انتقال الحرارة: الحمل

يمثل الشكل 1)) تجربة بسيطة توضح  ظاهرة الحمل. فإذا ملأنا الأنبوبة الزجاجية المبينة في الشكل بالماء، ثم وضعنا قليلاً من الصيغة الملونة قرب رقبتها فإنها تظل ساكنة تقريباً في مكانها  (الجزء أ). ولكن عند تسخين الأنبوبة عند أحد الأركان كما هو مبين بالجزء (ب)، سوف يبدأ السائل في الانسياب في عكس اتجاه دوران عقارب الساعة حاملاً الصبغة معه.

الشكل (1): تبين الصيغة أن السائل يدور في عكس اتجاه دوران عقارب الساعة عند تسخين السائل في الموضع A. وفي هذه الحالة تنتقل الحرارة بواسطة السائل أثناء الدوران في عملية تسمى الحمل.

والسبب في هذه الحركة بسيط جداً. فنظراً لأن السائل أو الغاز يتمدد بارتفاع درجة حرارته، فإن الماء الموجود ف الركن السفلي الأيمن عند A سوف يتمدد عند تسخينه ليصبح أقل كثافة من باقي السائل. ولهذا فإن العمود الأيمن من السائل الأقل كثافة لن يستطيع الاستمرار في حمل العمود الأيسر الأكبر كثافة ولهذا السبب  سوف يهبط العمود الأيسر في الأنبوبة، وينساب السائل نتيجة لذلك إلى أعلى في الجانب الأيمن. وتسمى هذه الطريقة لانتقال الحرارة بالحمل.

تنتقل الحرارة من مكان إلى آخر في عملية الحمل بواسطة تيارات الموانع.

أن التوصيل لا تضمن حركة الجزيئات لمسافات كبيرة، إذ تنتقل الحرارة من جزئ إلى آخر بالتصادم. أما في الحمل فإن جزيئات المادة المناقلة للحرارة هي التي تتحرك من مكان إلى آخر ناقلة الحرارة معها. والسوائل والغازات وحدها هي التي يمكنها أن تنقل الحرارة بالحمل لأن جزيئات هذه المواد فقط هي التي تستطيع أن تتحرك لمسافات كبيرة.

يدفأ الكثير من المنازل بواسطة الحمل الهوائي. والواقع أن الحركة الدورانية للهواء تكون دائماً محسوسة بدرجة كبيرة حتى في أنظمة التدفئة التي لا تحتوي على مرواح. فمثلاً، غذا وقف شخص قرب جهاز التحكم في خروج الواء الساخن من الفرن الهوائي فإنه سيلاحظ اندفاع الهواء الساخن بوضوح من جهاز التحكم . ولكي تتم دورة الحمل دون اضطرب، يجب ان يسمح تصميم أنظمة التدفئة بالحمل الهوائي للهواء البراد أن يعود إلى الفرن لتسخينه مرة أخرى، تماماً كما يعود السائل في دورة الحمل إلى النقطة A في الشكل 1) ب)، وهذا هو الغرض من استخدام أجهزة التحكم في الهواء الباردة ف مثل هذه الأنظمة.