بحث عن الطاقة الحرارية ودرجة الحرارة وكذلك مقدمة بحث عن الطاقة الحرارية ودرجة الحرارة، كما سنقوم بذكر تلخيص الطاقة الحرارية، وكذلك سنتحدث عن طريقة نقل الطّاقة الحرارية، كما سنوضح درجة الحرارة، وكذلك سنعرض خاتمة بحث عن الطاقة الحرارية ودرجة الحرارة، وكل هذا من خلال مقالنا هذا تابعوا معنا.
بحث عن الطاقة الحرارية ودرجة الحرارة
عناصر الموضوع:
1- مقدمة بحث عن الطاقة الحرارية ودرجة الحرارة.
2- تلخيص الطاقة الحرارية.
3- طريقة نقل الطّاقة الحرارية.
4- درجة الحرارة.
5- خاتمة بحث عن الطاقة الحرارية ودرجة الحرارة.
مقدمة بحث عن الطاقة الحرارية ودرجة الحرارة
الطاقة الحرارية ودرجة الحرارة توجد في كل مكان من حولنا، وهي الطاقة التي تمتلكها مادة ما بسبب الحركة العشوائية وغير المنتظمة لذراتها أو جزيئاتها، والإشعاع الحراري هو تحويل الطاقة من الطاقة الحرارية إلى الطاقة الإشعاعية عن طريق انبعاث الأشعة.
تلخيص الطاقة الحرارية
1- كيف تعمل الطاقة الحرارية:
عندما تفهم مفهوم الطاقة الحرارية والحرارة، فإنه يجعل من الأسهل بكثير فهم كيفية عمل أنظمة التدفئة المتقدمة، وكذلك، كيف يمكن للمهندسين معرفة أي المواد هي الأفضل لاستخدامها في الأفران والقنوات وغيرها مكونات التدفئة الهامة.
حيث تتكون المادة من جزيئات أو ذرات، وهذه الجزيئات تتحرك (أو تهتز) باستمرار، حيث أن ارتفاع درجة حرارة المادة يجعل الجزيئات تهتز بشكل أسرع والطاقة الحرارية هي ما نسميه الطاقة التي تأتي من درجة حرارة المادة، وكلما زادت حرارة المادة، اهتزت جزيئاتها، وبالتالي ارتفعت طاقتها الحرارية.
على سبيل المثال، يحتوي كوب الشاي الساخن على طاقة حرارية في شكل طاقة حركية من جزيئاتها الاهتزازية، عندما تصب بعض الحليب في الشاي الساخن الخاص بك، يتم نقل بعض هذه الطاقة من الشاي الساخن إلى جزيئات الحليب البارد.
ولكن ماذا يحدث بعد ذلك؟ كوب الشاي يصبح أكثر برودة لأنه فقد الطاقة الحرارية للحليب، ويتم قياس كمية الطاقة الحرارية في جسم ما عن طريق الجوال.
2- كيفية تخزين الطاقة الحرارية:
يمكن تخزين الطاقة الحرارية واسترجاعها بشكل فعال عن طريق مبادئ الحرارة الكامنة، حيث يمكن إجراء الطريقة الأخرى لتخزين وإطلاق الطاقة الحرارية من خلال مبادئ التفاعل الكيميائي.
تساعد التفاعلات الكيميائية العكسية التي تحدث بين المواد المتفاعلة العاملة أو المكونات التفاعلية على تخزين وإطلاق طاقة الحرارة المطلوبة.
عن طريق توفير الطاقة الحرارية لأزواج المواد الكيميائية النهائية، يمكن كسر الرابطة بين الجزيئات، ويمكن فصلها إلى مكونات تفاعلية فردية، وهذا من شأنه أن يسمح في نهاية المطاف للمواد بتخزين الطاقة الحرارية.
من ناحية أخرى، من خلال إعادة تجميع المكونات التفاعلية الفردية نفسها، يمكن استرداد الطاقة الحرارية المخزنة بشكل فعال واستخدامها لتلبية الطلب على حمولة التدفئة / التبريد.
ولقد تم تطوير معظم أنظمة تخزين الطاقة الحرارية الكيميائية لتطبيقات التدفئة في المباني بدلاً من تطبيقات التبريد، وقد يكون السبب في ذلك هو أنه بالنسبة لتطبيقات التدفئة، تتوفر طاقة حرارية عالية الجودة من الإشعاع الشمسي، والذي يعد مصدرًا للطاقة المتجددة ويمكن حصره بسهولة من خلال مجمعات الطاقة الشمسية لمزيد من الاستخدام.
وبالمثل، فإن الجمع بين نظام تخزين الطاقة الحرارية الكيميائية ونظام TES الموسمي طويل المدى يمكن أن يكون أيضًا طريقة مفيدة للحد من انبعاثات الكربون وانبعاثات غازات الدفيئة والمساهمة في الحفاظ على الاستدامة البيئية.
3- استخدامات الطاقة الحرارية:
تشمل الاستخدامات الإنتاجية للطاقة الحرارية على سبيل المثال لا الحصر: الطهو والتجفيف والتدفئة والخبز وتسخين المياه والتبريد والتصنيع، وتوجد تقنيات جديدة وفعالة تقلل بشكل كبير من كمية الكتلة الحيوية اللازمة للوقود، وهناك أيضًا تقنيات الطاقة الحرارية التي تستخدم الطاقة الشمسية، والتي تعتبر أنظف وأكثر استدامة.
