تسخين الشمس للأرض مثال على انتقال الحرارة

تسخين الشمس للأرض مثال على انتقال الحرارة، تسخين الشمس للأرض مثال على انتقال الحرارة من خلال:الإشعاع، و الحمل الحراري، والتوصيل الحراري

الحمل الحراري: عندما يترفع الهواء الساخن في درجات الحرارة المنخفضة بسبب قلة كثافته، يترك وراءه الهواء البارد، وبعد ذلك ينزل الهواء من أجل أن يملأ الفراغات الموجودة من خلال رفع الهواء الساخن، وتحريك جزيئات الهواء. عملية الحمل الحراري تتضمن كل من تحريك الكتلة والطاقة الحرارية.

تسخين الشمس للأرض يتم أيضًا من خلال التقاط أيضًا الطاقة الاضافية من الاشعة الشمسية على ارتفاعات أكبر. أي أن الحمل الحراري يتضمن نقل الهواء الساخن للأعلى، وحمل الحرارة والطاقة الحرارية معه. تعتبر هذه العملية ضرورية في تسخين الشمس للأرض

الإشعاع: بما أن الأرض ليست في اتصال مباشر مع الشمس. لذلك تنتقل الطاقة عبر الفراغ من أجل أن تصل لكوكب الأرض، فهناك مسافة كبيرة تبعد بين الكرة الأرضية وبين الشمس. بسبب المسافة بين الشمس والأرض، تنتقل الطاقة بسرعة كبيرة كاشعة كهرومغناطيسية حتى تصطدم بالأرض.

بعد انتقال الاشعة الشمسية عبر الفراغ الموجود في الفضاء، تصطدم بجزيئات الغاز الموجودة في الجو، وتقوم في النهاية بتدفئة الكوكب. تبقى درجات حرارة الأرض دائمًا في نطاق مقبول.

الأشعة التي تصدر عن الشمس منها ما هو مرئي، ومنها هو دون نطاق رؤيتنا أو أعلى من نطاق رؤيتنا، ونطاق الرؤية الذي يمكن ان تراه أعيننا بين 740 نانومتر إلى 400 نانومتر. كما أن الاشعة التي تأتي من الشمس للأرض ليست مفيدة، بل يمكن أن تسبب السرطانات وخلل في الدنا في حال التعرض لها بشكل كبير لكن هذا ليس موضوعنا الاساسي.

التوصيل الحراري: عندما تزيد درجة حرارة شيء ما، تتحرك جزيئاته بشكل أكبر. وعندما تصطدم الجزيئات المتحركة بسرعة بجسم آخر، فإنها تقوم بنقل طاقته الحركية إليه، وهذا ما يعرف باسم التوصيل الحراري

التوصيل الحراري يعتبر شكل من أشكال نقل الحرارة حيث تنتقل الطاقة الحركية من ذرة أو من جزيء لآخر من خلال التواصل المباشر، وهذا ما يحدث من الشمس إلى الأرض. 

تسخين الشمس للأرض مثال على انتقال الحرارة

تسخين الشمس للأرض مثال على انتقال الحرارة بالحمل الحراري، والأشعة. والتوازن في درجة حرارة الأرض يعتمد على الطاقة التي تصل للأرض وعلى الطاقة التي تخرج من الأرض. وبدون هذا التوازن لا يمكن أن يكون كوكب الأرض مأهولًا بالسكان وقابل للحياة

• امتصاص الطاقة: عندما تصل الطاقة من الشمس، يتم امتصاصها من الأرض. النتيجة هي زيادة درجة حرارة الأرض
• انعكاس الطاقة: تنعكس الطاقة من الأرض على الشمس، من أجل ألا تسخن درجة حرارة الأرض إلى مستوى كبير

عندما تعود الطاقة الممتصة من الأرض باتجاه الشمس، تبرد الأرض. بالتالي هذا التوازن يعتبر ضروريًا للغاية من أجل التوازن في طاقة الأرض

الاشعاع الذي يصل من الشمس نحو الأرض بالرغم من بعد كوكب الأرض عن الشمس لا يستغرق أكثر من 8 دقائق و20 ثانية من أجل أن يصل إلينا. وهذا الإشعاع الشمسي هو الإشعاع الذي يقوم بتدفئة كوكبنا. وتبعد الشمس عن كوكبنا حوالي 1 واحدة فلكية، وبفضل من الله عز وجل، تتواجد الكرة الأرضية في نطاق صالح للحياة، يتلقى كمية مناسبة من الحرارة من أجل استمرارية الحياة.

