مقدمه عن التبريد

مفهوم التبريد

       هو العلم الذي يدرس درجات الحرارة المنخفضة جدا وتوليد درجات الحرارة المنخفضة. ويستخدم في ذلك غازات مسيلّة مثل النتروجين السائل أو الهيليوم السائل

او  هو عبارة عن سحب الحرارة من المكان المراد تبريده لخفض درجة حرارة الهواء داخله والعمل على ثبات قيمتها مهما تغيرت درجة حرارة الهواء خارج المكان. وقد يستخدم هذا الأثر لجعل خواص الهواء باعثة للنشاط والراحة أو تخزين المواد الغذائية.

بعض التعريفات 

كمية الحرارة

الحرارة هي إحدى صور الطاقة وتنتقل من نقطة لأخرى أو من جسم لآخر نتيجة للاختلاف في درجة حرارة الجسمين، وتقاس كمية الحرارة بوحدة الطاقة وهي الجول.

درجة الحرارة

درجة الحرارة هي مقياس الاتزان الحراري ونعني بهذا الحالة التي عندها لا تنتقل الحرارة من نقطة لأخرى وذلك لعدم وجود فارق في درجات الحرارة.

الحرارة النوعية

هي كمية الحرارة اللازمة لرفع درجة حرارة كيلوجرام واحد من المادة درجة مئوية واحدة أو مطلقة وبذلك تكون وحدتها هي سعرة حرارية لكل كيلوجرام لكل درجة.

السعة الحرارية

هي كمية الحرارة اللازمة لرفع درجة حرارة كمية معينة من مادة ما درجة مئوية واحدة.

الطاقه الداخيله

تعبر الطاقة الداخلية عن طاقة الحركة الناتجة عن حركة الجزيئات في المادة سواؤ كانت حركة انتقالية أو دورانية ،و اهتزازية ,كذلك طاقة الوضع الناتجة عن الحركة الاهتزازية

الأنظمة المفتوحة والأنظمة المغلقة

يقال عن نظامٍ ما ليس بينه وبين ومحيطه أي تبادلٍ للمادة بأنه مغلق وإذا حصل وكان هناك انتقال للمادة فإننا نقول أنَّ النظام مفتوح.

الضغط

يعرف الضغط على وسط متصل بأنه مقدار القوة المؤثرة على وحدة المساحة في هذا الوسط. هذا التعريف هو تعريف الشد المؤثر على الوسط إذا كانت القوة لوحدة المساحة المؤثرة على عنصر مساحة، داخل الوسط أو على سطحه الخارجي. مثال: إذا غمرنا جسمًا صلبًا في وعاء يحوي سائل، لايذيب الجسم الصلب، فإن الجسم الصلب خاضع لضغط والسائل كذلك

الانثالبى

المحتوى الحراري أو الإنتالبية أو السخانة و هي تعبير عن الكمون الدينامي الحراري للنظام. تسمى أحيانا "الحرارة الداخلية " لنظام ترموديناميكي ،وهي مقياس لطاقة نظام ترموديناميكي في التطبيق العملى تفيدنا حسابات تغير الإنثالبية الشغل الذي يمكن الاستفادة منه من النظام (عند الاحتفاظ بالضغط ثابتا)

الانتروبى

أصل الكلمة مأخوذ عن اليونانية ومعناها "تحول" . أصبحت الإنتروبيا أو الإنتروبي مصطلحا أساسيا في الفيزياء و الكيمياء ضمن قوانين التحريك الحراري في الغازات أو السوائل ، وخاصة بالنسبة للقانون الثاني للثرموديناميك، الذي يتعامل مع العمليات الفيزيائية للأنظمة الكبيرة المكونة من جزيئات بالغة الأعداد ويبحث مسيرتها كعملية تلقائية أم لا.

الخزان الحراري

يسمى النظام الذي يمتلك سعة حرارية عالية بحيث أنَّ سريان الحرارة منه أو إليه لا يؤدي إلى تغير محسوس في درجة الحرارة الخزان الحراري.

الانعكاسيه

العملية التي يمكن عكسها بعد انتهائها من غير حدوث أي تغير فيها ولا في الجو المحيط و هى عمليات مثاليه يمكن تناولها نظريا لكن لا يكمن تحقيقها عمليا.

اللا الانعكاسيه

هو اى اختلاف بين الشغل المعكوس و الشغل الذى نستفيد منه نتيجه للانعكاس خلال العمليه, و الانعكاسيه يمكن ملاحظتها على انها الشغل الضائع او الفرصه المفقوده لعمل شغل

 

  الأبعاد والوحدات :

          من الممكن التعبير عن أى خاصية طبيعية عن طريق مجموعة أبعاد أساسية، وكل بعد من هذه الأبعاد الأساسية يمكن أن يعرف بعدد من الوحدات المختلفة تبعا لنظام الوحدات المستخدم.

