यह लेख गर्मी हस्तांतरण के उदाहरणों के बारे में चर्चा करता है। हीट ट्रांसफर थर्मल इंजीनियरिंग की एक शाखा है जो एक सिस्टम से दूसरे सिस्टम में ऊष्मीय ऊर्जा के उत्पादन, उपयोग और आदान-प्रदान से संबंधित है।
गर्मी को कई तरीकों से स्थानांतरित किया जा सकता है। सबसे अधिक ज्ञात विधियां चालन, संवहन और विकिरण हैं। यह लेख गर्मी हस्तांतरण के विभिन्न तरीकों के बारे में चर्चा करता है और फिर हम गर्मी हस्तांतरण के उदाहरणों के बारे में चर्चा करेंगे जो हम अपने दैनिक जीवन में देखते हैं।
- धूप में बाहर जाने पर हमारी त्वचा गर्म हो जाती है
- उबलता पानी
- थर्मामीटर
- गरम तवे को छूने से हम जल जाते हैं
- तेज धूप में निकलने पर पानी गर्म हो जाता है
- माइक्रोवेव में गर्म करने पर खाना गर्म हो जाता है
- कमरे में छोड़े जाने पर खाना ठंडा हो जाता है
- चाय के प्याले में चाय डालने से चाय का प्याला गरम हो जाता है
- बैटरी गर्म होने पर फोन गर्म हो जाता है
- अंदर के तार गर्म होने पर फोन का चार्जर गर्म हो जाता है
- अत्यधिक उपयोग के बाद कॉइल गर्म होने के बाद टीवी गर्म हो जाता है
- जंगल की आग
- गर्म पेय में डुबोकर बर्फ पिघलती है
- स्टीमर
गर्मी हस्तांतरण क्या है?
जैसा कि ऊपर चर्चा की गई है, गर्मी स्थानांतरण थर्मल इंजीनियरिंग की वह शाखा है जो विभिन्न भौतिक प्रणालियों के माध्यम से गर्मी के उत्पादन, गर्मी के उपयोग और गर्मी के हस्तांतरण से संबंधित है।
एक प्रणाली से दूसरी प्रणाली में स्थानांतरित होने के लिए ऊष्मा को माध्यम की आवश्यकता नहीं होती है। ये सिस्टम अलग-अलग तापमान पर हैं। ऊष्मा उच्च तापमान वाले सिस्टम से कम तापमान वाले सिस्टम में प्रवाहित होगी। हम इस लेख के बाद के खंडों में इसके प्रकारों के बारे में अध्ययन करेंगे।
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गर्मी हस्तांतरण के तरीके
ऊष्मा को एक प्रणाली से दूसरी प्रणाली में कई तरीकों से स्थानांतरित किया जा सकता है। कुछ विधियों को एक माध्यम की आवश्यकता होती है जबकि कुछ विधियों जैसे विकिरण को ऊष्मा हस्तांतरण के लिए किसी माध्यम की आवश्यकता नहीं होती है।
गर्मी हस्तांतरण की विभिन्न विधियाँ नीचे दी गई हैं-
- प्रवाहकत्त्व - चालन गर्मी हस्तांतरण का एक तरीका है जहां सिस्टम के माध्यम से गर्मी तब स्थानांतरित होती है जब वे एक दूसरे के संपर्क में होते हैं। इन प्रणालियों के अणु कंपन करते हैं और इन कंपनों के माध्यम से ऊर्जा स्थानांतरित करते हैं। हालाँकि जैसे-जैसे दूरी बड़ी होती जाती है, कंपन कम हो जाता है, जिससे साबित होता है कि चालन सिस्टम की लंबाई के व्युत्क्रमानुपाती होता है।
- संवहन - संवहन गर्मी हस्तांतरण की प्रक्रिया है गतिमान द्रवों की सहायता से। जब हम अपने शरीर पर गर्म पानी डालते हैं और हमारी मांसपेशियां शिथिल हो जाती हैं, तो यह पानी से हमारी त्वचा तक गर्मी के संवहन के कारण होता है।
- विकिरण -विकिरण ऊष्मा अंतरण की एक प्रक्रिया है जिसमें ऊष्मा को बिना किसी माध्यम या प्रणालियों के बीच भौतिक संपर्क की सहायता के स्थानांतरित किया जाता है।
गर्मी हस्तांतरण के उदाहरण
दैनिक जीवन में हमारे चारों ओर लगभग हर जगह ऊष्मा का स्थानांतरण होता है। गर्मी हस्तांतरण के सबसे अधिक देखे जाने वाले उदाहरण नीचे दिए गए हैं-
धूप में बाहर जाने पर हमारी त्वचा गर्म हो जाती है
सूर्य द्वारा उत्सर्जित ऊष्मा पृथ्वी की ओर विकिरित हो जाती है। यह विकिरणित गर्मी हमारी त्वचा द्वारा अवशोषित कर ली जाती है और इसलिए जब हम धूप में बाहर जाते हैं तो हमें गर्मी का एहसास होता है। लंबे समय तक एक्सपोजर त्वचा को जला भी सकता है (कमाना एक उदाहरण है)।
गरम पात्र के संपर्क में आने से स्टील की चम्मच गर्म हो जाती है
