گرما یا حرارت در
فیزیک و
ترمودینامیک ( علم مطالعه گرما و انرژی ) ، انرژی جابجا شده از یک جسم به جسم دیگر یا از ناحیه ای به ناحیه ای دیگر، طی
برهم کنش های گرمایی است. [ ۱] ( به عبارتی: به مقدار انرژی که دراثر اختلاف دما از جسمی به جسم دیگر انتقال پیدا می کند، گرما می گویند )
انتقال گرما راه های گوناگونی دارد :رسانش، تابش و همرفت ( convection ) .
رسانش: وقتی یک سر میله فلزی را روی آتش می گذاریم، گرما موجب جنب و جوش اتم های آن قسمت می شود و بر اثر برخورد اتم های پر جنب جوش با اتم های مجاور،
انرژی جنبشی انتقال می یابد و گرما به سر دیگر میله منتقل می شود. بعضی از مواد مانند فلزات
رسانش گرمایی خوبی دارند. به این مواد رسانای گرمایی می گویند. و بعضی رسانش گرمایی خوبی ندارند. و به این مواد نارسانا یا عایق گرمایی می گویند. ( ( اکثر فلزات رسانای گرمایی هستند؛اما نافلزات مانند پلاستیک ( به انگلیسی:Plastic ) نارسانای گرمایی هستند.
همرفت: وقتی مایعی را از زیر شروع به گرم کردن می کنیم، به علت رسانش، جنب و جوش مولکول ها و فاصله بین آنها زیاد می شود. با افزایش
حجم قسمت پایین مایع، چگالی آن کاهش یافته و به سمت بالا حرکت می کند. روش همرفت، فقط در مایعات و گازها امکان پذیر است.
تابش: خورشید نور و گرما زمین رانیز تأمین می کند. در این روش به محیط مادی نیازی نیست.
گرما، انتقال انرژی از یک جسم یا از یک
سیستم ترمودینامیکی به دیگری است. در هنگامی که دو سامانه در دو
دمای متفاوت باشند. این انرژی در اثر تماس حرارتی منتقل می شود. وقتی دو جسم با دماهای مختلف را در تماس با یکدیگر قرار گیرند، دمای جسم گرم پایین و دمای جسم سرد بالا می رود. این فرایند آنقدر ادامه پیدا می کند تا دمای دو جسم یکسان شود. این دما را دمای تعادل دو جسم می گویند.
همچنین یکای مرسوم برای اندازه گیری مقدار گرمای منتقل شده
ژول به
انگلیسی ( Joule ) است.
مکانیسم های انتقال انرژی که گرما را تعریف می کنند شامل هدایت، از طریق تماس مستقیم اجسام بی حرکت یا از طریق دیواره یا سدی است که در برابر ماده نفوذ ناپذیر است. یا تابش بین اجسام جدا شده یا
اصطکاک ناشی از کار
مکانیکی یا الکتریکی یا
مغناطیسی یا گرانشی ایزوکورید که توسط سامانه مورد نظر توسط محیط اطراف انجام می شود، مانند گرم شدن ژول در اثر
جریان الکتریکی که از طریق سامانه مورد نظر توسط سامانه خارجی انجام می شود یا از طریق همزن مغناطیسی. وقتی مسیر مناسبی بین دو سامانه با درجه حرارت متفاوت وجود داشته باشد ، انتقال حرارت لزوماً، بلافاصله و خود به خود از سامانه گرمتر به سامانه سردتر صورت می گیرد. هدایت حرارتی با حرکت تصادفی ( تصادفی ) ذرات میکروسکوپی ( مانند اتم ها یا مولکول ها ) رخ می دهد. در مقابل، کار ترمودینامیکی توسط مکانیزمی تعریف می شود که ماکروسکوپی و مستقیماً بر متغیرهای
حالت کل بدنه سامانه عمل می کنند. به عنوان مثال، تغییر حجم سامانه از طریق حرکت پیستون با نیروی قابل اندازه گیری خارجی. یا تغییر قطبش الکتریکی داخلی سامانه از طریق تغییر قابل اندازه گیری خارجی در میدان الکتریکی. تعریف انتقال حرارت نیازی به نرم و صاف بودن فرایند ندارد. به عنوان مثال، ممکن است یک صاعقه گرما را به بدنه منتقل کند.