Heat ट्रान्सफर के क्या – क्या Mode होते है ? Heat ट्रान्सफर के नियम

Heat ट्रान्सफर के क्या –क्या Mode होते है ? Heat ट्रान्सफर के नियम

Heat ट्रान्सफर

इस पेज पर हम यह समझेंगे की Heat ट्रान्सफर के क्या- क्या Mode होते है मतलब Heat को कैसे ट्रान्सफर किया जाता है एक Body से दूसरी Body तक | जैसे की Heat ट्रान्सफर के तीन Modes होते है उन तीनो को एक – एक करके समझते है पहला है Conduction , दूसरा है Convection , तीसरा है Radiation  इस प्रकार तीनो मोड होते है | Conduction से Heat ट्रान्सफर Solids में होता है Conduction के अन्दर हम Thermal Conductivity को भी समझेंगे की इसका क्या महत्त्व होता है इसके बाद हम Convection और रेडिएशन को समझेंगे की यह कैसे हीट ट्रान्सफर करते है एक Body से दूसरी Body तक |

आमतोर पर Convection में हीट ट्रान्सफर सॉलिड सरफेस और Surrounding Fluid के बीच होता है और रेडिएशन मोड से हीट ट्रान्सफर के लिए किसी भी मटेरियल और मीडियम की आवश्यकता नहीं होती है | रेडिएशन वह मोड़ है जिससे हीट ट्रान्सफर सबसे अधिक होती है Body के बीच Conduction और Convection की तुलना में | इसके बाद हम Heat ट्रान्सफर के Laws को समझेंगे जैसे Conduction केलिए Law है Fourier law of Conduction , Convection के लिए law है Neutons Law Of Cooling और रेडिएशन के लिए Law होता है Stefans Boltmans Law इसके बाद हम K और H क्या है समझेंगे और इनकी वैल्यू क्या होती है यह सब इस पेज पर समझेंगे |

Heat ट्रान्सफर के Mode

Heat ट्रान्सफर के तीन मोड है जिसमे हीट को एक ऑब्जेक्ट से दुसरे ऑब्जेक्ट तक ट्रान्सफर किया जाता है

Conduction

Conduction वह मोड है हीट ट्रान्सफर का जो आमतोर पर सॉलिड में होता है | Molecular Lattice के टेम्परेचर में अंतर होने के कारण Vibrational एनर्जी ट्रान्सफर होती है ऑब्जेक्ट में और साथ ही साथ फ्री इलेक्ट्रान के होने के कारण भी एनर्जी का ट्रान्सफर होता है |

सभी Electrically गुड कंडक्टर आमतोर पर गुड कंडक्टर Of Heat भी होते है इसका यह कारण है की सभी ऑब्जेक्ट में जैसे Solid और ठोस ऑब्जेक्ट में बहुत फ्री इलेक्ट्रान की मात्र होती है जैसे सभी मेटल्स एक उदहारण है |

 Thermal Conductivity ( K )

Thermal Conductivity एक थर्मो फिजिकल प्रॉपर्टी है मटेरियल की जो मटेरियल की क्षमता बताती है की वह मटेरियल कितनी हीट एनर्जी को ट्रान्सफर करता है किसी भी मटेरियल के अन्दर मतलब यह कहा जा सकता है की कोई भी मटेरियल कितनी जल्दी अपने भीतर हीट ट्रान्सफर कर सकता है यह हम Thermal Conductivity प्रॉपर्टी से पता लगा सकते है |

इंसुलेटर की Thermal Conductivity ( K ) बहुत कम होती है इसलिए यह कम हीट ट्रान्सफर करते है किसी भी मटेरियल के अंदर जैसे उदहारण है Asbestos, Glass wood आदि | इन सभी मटेरियल की Thermal Conductivity कम होती है Thermal Conductivity Pure मटेरियल की ज्यादा होती है Alloy की तुलना में मतलब कोई भी Pure मटेरियल ज्यादा हीट ट्रान्सफर करता है Alloy की तुलना में जैसे उदहारण के तोर पर देखा जाए तो कॉपर की Thermal Conductivity ज्यादा होती है Brass की तुलना में और आयरन की Thermal Conductivity ज्यादा होती है स्टील की तुलना में |

Conduction सॉलिड के साथ साथ गैस में भी होता है Gases में conduction  Molecular Momentum ट्रान्सफर के कारण होता है जब हाई वेलोसिटी और हाई टेम्परेचर Molecular Low वेलोसिटी और Low टेम्परेचर Moleculs से टकराते है तब Gases में हीट ट्रान्सफर होता है | ऐसा भी कहा जाता है की Gases बहुत Bad कंडक्टर होती हैं हीट की  ,पर गैसेस गुड इंसुलेटर होती है |