जब स्टील के चम्मच को गर्म कंटेनर के संपर्क में रखा जाता है, तो चालन द्वारा गर्मी हस्तांतरण के कारण स्टील का चम्मच गर्म हो जाता है। चूंकि स्टील का चम्मच गर्मी का एक अच्छा संवाहक है, इसलिए गर्मी आसानी से स्टील में स्थानांतरित हो जाती है जिससे स्टील के चम्मच का तापमान अधिक हो जाता है।
उबलता पानी
संवहन और चालन दोनों के कारण पानी उबाला जाता है। जिस बर्तन में पानी रखा जाता है वह सबसे पहले गर्म होता है। यह चालन गर्मी हस्तांतरण के कारण है। फिर पानी की सतह और गर्म बर्तन के बीच गर्मी हस्तांतरण के परिणामस्वरूप पानी गर्म हो जाता है। बचा हुआ पानी संवहन की प्रक्रिया से गर्म हो जाता है।
थर्मामीटर
थर्मामीटर में, बुध का स्तर तब बढ़ जाता है जब शरीर से गर्मी को इसमें स्थानांतरित किया जाता है। बुध के उदय का उपयोग हमारे शरीर के तापमान को निर्धारित करने के लिए किया जाता है।
गरम तवे को छूने से हम जल जाते हैं
जब तवा गर्म होता है और हम उसे छूते हैं, तो हमें गर्मी लगती है या कभी-कभी हमारे हाथ जल जाते हैं। यह चालन के कारण गर्मी हस्तांतरण के कारण होता है। जैसे ही हम पैन से संपर्क करते हैं, गर्म पैन से गर्मी हमारी त्वचा में स्थानांतरित हो जाती है।
तेज धूप में निकलने पर पानी गर्म हो जाता है
जब हम तेज धूप में पानी छोड़ते हैं तो सूर्य से निकलने वाली गर्मी पानी को गर्म कर देती है। ऐसा इसलिए होता है क्योंकि पानी विकिरणित ऊष्मा को अवशोषित कर लेता है जिससे यह गर्म हो जाता है। यही कारण है कि चिलचिलाती धूप में घर से बाहर निकलने पर हमें गर्मी महसूस होती है।
माइक्रोवेव में गर्म करने पर खाना गर्म हो जाता है
माइक्रोवेव का उपयोग भोजन को गर्म करने के लिए किया जाता है। माइक्रोवेव तरंगें भेजता है जिससे भोजन गर्म हो जाता है। यह पूरी गर्मी हस्तांतरण प्रक्रिया विकिरण के रूप में होती है।
कमरे में छोड़े जाने पर खाना ठंडा हो जाता है
जब हम खाने को अपने कमरे में बिना छूटे छोड़ देते हैं तो खाना बनाने की कोशिश करता है थर्मल संतुलन परिवेश के साथ जो भोजन के तापमान को कम करने से होता है। जैसे-जैसे भोजन ठंडा होता है, ऊष्मीय संतुलन स्थापित होता है। यह गर्मी हस्तांतरण का एक उदाहरण भी है क्योंकि भोजन से गर्मी को परिवेश में स्थानांतरित किया जाता है।
चाय के प्याले में चाय डालने से चाय का प्याला गरम हो जाता है
कप में चाय डालने के बाद चाय की सबसे बाहरी परत और कप की सतह के बीच चालन होता है। इस तरह चाय से कप में गर्मी स्थानांतरित हो जाती है जिसके परिणामस्वरूप कप गर्म हो जाता है।
बैटरी गर्म होने पर फोन गर्म हो जाता है
फोन के लंबे समय तक चलने के कारण जब बैटरी गर्म हो जाती है तो फोन भी गर्म हो जाता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि बैटरी मोबाइल फोन के संपर्क में है। चालन की मदद से गर्मी को बैटरी से फोन में स्थानांतरित किया जाता है।
अंदर के तार गर्म होने पर फोन का चार्जर गर्म हो जाता है
चार्जर अडैप्टर के अंदर के तार अत्यधिक चार्जिंग के कारण गर्म हो जाते हैं। ये तार अंदर से एडॉप्टर के संपर्क में होते हैं, इस तरह कंडक्शन के कारण हीट ट्रांसफर होता है और एडॉप्टर भी गर्म हो जाता है।
अत्यधिक उपयोग के बाद कॉइल गर्म होने के बाद टीवी गर्म हो जाता है
ज्यादा इस्तेमाल के बाद टीवी के अंदर के कॉइल गर्म हो जाते हैं। कॉइल टीवी के अंदर के संपर्क में होने से टीवी भी गर्म हो जाता है। इसलिए टेलीविजन को नियंत्रण में देखने की सलाह दी जाती है।
जंगल की आग
जब सूरज की गर्मी बहुत तेज होती है, तो अत्यधिक गर्मी के कारण सूखे पत्तों में आग लग सकती है। यह एक विकिरण का उदाहरण गर्मी का हस्तांतरण। यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि विकिरण भी आग का कारण बन सकता है!
