Heat conduction is transfer of heat through a
material medium, without the medium moving.
အပူေလ်ွာက္ကူးျခင္းဟူသည္ ၾကားခံနယ္ကိုယ္တိုင္မေရြ႔ဘဲ (အပူက)
ၾကားခံနယ္တစ္ေလွ်ာက္ ျဖစ္၍ စီးကူးသြားျခင္းျဖစ္သည္။
ဒီနည္းအတြက္ အထင္႐ွားဆံုးဥပမာကေတာ့ သံေခ်ာင္းတစ္ေခ်ာင္းရဲ႕ ထိပ္ကို အပူေပးလိုက္၊ ၾကာရင္
ေနာက္တစ္ဖက္ကပါ ပူလာတယ္။ အဲလို သံေခ်ာင္းရဲ႕အဖ်ားတစ္ဖက္ကေန ေနာက္အဖ်ားတစ္ဖက္ကို အပူ
ကူးသြားတဲ့နည္းဟာ Conduction နည္းပဲ။ တစ္နည္းအားျဖင့္ အစိုင္အခဲေတြမွာ ေတြ႔ရမယ့္နည္းပဲ။ ဒါဆို ဒီ
နည္းမွာ တစ္ဖက္ကအပူဟာ ေနာက္တစ္ဖက္ကို ဘယ္လိုေရာက္သြားတာလဲ။ ပံုစံႏွစ္မ်ိဳးနဲ႔ အပူကူးေျပာင္းသြားတယ္။
ပထမတစ္မ်ိဳးက သတၱဳေတြမွာ ပိုျဖစ္တယ္။ သတၱဳေခ်ာင္းတစ္ခုကို အပူေပးလိုက္ရင္ အပူေပးခံလိုက္ရတဲ့ ေနရာက
လြတ္လပ္အီလက္ထရြန္ (free electron)ေတြဟာ အပူစြမ္းအင္ရလာတယ္။ ဒီေတာ့ ေရြ႔စြမ္းအင္လည္း
တိုးလာၿပီး (ေအးတဲ့ဘက္ကို) ေရြ႔ေတာ့တာေပါ့။ အဲဒီမွာ က်န္တဲ့အီလက္ထရြန္ေတြနဲ႔ တိုးတိုက္မိၿပီး ဟိုေကာင္က
သူသယ္လာတဲ့အပူစြမ္းအင္ေတြကို လက္ဆင့္ကမ္းေတာ့တာပဲ။ ေနာက္တစ္မ်ိဳးက သတၱဳမဟုတ္တဲ့ေကာင္ေတြမွာ
ပိုျဖစ္တဲ့ပံုစံ။ သူတို႔က်ေတာ့ (သတၱဳေတြလို) လြတ္လပ္အီလက္ထရြန္ေတြ မရိွဘူး။ ဒါဆို ဘယ္လိုပံုစံနဲ႔ အပူကူးတုန္း။
ဒီေကာင္ေတြက်ေတာ့ အက္တမ္/ေမာ္လီက်ဴးတစ္ခုလံုးတုန္ခါၿပီး စြမ္းအင္(အပူ)ကို (လိႈင္အသြင္နဲ႔) လက္ဆင့္ကမ္း
ပစ္လိုက္တာ။ ဒါေပမဲ့ ကိုယ္ကမွတ္ထားရမွာက ဘယ္အစိုင္အခဲမဆို အဲဒီ့ပံုစံ ႏွစ္မ်ိဳးေပါင္းၿပီး အပူကူးတာပဲ။
အဲ သတၱဳမွာေတာ့ အီလက္ထရြန္ေရြ႔ျခင္းေၾကာင့္ ျဖစ္တဲ့အပူက အဓိကေပါ့။ သတၱဳမဟုတ္တဲ့ေကာင္ေတြက်ေတာ့
တုန္ခါၿပီး စြမ္းအင္ေျပာင္းေပးတာက အဓိကေပါ့။ ႏိႈင္းယွဥ္မယ္ဆိုရင္ သတၱဳေတြဟာ အပူကူးေကာင္းၾကတယ္။
(ျမန္ျမန္ပူတယ္လို႔ ေျပာတာ) သတၱဳမဟုတ္တဲ့ေကာင္ေတြက အပူကူးညံ့တယ္။ ျမန္ျမန္ မပူဘူးေပါ့။ ဒါေပမဲ့
သတၱဳမဟုတ္တဲ့ေကာင္ေတာင္ အဆင့္ျမင့္ပံုေဆာင္ခဲ ျဖစ္ခဲ့ရင္ အပူကူးမႈျမင့္တယ္။ ဥပမာ - စိန္ဆိုရင္ အရမ္းျမင့္တဲ့
