فهم الطاقة الحرارية: مفهومها، قوانينها، وتطبيقاتها

استكشاف مفهوم الطاقة الحرارية، قوانينها الفيزيائية، طرق تخزينها، وأمثلة على تطبيقاتها العملية، مع فيديو توضيحي.

جدول المحتويات

الموضوعالرابط
ما هي الطاقة الحرارية؟الفقرة الأولى
قوانين الطاقة الحراريةالفقرة الثانية
تقنيات تخزين الطاقة الحراريةالفقرة الثالثة
فيديو: استخراج النفط من النفاياتالفقرة الرابعة
المراجعالفقرة الخامسة

ما هي الطاقة الحرارية؟

تُعرّف الطاقة الحرارية بأنها شكل من أشكال الطاقة الحركية، نتيجة حركة جزيئات المادة بسرعة عالية، مما يؤدي إلى تصادمها المتكرر. كلما زادت سرعة هذه الحركة، ارتفعت درجة الحرارة. تقاس هذه الدرجة بوحدات مئوية أو فهرنهايت. من المهم الإشارة إلى أن تحويل الطاقة الحرارية إلى طاقة مفيدة عملية ليست بالبساطة دائماً.

المصادر: [1, 2]

قوانين فيزياء الطاقة الحرارية

تُعتبر الطاقة الحرارية جزءًا من الطاقة الداخلية لنظام حراري متوازن، تتناسب طرديًا مع درجة حرارته المطلقة. تتأثر هذه الطاقة بالزيادة أو النقصان عند انتقال الطاقة على شكل شغل أو حرارة، خلال عمليات الديناميكا الحرارية. يمكن حساب كمية انتقال الحرارة رياضياً بالمعادلة التالية:

Q = m * cp (Tf-Ti)

حيث (Q) يمثل انتقال الحرارة، (m) الكتلة، (cp) السعة الحرارية، (Tf) درجة الحرارة النهائية، و (Ti) درجة الحرارة الابتدائية. تقاس الطاقة الحرارية بوحدة الجول (J)، وأحياناً بوحدة حرارية بريطانية (Btu).

المصادر: [4, 5]

حفظ الطاقة الحرارية: التقنيات الحديثة

تُعد تقنيات تخزين الطاقة الحرارية من أهم التقنيات الحديثة، فهي تهدف إلى تخزين ونقل الطاقة الحرارية من مصادر متنوعة مثل الماء الساخن أو الهواء البارد أو حتى الجليد. وقد دُمجت هذه التقنية مع مصادر الطاقة المتجددة، مثل الطاقة الشمسية والمائية، لإنتاج الطاقة الحرارية واستخدامها عند الحاجة، أو خلال فترات الذروة. يتم ذلك عادةً من خلال تخزين الماء الساخن أو المُبرد في خزانات خاصة، حيث يتم فصل الماء البارد عن الساخن في طبقات، ثم سحبه عند الحاجة، مشابهًا لمبدأ عمل الثلاجة في تجميد الماء واستخدامه لاحقاً.

المصادر: [6]

فيديو: مصادر الطاقة غير المتوقعة

يوجد العديد من مصادر الطاقة غير المتوقعة، مثل ما هو موضح في هذا الفيديو (رابط الفيديو هنا – يجب إضافة رابط الفيديو الفعلي). بعض هذه المصادر تقدم حلولاً مبتكرة لإنتاج الطاقة بطرق صديقة للبيئة.

المراجع

  • [1] John Simmons,”What is Thermal Energy? – Definition & Examples”,study.com, Retrieved 28/6/2021. Edited.
  • [2] ” thermal energy”,solar schools, Retrieved 28/6/2021. Edited.
  • [3] “Thermal energy”,britannica, 10/9/2014, Retrieved 28/6/2021. Edited.
  • [4] “Thermal Energy Formula”,softschools.com, Retrieved 28/6/2021. Edited.
  • [5] Andrew Jones (11/10/2018),”A Scientific Way to Define Heat Energy”,thoughtco.com, Retrieved 28/6/2021. Edited.
  • [6] “Thermal Energy”,byjus.com, Retrieved 28/6/2021. Edited.
Total
0
Shares
المقال السابق

الطاقة: تعريفها، أشكالها، ومصادرها

المقال التالي

الطاقة الشمسية: مصدر مستدام للطاقة

مقالات مشابهة