Gases की Thermal Conductivity बढती है तापमान के बड़ने पर |

 Convection और फ्री Convection

Convection वह मोड है हीट ट्रान्सफर का जो आमतोर पर सॉलिड सरफेस और Surrounding Fluid के बीच होता है तापमान में अंतर होने के कारण | Force Convection हीट ट्रान्सफर में भी हीट ट्रान्सफर सॉलिड सरफेस और Surrounding fluid के बीच होता है पर इसमें जो माइक्रो स्कोपिक मोशन होता है Fluid का वह एक्सटर्नल एनर्जी के द्वारा दिया जाता है जैसे फेन , ब्लोअर और पंप के द्वारा |

फ्री Convection हीट ट्रान्सफर में जो Fluid का मोशन होता है वह Naturally होता है Buoyancy Force के कारण |

 Radiation

Radiation वह मोड है हीट ट्रान्सफर का जिसमे हीट ट्रान्सफर के लिए कोई भी मटेरियल मीडियम के आवश्यकता नहीं होती है

Radiation से हीट ट्रान्सफर इलेक्ट्रो मैग्नेटिक Wave Propagation के कारण होता है जो स्पीड , Hight की रफ़्तार से ट्रेवल करती है |

अगर किसी भी Body को Absolute टेम्परेचर को दुगुना कर दिया जाए तो जो body की सरफेस से थर्मल रेडिएशन एनर्जी निकलती है वह बढकर 16 गुना हो जाती है |

मतलब जब  तापमान में बहुत ज्यादा अंतर होता है दो Body के बीच में तब रेडिएशन मोड Of Heat ट्रान्सफर से सबसे ज्यादा हीट ट्रान्सफर  होता है |

Heat ट्रान्सफर के Laws

Fourier’s law of Conduction

Fourier’s law of Coduction यह बताता है की जो भी Rate Of Heat ट्रान्सफर होता है Coduction के द्वारा किसी भी दिए  गए डायरेक्शन में वह Directly Proportional होता है टेम्परेचर Gradient के दिए गए डायरेक्शन में और साथ ही साथ वह Directly Proportional भी होता है Area Of Heat ट्रान्सफर के जिसमे Area Of Heat ट्रान्सफर Perpendicular होता है डायरेक्शन Of हीट ट्रान्सफर के | इस Law के माध्यम से K किसे Thermal Conductivity of मटेरियल कहा जाता है इसका माप हम (  w / mk ) में करते है |

Newton’s Law Of Cooling

Newtons Law Of Cooling Convection हीट ट्रान्सफर के लिए है इस Law का उपयोग Convection हीट ट्रान्सफर के लिए किया जाता है | यह Law यह बताता है की जो भी Rate Of Heat ट्रान्सफर होता है Convection के द्वरा सॉलिड Body और Surrounding Fluid के बीच वह Directly Proportional होता है टेम्परेचर डिफरेंस के सॉलिड Body और Fluid के |

और साथ ही साथ वह Directly Proportional भी होता है उन दोनों सॉलिड Body और Fluid के बीच के Contact Area के | इस Law से फैक्टर निकल कर आता है जिसे हम Conduction हीट ट्रान्सफर Cofficient कहते है जिसको R लिखा जाता है और इसकी यूनिट हमेशा Watt/ m2 k में ही  लिखी जाती है जैसे  Thermal Conductivity एक प्रॉपर्टी है मटेरियल की उसी तरह H मटेरियल की प्रॉपर्टी नहीं है पर यह निर्भर करती है कुछ थर्मो फिजिकल प्रॉपर्टी पर Fluid की |

 रेडिएशन का Stefan–Boltzmann Law

यह Law यह बताता है की Black Body से जो भी रेडिएशन एनर्जी निकलती है Per यूनिट टाइम और Per यूनिट एरिया से वह Directly Proportional होती है ब्लैक Body टेम्परेचर के Forth power की | इसको हम Eb से Denote करते है और Eb Directly Proportional होती है T4 के | Eb की यूनिट Watt/ m2 होती है | साथ ही साथ हम यह भी समझ सकते है की ब्लैक Body वह Body होती है जो सारी की सारी थर्मल रेडिएशन को Absorbs कर लेती है जो भी उस Body के ऊपर पड़ती है और वो सभी थर्मल रेडिएशन जो उस Body के ऊपर गिरती है