crystalline solid ျဖစ္လို႔ အပူကူးမႈအရမ္းေကာင္းတယ္။ (အပူကူးေကာင္းပါတယ္ဆိုတဲ့ ေငြထက္ကို ငါးဆ
ေလာက္ပိုျမင့္တယ္) အစိုင္အခဲေတြမွာပဲ ျဖစ္တာလားလို႔ေမးရင္ ဓာတ္ေငြ႔ေတြ၊ အရည္ေတြမွာပါ ဒီနည္းလမ္းနဲ႔
အပူကူးေျပာင္းမႈျဖစ္တယ္၊ ဒါေပမဲ့ အရမ္းနည္းတယ္လို႔ မွတ္ထားပါ။
အဲလို ကူးေျပာင္းတဲ့အခါ အပူကူးေျပာင္းတဲ့ႏႈန္းဟာ အပူခ်ိန္ျခားနားခ်က္၊ တက္စပ္မ်က္ႏွာျပင္နဲ႔ တိုက္႐ိုက္
အခ်ိဳးက်ၿပီးေတာ့ (အပူလြႊဲေျပာင္းယူရမယ့္) အရာဝတၳဳရဲ႕အထူ (အပူကူးရမယ့္အလ်ား)နဲ႔ ေျပာင္းျပန္အခ်ိဳးက်တယ္။
equation အေနနဲ႔ ၾကည့္ရင္ -
H = κA T2 - T1 / L (OR) H = κA Δ T / L
ဆိုပါစို႔ ။ အခန္းတစ္ခုကို အလူမီနီယံျပားနဲ႔ ကာထားတယ္ဆိုပါစို႔။ အခန္းအျပင္ဖက္က အပူခ်ိန္ျမင့္တယ္၊ အခန္းတြင္းက အပူခ်ိန္က နိမ့္တယ္ဆိုပါစို႔။ ဒါဆို အျပင္ကအပူေတြက (အလူမီနီယံျပားကို ျဖတ္ၿပီး) အတြင္းကို ေရာက္လာမယ္။ အဲဒီ့ေရာက္လာမယ့္ အပူကူးႏႈန္းဟာ အတြင္းနဲ႔အျပင္ အပူခ်ိန္ကြာဟခ်က္မ်ားရင္ ပိုၿပီးျမန္ျမန္ျဖစ္မယ္။ မ ်က္ႏွာျပင္ဧရိယာႀကီးရင္ ပိုၿပီးျမန္ျမန္ျဖစ္မယ္။ ပါးရင္အပူကူႏႈန္းပိုျမန္မယ္။ ထူရင္ အပူကူးႏႈန္းပိုေႏွးမယ္။ ေအာက္ကပံုမွာၾကည့္။
အပူကူးႏႈန္းဟာဒီမ်က္ႏွာရဲ႕ထုနဲ႔ ေျပာင္းျပန္ျဖစ္တယ္။ ထူရင္း အပူကူးရမယ့္ အလ်ား႐ွည္ရင္ ႏႈန္းေႏွးမယ္။ ျမန္ျမန္မပူဘူး။ ပါးရင္၊ အလ်ားတိုရင္ တစ္ဖက္မွာ ျမန္ျမန္ပူလာမယ္။
အပူကူးတဲ့ႏႈန္းဟာ ဒီမ်က္ႏွာျပင္နဲ႔ တိုက္႐ိုက္အခ်ိဳးက်ေနတယ္။ မ်က္ႏွာျပင္ႀကီးရင္ ႏႈန္းျမန္မယ္။ (တစ္ဖက္မွာ ျမန္ျမန္နဲ႔ မ်ားမ်ားပူမယ္) မ်င္ႏွျပင္ေသးရင္ ႏႈန္းေႏွးမယ္။
ဒါဆို ေတာ္ေတာ္သေဘာေပါက္ေလာက္ပါၿပီ။ ေနာက္တစ္ခုက equation မွာပါတဲ့ κ ..။ thermal conductivity လို႔ေခၚတယ္။ အရာဝတၳဳတစ္ခုရဲ႕ အပူကူးႏိုင္စြမ္းေပါ့။ အရာဝတၳဳကြာရင္ အပူကူးႏႈန္းလည္း ကြာတယ္ဆိုတာ မင္းတို႔လည္း သတိထားမိမွာပါ။ ဥပမာ - ေငြဇြန္းနဲ႔ စတီးလ္ဇြန္း .. အပူေပးရင္ ေငြဇြန္းက ျမန္ျမန္ပူလာတာကို သတိထားမိမွာပါ။ ဒါ .. ေငြရဲ႕ အပူကူးႏိုင္စြမ္းက စတီးလ္ထက္ျမင့္လို႔ေပါ့။ တစ္နည္းအားျဖင့္ ေငြရဲ႕ κ တန္ဖိုးက စတီးလ္ရဲ႕ κ တန္ဖိုးထက္ ပိုျမင့္လို႔ေပါ့။ အခန္းတစ္ခုကို သြပ္ျပားနဲ႔ကာတာ၊ ဝါးနဲ႔ကာတာ၊ အဝတ္နဲ႔ကာတာ .. အပူခ်ိန္ကြာေၾကာင္း သိသာပါတယ္။ ဟုတ္လား။ ဘာျဖစ္လို႔လဲ .. သူတို႔ရဲ႕ κ တန္ဖိုးေတြ မတူလို႔ေပါ့။ κ တန္ဖိုးမတူေတာ့ အပူစီးကူးႏႈန္လည္း မတူေတာ့ဘူးေပါ့။
