کشف تکنولوژی جدید انتقال گرما

دانشمندان توانستند رویکرد جدیدی برای انتقال گرما در کریستال‌ها و شیشه‌ها به‌وجود آورند.

به گزارش گروه علم و فناوری ایسکانیوز، فیزیکدانان نظری از SISSA و دانشگاه کالیفرنیا در دیویس، رویکرد جدیدی را برای انتقال گرما در مواد ایجاد کرده‌اند که به کریستال‌ها، جامدات پلی‌کریستالی، آلیاژها و شیشه‌ها اجازه می‌دهد مانند همان پایه جامد رفتار کنند.

این کشف راه‌ را برای شبیه‌سازی عددی خواص حرارتی طبقه گسترده‌ای از مواد در زمینه‌های مهم مانند صرفه‌جویی در مصرف انرژی، تبدیل، دفع، ذخیره‌سازی، اتلاف گرما و علوم سیاره‌ای باز می‌کند.

گرما با گذشت زمان از بین می‌رود به این معنا که جریان گرما ویژگی تعیین‌کننده زمان است. انتقال حرارت هنوز هم یکی از گنگ‌ترین فصل‌های علم مواد نظری است. در حقیقت، هیچ رویکرد یکپارچه‌ای نتوانسته است مشکل بلورها و جامدات بی‌نظم را حل کند و همین امر مانع تلاش دانشمندان مواد برای شبیه‌سازی برخی مواد یا حالت‌های مختلف یک ماده می‌شود.

این شکاف بزرگ سرانجام توسط گروهی از محققان SISSA و UC حل شد. محققان روش جدیدی را بر اساس تئوری Green-Kubo در مورد پاسخ خطی و مفاهیمی از دینامیک مشبک ایجاد کرده‌اند که از رویکر متفاوتی در مورد کریستال‌ها و شیشه‌ها استفاده می‌کند. این روش جدید به طور طبیعی اثرات مکانیکی کوانتومی را در بر می‌گیرد؛ بنابراین در نهایت امکان مدل‌سازی پیش‌بینی انتقال حرارت در مواد بی‌نظم در کوانتوم با درجه حرارت پایین که هیچ تکنیکی برای آن وجود ندارد درنظر می‌گیرد.

بنابراین این شاهکار دانشمندان و مهندسان را قادر می‌سازد تا انتقال حرارتی را برای طیف گسترده‌ای از برنامه‌ها درک و طراحی کنند و سرانجام، مواد نانوساختار، پلی کریستالی یا حتی شیشه را می‌توان با دقت بالا در یک چارچوب یکپارچه و عملی مورد مطالعه قرار داد.

انتقال حرارت (Heat transfer) به تبادل انرژی گرمایی میان دو یا چند جسم یا سامانه فیزیکی گفته‌ می‌شود. انتقال حرارت به سه روش روی می‌دهد؛ رسانش، هم‌رفت و تابش. انتقال حرارت با تغییر انرژی درونی ماده همراه است و بر پایه قانون دوم ترمودینامیک همیشه از جسم گرم‌تر به جسم سردتر روی می‌دهد.

تعادل گرمایی زمانی به‌دست می‌آید که جسم‌های درگیر و پیرامونشان به دمایی یکسان برسند.

انتهای پیام/

کد خبر: 1025859

وب گردی

وب گردی