تستخدم صناعات الفولاذ والحديد الطاقة الحرارية لتصنيع الصلب من خام الحديد عن طريق صهر فحم الكوك أو الحجر الجيري.
تتطلب مصانع الورق كمية كبيرة من الطاقة الحرارية لتجفيف منتجاتها، حيث أنها تستخدم الحرارة في أشكال الهواء الساخن والبخار، والتي يتم إنتاجها من الكهرباء، وتحتوي العديد من مصانع الورق على التوليد المشترك لاستعادة الحرارة.
تستخدم مصانع الورق المقوى الطاقة الحرارية لتجفيف منتجاتها والضغط على الألواح، وتحتوي العديد من مصانع الورق على التوليد المشترك لاستعادة الحرارة، وتقوم مصيدة البخار باحتجاز الطاقة الحرارية وإعادة تدويرها لتحقيق الكفاءة.
تستخدم الصناعات الغاز الطبيعي والكهرباء والنفط والفحم لإنتاج الطاقة الحرارية التي تستخدم في العمليات الصناعية.
طريقة نقل الطّاقة الحرارية
1- التّوصيل (بالإنجليزيّة: Conduction):
تنتقل الطّاقة الحرارية بهذه الطّريقة عن طريق تصادُم جسمين مختلفين، فتنتقل الحرارة من الجسم الأسخن الذي يحتوي على طاقة حرارية عالية إلى الجسم الأبرد، بحيث يَحدُث تبادل للطاقة الحرارية، والطّاقة الحركيّة، إذ تحتوي الأجسام على ذرّات، وجُزيئات، وأيونات، تتحرك بشكل دائم كالسّوائل، والغازات، أو قد تهتز لأنها تُعد مُقيّدة كالجسم الصّلب، ويتم حفظها في ما بينهما للحصول على حرارة مُتجانسة، ومثال على ذلك الماء والوعاء، إذ إنّ الماء الساخن يحتوي على جُزيئات تتمتع بأكبر قدر من الطاقة الحركية كونها سائلة، فتتصادم هذه الجُسيمات مع جُزيئات المَعدن وتنتقل الطاقة من الماء إلى الوعاء لتُصبح مُتساوية الحرارة، ويُعد المعدن سريع في التقاط الحرارة.
2- الحمل الحراري (بالإنجليزيّة: Convection):
تُعد عمليّة الحمل الحراري عملية نقل الحرارة من مادة إلى مادة أُخرى عن طريق حركة السوائل، وهي أساسية لنقل الحرارة في السوائل، حيث يَحمل المائع المُتحرك الطّاقة به والتي تعتمد على فرق الكثافة بين الأجسام، فالموائع الأبرد أعلى كثافةً، أما الأسخن فهي الأقل كثافةً، مما يؤدي إلى ارتفاع الجزيئات الأقل كثافة إلى الأعلى عند تسخينها، وبذلك تُنتَج تيارات حراريّة.
3- الإشعاع (بالإنجليزيّة: Radiation):
تتميز طريقة انتقال الحرارة بالإشعاع بعدم حاجتها لحدوث اتصال بين جسمين مختلفين، وذلك لأن الحرارة تنتقل من مصدر تولدها إلى المصدر المحيط بها، حيث تنتقل الطّاقة الحراريّة على شكل موجات كهرومغناطيسيّة إلى المكان المحيط بها، إذ يُعد مصدر الحرارة التي تصل الأرض هي الأشعة القادمة من الشمس، وذلك نتيجة الأمواج الكهرومغناطيسية التي تنتقل من الشمس إلى الأرض.
درجة الحرارة
درجة حرارة هي مؤشر على كمية الطاقة الحرارية التي يختزنها الجسم كما أنها مؤشر على مدى حركية ذراته حيث يمكن رياضياً إيجاد معادلة تصل بين الطاقة الحركية لجزيئات أو ذرات جسم ما ودرجة حرارته. هناك العديد من الوحدات لقياس درجة الحرارة مثل الكلفن و السيلزيوس و درجة الحرارة هي مقياس مدى سخونة جسم ما أو برودته، وهي التي تحدد اتجاه انتقال الحرارة تلقائيا، إلا أنه ممكن استنفاذ شغل لنقلها في الاتجاه المعاكس.
خاتمة بحث عن الطاقة الحرارية ودرجة الحرارة
تُعدّ الطاقة الحرارية ومصادرها سواء المصادر المتجددة كالشمس أو المصادر غير المتجددة كالنفط جزء مهم من حياة الكائنات الحية سواء البشر أو الحيوانات أو النباتات، فلا يمر يوم واحد دون أنّ يحتاج البشر لطاقة حرارية للقيام بأعمالهم اليومية، وهذا يجعلنا نُفكر أكثر في اتباع طرق لترشيد استخدام الطاقة الحرارية في حياتنا خاصة تلك الطاقة التي نحصل عليها من المصادر غير المتجددة مما يضمن ديمومتها لنا ولأحفادنا من بعدنا.