 

نظام الوحدات :

          قبل عام 1960 كان هناك ثلاثة نظم للوحدات هى :

-       النظام الفيزيائى (G.C.S Units).

-       النظام الإنجليزى (F.P.S Units) .

-       النظام الفرنسى (M.K.S Units).

ولتجنب الصعوبات التى قد تواجه الدارس نتيجة وجود نظم مختلفة للوحدات والكميات التى تستخدم فى العلوم الفيزيائية والهندسية فقد تم الاتفاق على استخدام نظام موحد للوحدات والكميات المستخدمة فى العلوم والصناعة. وفى عام 1960 أقر المؤتمر العام الحادى عشر للمعايير والأوزان النظام الدولى للوحدات International System of Units (SI Units) وبعدئذ نالت تباعا اعتراف جميع الهيئات الدولية ودول العالم بما فيهم إنجلترا للنظام الدولى للوحدات. يتكون النظام الدولى للوحدات SI Unit من الوحدات الأساسية والإضافية والوحدات الأخرى المشتقة منها. حيث يبين جدول (1) الكميات الأساسية ووحداتها ورموزها فى هذا النظام. وفيما يلى عرض للوحدات الأساسية فى النظام الدولى للوحدات (SI) .

* الوحدة الأساسية للطول هى المتر (m)، ولكن لسنوات عديدة كان المقياس المقبول هو المتر ذو الطراز المبدئى الدولى، وهو المسافة بين علامتين على قضيب مصنوع من البلاتين والايريديوم عند ظروف محددة. وهذا القضيب محفوظ فى المكتب الدولى للموازين والمقاييس فى مدينة سيفر بفرنسا.

* أما وحدات الكتلة فى النظام الدولى للوحدات فهى الكيلو جرام (kg) . وكما ذكر فى المؤتمر العام الأول للموازين والمقاييس فى سنة 1889، وأعيد ذكره فى سنة 1901، فالكيلوجرام هو كتلة أسطوانة معينة من البلاتين والايريدوم، محفوظة قيد ظروف محددة فى المكتب الدولى للموازين والمقاييس.

* الاصطلاح (وزن) غالبًا ما يستعمل بالنسبة للأجسام، وفى بعض الأحيان يحدث لبس بينها وبين الكتلة. ففى الحقيقة يكون استعمال الوزن صحيحًا فقط إذا استعمل كقوة وحين نقول أن جسما ما يزن كذا فإننا نعنى أن هذه القوة التى ينجذب بها للأرض (أو لجسم آخر) أى أنه حاصل ضرب كتلة الجسم فى عجلة الجاذبية الأرضية فى المكان الموجود فيه الجسم وكتلة جسم ما تظل ثابتة بتغير الارتفاع، أما وزنه فيتغير بتغير الارتفاع.

* الوحدة الأساسية للزمن هى الثانية (s)، والتى عرفت فى الماضى بدلالة اليوم الشمسى، الذى هو الفترة الزمنية التى تشغلها لفة واحدة للأرض بالنسبة للشمس. وحيث أن هذه الفترة تتغير تبعا لفصول السنة فتستعمل قيمة متوسطة على مدار السنة تسمى اليوم الشمسى المتوسط، وتكون الثانية الشمسية المتوسطة مساوية لـ 1/86400 من اليوم الشمس المتوسط.

* كما تقاس درجة الحرارة فى النظام الدولى للوحدات بمقياس درجة كلفن.

وغالبا ما يكون من المفيد والمرغوب أن نستعمل مضاعفات الوحدات المختلفة التى عرفت فى هذا الجزء. ويمكن استعمال البادئات المذكورة فى جدول (2) لكل الوحدات.

 جدول (1) الكميات الأساسية ووحداتها ورموزها 

رمز الوحدة	اسم الوحدة	الكميات الطبيعية
M	متر	الطول
kg	كيلوجرام	الكتلة
s	ثانية	الزمن
K	كلفن	درجة الحرارة
M	مول	كمية المادة
A	أمبير	شدة التيار الكهربى

جدول (2) بادئات النظام الدولى (SI)

الرمز		العامل	الرمز		العامل
m	مللى	10 –3	T	تيرا	10 12
M	ميكرو	10 –6	G	جيجا	10 9
N	نانو	10 -9	M	ميجا	10 6
P	بيكو	10 –12	K	كيلو	10 3