جیکٹ یا کمبل کے درمیان پھنس جاتی ہے۔ کیونکہ ہمارے جسم اور پھنسے ہوئے ہوا کے درمیان درجہ حرارت کا فرق ہے، گرمی جسم سے ہوا میں منتقل ہوتی ہے۔ جسم سے گرمی کے اضافے سے پھنسے ہوئے ہوا کا درجہ حرارت بڑھ جاتا ہے (ہوا گرم ہو جاتی ہے)۔ ہوا کی تھرمل چالکتا کی قدر کم سے کم ہے۔ اس لیے جسم سے حرارت نہیں نکل سکتی۔ ہمارے جسم کا درجہ حرارت بھی برقرار رہتا ہے۔ ہوا کافی ٹھنڈی ہونے پر اگر ہم جیکٹ کا استعمال نہ کریں تو ہمارے جسم سے گرمی نکل جاتی ہے۔ جسم سے جتنی زیادہ گرمی نکلتی ہے، جسم بہت زیادہ توانائی کھو دیتا ہے!
