الحمل · حرارة يحملها سائل أو غاز متحرك من مكان إلى آخرتيار الحمل · التدفق الدائري للمائع بسبب التسخينالكثافة · مقدار الكتلة في حجم معين
الشرح
الحمل هو طريقة انتقال الحرارة في السوائل والغازات، وليس في المواد الصلبة. عندما يُسخَّن جزء من المائع تتحرك جسيماته أسرع وتتباعد. فيتمدد المائع الدافئ، فتصير كتلة الحجم نفسه أقل: أي أن كثافته أقل. والمائع الأقل كثافة يصعد. ويهبط المائع الأبرد الأكثر كثافة من الجوانب ليحتل مكانه. ثم يسخن هو أيضًا ويصعد. وهذا التدفق الدائري هو تيار الحمل، وهو يحمل الحرارة معه. وينبغي أن نقول إن المائع الدافئ يصعد، لا أن «الحرارة تصعد». فالمدفأة الموضوعة منخفضة في غرفة تسخّن الهواء الملاصق لها؛ فيصعد الهواء الدافئ وينتشر عند السقف ثم يبرد ويهبط من جديد، فتسخن الغرفة كلها. والطيور الجارحة المحلّقة كالنسور تستفيد من الحمل: فهي تدور في هواء دافئ صاعد بلا رفرفة ويرفعها الهواء. أما مدفأة على السقف فتكون أقل فعالية بكثير، لأن الهواء الدافئ يبقى قرب الأعلى.
أمثلة محلولة
وعاء ماء على حافة نافذة مشمسة دافئة: الماء قرب الجدار المشمس يسخن ويصعد ويتحرك على السطح، بينما يهبط الماء الأبرد في الجهة الأخرى. وقطرة ملوّن غذائي تُظهر هذه الحلقة.
لماذا توضع المدفأة قرب الأرض لا قرب السقف؟ يصعد الهواء الدافئ من المدفأة الأرضية ويهبط الأبرد ليحل محله، فيختلط الهواء وتسخن الغرفة. أما مدفأة السقف فتترك الهواء البارد في الأسفل.
هل الحمل ممكن في قضيب معدني؟ لا. فجسيمات الجسم الصلب تبقى في أماكنها فلا يتكوّن تيار. وتنتقل الحرارة على طول القضيب بالتوصيل.
نشاط الفصل
تيار ملوّن، بمساعدة أحد الكبار. املأ علبة شفافة أو برطمانًا كبيرًا بماء بارد من الصنبور واتركه ساكنًا. املأ زجاجة صغيرة بماء دافئ (وليس ساخنًا) ملوّن ببضع قطرات من الملوّن الغذائي، وأغلقها، وأنزلها برفق إلى القاع. افتحها بحذر تحت الماء أو أمِلها ببطء. صف ماذا يفعل الماء الملوّن. لا تستخدم ماءً ساخنًا ولا لهبًا.
تدرّب
1
في أي أنواع المادة يمكن أن يحدث الحمل؟
في السوائل والغازات فقط (الموائع).
2
لماذا يصعد الهواء المسخَّن؟
يتمدد وتقل كثافته عن الهواء الأبرد حوله فيُدفع إلى أعلى.