गर्म पेय में डुबोकर बर्फ पिघलती है
गर्म पेय में बर्फ डुबाने के बाद बर्फ और पेय के बीच संवहन होता है जिससे बर्फ का तापमान अधिक हो जाता है। इसके परिणामस्वरूप बर्फ पिघलती है।
स्टीमर
स्टीमर एक उपकरण है जो भाप का उत्सर्जन करता है। इस भाप का उपयोग सर्दी या त्वचा के उपचार आदि से छुटकारा पाने के लिए किया जाता है भाप से गर्मी संवहन की मदद से हमारी त्वचा में स्थानांतरित हो जाता है। भाप अपने साथ गर्मी ले जाती है और इसके संपर्क में आने पर इसे त्वचा में स्थानांतरित कर देती है।
विकिरण द्वारा गर्मी हस्तांतरण के उदाहरण
विकिरण गर्मी हस्तांतरण दोनों प्रणालियों का भौतिक संपर्क नहीं करता है और न ही इसे एक प्रणाली से दूसरी प्रणाली में गर्मी स्थानांतरित करने के लिए माध्यम की आवश्यकता होती है। आइए नीचे दिए गए विकिरण गर्मी हस्तांतरण के कुछ उदाहरण देखें-
- गर्म धातु की छड़ गर्मी को परिवेश में स्थानांतरित करती है - जब किसी धातु की छड़ को गर्म किया जाता है तो वह अपने परिवेश में ऊष्मा उत्सर्जित करती है, यह ऊष्मा स्थानान्तरण विकिरण की सहायता से होता है। अगर हम धातु की छड़ के पास हाथ रखेंगे तो बिना छुए भी हमें गर्मी का अहसास होगा।
- माइक्रोवेव - भोजन को माइक्रोवेव के अंदर विकिरण द्वारा गर्मी हस्तांतरण की क्रिया द्वारा गर्म किया जाता है। माइक्रोवेव के अंदर के माइक्रोवेव रेडिएशन की मदद से भोजन को गर्म करते हैं।
- सौर यूवी विकिरण - सौर यूवी विकिरण सूर्य द्वारा उत्सर्जित विकिरण है। इस विकिरण का उपयोग सौर पैनलों का उपयोग करके बिजली पैदा करने के लिए किया जा सकता है। यहां तक कि यूवी रेडिएशन की क्रिया से हमारी त्वचा भी गर्म हो जाती है। यह पूरी तरह से विकिरण द्वारा गर्मी हस्तांतरण के कारण है।
- गामा किरणों का उत्सर्जन - गामा किरणें एक प्रकार की एम तरंग होती हैं। ये तरंगें उत्सर्जित होने के बाद विकिरण के सिद्धांत से चलती हैं।
- गरमागरम दीपक द्वारा उत्सर्जित प्रकाश - गरमागरम लैंप से निकलने वाला प्रकाश विकिरण का एक उदाहरण है क्योंकि हम दीपक को बिना छुए भी उसके पास खड़े होने पर गर्म महसूस करते हैं।
- अलाव से निकल रही गर्मी - अलाव एक छोटी नियंत्रित आग है जिसका इस्तेमाल ठंड के मौसम में खुद को गर्म महसूस कराने के लिए किया जाता है। गर्मी हस्तांतरण विकिरण की मदद से होता है। हम अलाव की आग को नहीं छूते हैं लेकिन फिर भी उससे निकलने वाली गर्मी को महसूस करते हैं।
- एक रेडिएटर द्वारा उत्सर्जित ऊष्मा - वाहन में बहुत अधिक यात्रा करने पर वाहन का रेडिएटर गर्म हो जाता है। रेडिएटर से निकलने वाली गर्मी को हम महसूस कर सकते हैं। यह विकिरण गर्मी हस्तांतरण के कारण है। हम रेडिएटर को भौतिक रूप से नहीं छूते हैं लेकिन फिर भी गर्मी महसूस करते हैं।
पर और अधिक पढ़ें कुल मिलाकर हीट ट्रांसफर गुणांक.
नमस्ते...मैं अभिषेक खंभटा हूं, मैंने मैकेनिकल इंजीनियरिंग में बी.टेक. किया है। अपनी इंजीनियरिंग के पूरे चार वर्षों में, मैंने मानव रहित हवाई वाहनों को डिज़ाइन किया और उड़ाया है। मेरी विशेषता द्रव यांत्रिकी और थर्मल इंजीनियरिंग है। मेरा चौथे वर्ष का प्रोजेक्ट सौर प्रौद्योगिकी का उपयोग करके मानव रहित हवाई वाहनों के प्रदर्शन को बढ़ाने पर आधारित था। मैं समान विचारधारा वाले लोगों से जुड़ना चाहूंगा।