يستفيد كوكبنا من الطاقة الشمسية التي تصل إليه بطرائق مختلفة مثل الحمل الحراري والتوصيل الحراري والاشعاعات الشمسية ليس فقط في تدفئة الكوكب، إنما في عملية التركيب الضوئي. وبدون ضوء الشمس، لا يحصل الكوكب على الطاقة اللازمة من أجل القيام بعملية التركيب الضوئي، وبالتالي تموت النباتات والكثير من الحيوانات التي تعتمد في غذائها عليها والنتيجة هي خلل بالنظام البيئي وعدم استمرارية الحياة.

عملية امتصاص الطاقة وانعكاسها في الأرض هي عملية معقدة وتتطلب توازنًا دقيقًا. حيث تمتص الارض الطاقة من الشمس ثم تقوم بعكسها. أما في حال حدوث خلل في آلية انعكاس الطاقة من الأرض إلى الشمس، فإن درجة حرارة الأرض تزيد. وتأثير البيت الزجاجي والغازات الملوثة مثل مركبات الكلوروفلوركربون على كوكب الأرض هو ما يزيد من الحرارة بداخل الأرض. لأنه يعمل مثل الحاوية المغلقة التي تقوم بحبس الحرارة بداخل كوكب الأرض. 

نوع نقل الطاقة الذي يسمح للشمس بتدفئة الأرض

الشمس تقوم بإشعاع الطاقة في جميع الاتجاهات. منها ما يختفي في الفضاء، ويتبدد دون أن يصل إلى الأرض. لكن كمية صغيرة من الاشعاعات تصل إلى الأرض، وتقوم بتسخين كوكب الأرض وتسخين الغلاف الجوي والمحيطات. الاشعة التي تصل إلى الشمس تكون وفقًا لكمية محددة، والتوازن بين وصول الاشعة إلى الأرض هو الذي يسمح بالحياة على وجه الأرض، فلو كانت الاشعة والحرارة التي تصل للأرض أكبر مما هي عليه أو مثل الكواكب الأقرب إلى الشمس. لما كان كوكب الأرض من الكواكب التي يمكن العيش فيها.

يقوم سطح الشمس بإصدار 63 مليون واط من الطاقة في كل متر مربع، وعندما تصل الطاقة إلى الأرض، وبسبب قطع مسافات كبيرة، تقدر بحوالي 150 مليون كيلومتر، أو 93 مليون ميل، تكون كمية الطاقة لكل متر مربع أقل، وتقدر ب1370 واط في كل متر مربع.

تصل الطاقة من الشمس إلى الأرض من خلال الإشعاع الكهرومغناطيسي، وهذا الإشعاع يتضمن الضوء المرئي، والأشعة تحت الحمراء والأشعة فوق البنفسجية، والأشعة السينية، وتنتقل هذه الأشعة من خلال الفراغ. تتطلب الأشكال الأخرى من الطاقة غير الأشعة وسط مادي من أجل أن تنتقل فيه. أما ميزة الإشعاعات أنها تنتقل عبر الفراغ من وسط لآخر، وتصل من الشمس إلى الأرض وتقوم بتسخين الأرض.

الطاقة الشمسية يمكن أن تصل إلى الأرض من الشمس بدون الحاجة لوسط مادي لنقل هذه الطاقة، على عكس أنواع نقل الطاقة مثل نقل الصوت الذي يحتاج حكمًا للهواء أو أي وسط آخر لنقله، أو الطاقة الموجية للمحيطات والتي تحتاج للماء للانتقال من مكان لآخر.

تتلقى الأرض نصف الاشعة الشمسية القادمة من الغلاف الجوي، ويكون للطاقة الشمسية شكلين إما حرارة تقوم بتدفئة الأرض أو ضوء مرئي، بالإضافة للأشعة فوق البنفسجية، وهي نوع ضار من الأشعة يسبب الحروق الشمسية ويسبب السرطانات.

تمتص المادة الطاقة الشمسية، مثل الماء، والهواء، والصخور، والمباني، والأرصفة والكائنات الحية. والنتيجة هي تسخين المواد وتحريك الرياح، والتيارات المحيطية عبر الكرة الأرضية.