ေနာက္တစ္ခုက _______ ဆိုတဲ့ အပူခ်ိန္ျခားနားခ်က္နဲ႔ အပူကူးရမယ့္အလ်ားတို႔ရဲ႕ အခ်ိဳးအဆကို
temperature gradient လို႔ ေခၚတယ္။ အပူကူးႏႈန္းဟာ အဲဒီ temperature gradient နဲ႔ တိုက္႐ိုက္
ပတ္သက္ေနတယ္လို႔ မွတ္ထားပါ။
အပူကူးေျပာင္းတဲ့ႏႈန္း (rate of heat flow - H)ဆိုတာ ႏႈန္းျဖစ္တဲ့အတြက္ ပါဝါပဲ။ အလုပ္လုပ္တဲ့ႏႈန္း
ဆိုရင္ အလုပ္ကို ၾကာခ်ိန္နဲ႔စားတာ၊ အဲလိုပဲ အပူကူးေျပာင္းတဲ့ႏႈန္းဆိုတာ အပူပမာဏ (amount of heat - Q)ကို
ၾကာခ်ိန္ (time taken - t)နဲ႔ စားတာ။ သခၤ်ာလိုဆို -
H = Q/t
အပူကူးေျပာင္းတဲ့ႏႈန္း rate of heat flow (H)အတြက္ သိထားရမွာေတြက -
quantity = scalar quantity (အပူပမာဏကိုပဲ ေျပာတာျဖစ္လို႔ စေကလာ)
SI unit = watt (W) (စံယူနစ္က ဝပ္ျဖစ္တယ္၊ ပါဝါနဲ႔ အတူတူပဲ)
equivalent unit = joule per second (Js) (တူညီယူနစ္က ဂ်ိဴးပါစကၠန္႔ ..)
အပူပမာဏ amount of heat (Q)ရဲ႕ ယူနစ္ေတြကိုလည္း မွတ္ထားဦး၊ ေရာတတ္လို႔။
quantity = scalar quantity
SI unit = joule (J)
other units = calories (cal), kilo calories (kcal), British thermal unit (BTU)
အပူေလ်ွာက္တဲ့နည္းလမ္း (heat conduction)နဲ႔ ပတ္သတ္လို႔ မွတ္ထားရမွာက -
(၁) ဒီနည္းလမ္းဟာ အစိုင္အခဲေတြမွာပဲ အျဖစ္မ်ားတယ္။
(အက္တမ္ေတြ ေမာ္လီက်ဴးေတြက အပူကို လက္ဆင့္ကမ္းျၿပီး သယ္တဲ့နည္းလို႔ မွတ္ထား)
(၂) metal သတၱဳေတြဟာ အပူကူးႏိုင္စြမ္းျမင့္တယ္။ ေကာင္းတယ္။ (good conductor of heat)
ေျပာင္းျပန္ေျပာရရင္ အပူကာႏိုင္စြမ္းနိမ့္တယ္။ ညံ့တယ္။ (poor insulator of heat)
κ တန္ဖိုး ျမင့္တယ္။
(၃) Non-metal သတၱဳမဟုတ္တဲ့ေကာင္ေတြဟာ အပူကူးႏိုင္စြမ္းညံ့တယ္။(poor conductor of heat)
အပူခင္ႏိုင္စြမ္း ျမင့္တယ္။ ေကာင္းတယ္။ (good insulator of heat)
κ တန္ဖိုး နိမ့္တယ္။