همرفت (پیش در آمد فیزیکی)
لازم است بیشتر راجع به همرفت بحث کنیم و این که چه موقع در سیال همرفت اتفاق می افتد.
واقعیت این است که هر سیالی که دمای پایین اش بیشتر از دمای بالایش باشد نمی تواند با سازو کار همرفت، انتقال حرارت انجام دهد. اولا حتما برای تشکیل همرفت لازم است که سیال در یک محیط ِ گرانش (شتاب) دار قرار داشته باشد یعنی محیطی که فشاری به دلیل گرانش وجود دارد.
تا اگر قسمتی از سیال منبسط شد به خاطر اصل ارشمیدس (همان اصلی که باعث می شود حباب از درون آب بالا بیاید) به بالا صعود کند و همرفت رخ دهد.
http://www.ghaley.com/Images/Convection_cells.gif
اصل همرفت این گونه است که در آن قسمتی از سیال به دلیل افزایش دما چگالی اش کم می شود و بعد از رقیق شدن، آن قسمت به صورت ایزوله شده (کاملا از اطراف مستقل شده و حباب وار) به خاطر اصل ارشمیدس به سمت ِ بالا صعود می کند و در طی صعود خود، دمایش را به خاطر انبساط ِ بی دررو از دست می دهد و به دنبال ِ کم شدن دما چگالی اش هم کم میشود.
اگر اندازه ی تغییرات چگالی سیال (به خاطر انبساط ِ بی دررو اش هنگام صعود) بیشتر از اندازه ی تغییرات چگالی ِ محیط ِ اطراف باشد، روند ِ بالا رفتن ِ حباب ادامه پیدا کرده و به اصطلاح ِ اختر فیزیکی ناحیه ی همرفت ِ پایدار شکل میگیرد. این شرط ِ دوم شکل گرفتن همرفت است:
یعنی اندازه ی تغییر ِ چگالی به خاطر انبساط ِ بی دررو ی یک حباب بیشتر از اندازه ی تغییرات چگالی ِ اطراف باشد. (البته دقت کنید که منظور از تغییرات ِ چگالی، اندازه ی تغییراته نه خود تغییرات! چون خود تغییرات منفیه).
این شرایط رو به خاطر بسپارید تا در بحث ِ ستاره ها استفاده بشوند.
انتقال انرژی:تابش (پیش درامد فیزیکی)
انتقال ِ حرارت به روش تابش را می توان سودمند ترین و سریعترین روش برای انتقال دما فرض کرد چون نیازی به حضور ماده ندارد. انرژی ِ خورشید به وسیله ی امواج الکترو مغناطیس به زمین می رسد و ما از آن استفاده می کنیم
یا مثال معروف ِ اتو: دستتان را جلوی یک اتوی داغ بگیرید (فقط مواظب باشید نخوره به اتو که می سوزونه!!) گرمای اتو را حس خواهید کرد شاید بگویید هوای اطراف اتو داغ است و این گرما به خاطر ِ هوای داغ است اما به یاد داشته باشید که هوا در صورت گرم شدن سریع دچار ِ همرفت میشود همچنین رسانای خوبی هم برای گرما نیست!!
بنا بر این تنها راه توجیه این است که بگوییم گرمای ِ اتو به وسیله ی تابش به دست ِ ما رسیده. اما سازو کار تابش در حالت ِ خلا کاملا متفاوت از دو ساز و کار ِ دیگر است:
یک جسم ِ داغ، به خاطر ِ جنبش ِ ملوکولها، امواج ِ الکترومغناطیسی تابش می کند (همان تابشی که به تابش جسم سیاه معروف است) که این تابش در فضا طی طریق می کند و نهایتا به (مثلا) زمین می رسد و سطح ِ زمین با جذب ِ این تابش گرم می شود.
(واضح است که زمین فقط یک مثال است، گاز یا هرچیز ِ دیگری که بتواند جاذب امواج الکترومغناطیس باشد هم در صورتی که در معرض تابش باشد گرم می شود).
http://upload.wikimedia.org/wikipedi...ns_law.svg.png
منحنی تابش جسم سیاه در دماهای مختلف (امتیاز تصویر: ویکی پدیا)
اما تابش در حضور ماده هم تقریبا به همان صورت منتقل می شود. یعنی مثلا در مورد یک گاز ِ داغ، یک قسمت از گاز که بسیار داغ است شروع به تابش الکترومغناطیس می کند و این تابش (اگر گاز غلیظ و کدر باشد) سریعا توسط ِ گازهای سرد اطراف جذب شده و آنها را گرم می کند و گازهای سرد اطراف هم که گرم شده اند باز تابش کرده و گازهای سرد تر و دورتر را گرم می کنند الخ.
و به این طریق انرژی از راه ِ تابش منتقل می شود.
ـــــــــــــ
اکنون می توانیم راجع به انتقال انرژی در ستارگان بحث کنیم.