मुक्त इलेक्ट्रॉनों का परिवहन जिसके परिणामस्वरूप पदार्थ के एक भाग से दूसरे भाग में ऊष्मा का स्थानांतरण होता है_________ कहलाता है।

व्याख्या:

ऊष्मा स्थानांतरण

ताप में अंतर के कारण इस तरह के ऊर्जा स्थानांतरण की दर के निर्धारण से संबंधित विज्ञान को ऊष्मा स्थानांतरण के रूप में जाना जाता है।

ऊष्मा स्थानांतरण की विधियाँ

चालन:

• एक स्थिर माध्यम में ताप में अंतर के कारण ऊष्मा स्थानांतरण की प्रक्रिया को चालन के रूप में जाना जाता है।
• ठोस पदार्थों में, चालन जालक कंपन और इलेक्ट्रॉनों के मुक्त प्रवाह के कारण होता है।
• चालन के लिए अधिनियंत्रक समीकरण फोरियर के नियम द्वारा दी जाती है।

\(\dot Q = - \frac{{kAdT}}{{dx}}\)

जहां k पदार्थ की तापीय चालकता है।

• k एक सार्वत्रिक नियतांक नहीं है, यह तापमान का कार्य है और ऊष्मा के परिवहन का मुख्य कारण है।
• इसका अर्थ है कि ऊष्मा स्थानांतरण पदार्थ के गुण पर निर्भर करती है क्योंकि k विभिन्न पदार्थो के लिए अलग होता है। 

तापमान के साथ k की भिन्नता

• धातुओं के लिए जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, वैसे ही k कम हो जाता है क्योंकि इलेक्ट्रॉन को ऊष्मा का संचालन करने के लिए अधिक यात्रा करनी होती है। 
• अधातुओं के लिए जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, वैसे ही k जालक कंपन में वृद्धि के कारण बढ़ता है। 
• गैसों के लिए जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, वैसी ही k आणविक टकराव में वृद्धि के कारण बढ़ता है। 
• द्रव्यों के लिए जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, वैसे ही k द्रव्य के घनत्व में कम के कारण कम होता है क्योंकि यह प्रायोगिक रूप से पाया गया है कि द्रव्य की तापीय चालकता घनत्व के 4/3 घांत के समानुपाती होता है। 

अतिरिक्त जानकारी

संवहन:

• यह ठोस सतह और उन सन्निकट द्रव्य या गैस पदार्थ के बीच ऊष्मा स्थानांतरण का एक मोड होता है, जो गति में होता है। 
• यह केवल उन द्रव्य माध्यम में संभव होता है जहाँ द्रव्य की द्रव्यमान गति मौजूद होती है। 
• संवहन के लिए नियंत्रण समीकरण को न्यूटन के शीतलन नियम द्वारा ज्ञात किया गया है। 

Q̇ = hAΔT

जहाँ h संवहनी ऊष्मा स्थानांतरण गुणांक है। 

विकिरण

• विकिरण विद्युतचुंबकीय तरंगों के रूप में पदार्थ द्वारा उत्सर्जित ऊर्जा होती है। 
• चालन और संवहन के विपरीत विकिरण में ऊष्मा स्थानांतरण को माध्यम की आवश्यकता नहीं होती है। 
• विकिरण के लिए नियंत्रण समीकरण को निम्न द्वारा ज्ञात किया गया है:

Q̇ = σAT4

जहाँ σ = स्टीफन-बोल्ट्जमैन स्थिरांक = 5.67 × 10-8 W/m2K4

लघुगणक माध्य तापमान अंतर (LMTD)

गणितीय रूप से LMTD को इस प्रकार परिभाषित किया गया है,

\({\rm{\Delta }}{T_{LMTD}} = \frac{{{\rm{\Delta }}{T_1} - {\rm{\Delta }}{T_2}}}{{\ln \left( {\frac{{{\rm{\Delta }}{T_1}}}{{{\rm{\Delta }}{T_2}}}} \right)}}\)

और इसका प्रयोग ऊष्मा विनियमक में ऊष्मा स्थानांतरण निर्धारित करने के लिए किया जाता है। 

Q̇ = UAΔTLMTD

जहाँ U = कुल ऊष्मा स्थानांतरण गुणांक