بحث في الطاقة الحرارية ودرجة الحرارة، وكذلك مقدمة لبحث في الطاقة الحرارية ودرجة الحرارة. وسنذكر أيضًا ملخصًا للطاقة الحرارية، وسنتحدث أيضًا عن طريقة نقل الطاقة الحرارية. وسنشرح أيضًا درجة الحرارة، وسنعرض أيضًا خلاصة البحث عن الطاقة الحرارية ودرجة الحرارة، وكل ذلك من خلال مقالتنا. اتبع هذا معنا.
بحث عن الطاقة الحرارية ودرجة الحرارة
عناصر الموضوع:
1- مقدمة للبحث في الطاقة الحرارية ودرجة الحرارة.
2- تلخيص الطاقة الحرارية.
3- طريقة نقل الطاقة الحرارية .
4- درجة الحرارة.
5- اختتام بحث في الطاقة الحرارية ودرجة الحرارة.
مقدمة للبحث في الطاقة الحرارية ودرجة الحرارة
الطاقة الحرارية ودرجة الحرارة موجودة في كل مكان حولنا. هي الطاقة التي تمتلكها المادة نتيجة الحركة العشوائية وغير المنتظمة لذراتها أو جزيئاتها. الإشعاع الحراري هو تحويل الطاقة من طاقة حرارية إلى طاقة مشعة عن طريق انبعاث الأشعة.
تلخيص الطاقة الحرارية
1- كيف تعمل الطاقة الحرارية :
عندما تفهم مفهوم الطاقة الحرارية والحرارة، فإنه يسهل عليك فهم كيفية عمل أنظمة التدفئة المتقدمة، وكذلك كيف يعرف المهندسون المواد الأفضل للاستخدام في الأفران والقنوات ومكونات التسخين المهمة الأخرى.
تتكون المادة من جزيئات أو ذرات، وهذه الجزيئات تتحرك (أو تهتز) باستمرار. كلما ارتفعت درجة حرارة المادة تجعل جزيئاتها تهتز بشكل أسرع، والطاقة الحرارية هي ما نسميه الطاقة التي تأتي من درجة حرارة المادة. وكلما زادت سخونة المادة، زاد اهتزاز جزيئاتها، وبالتالي زادت طاقتها الحرارية.
على سبيل المثال، يحتوي كوب من الشاي الساخن على طاقة حرارية على شكل طاقة حركية من جزيئاته المهتزة. عندما تصب بعض الحليب في الشاي الساخن، يتم نقل بعض هذه الطاقة من الشاي الساخن إلى جزيئات الحليب البارد.
ولكن ماذا يحدث بعد ذلك؟ يصبح كوب الشاي أكثر برودة لأنه فقد الطاقة الحرارية للحليب، ويتم قياس كمية الطاقة الحرارية الموجودة في الجسم بواسطة الهاتف المحمول.
2- كيفية تخزين الطاقة الحرارية :
يمكن تخزين الطاقة الحرارية واستعادتها بشكل فعال من خلال مبادئ الحرارة الكامنة، حيث يمكن أن تتم الطريقة الأخرى لتخزين وإطلاق الطاقة الحرارية من خلال مبادئ التفاعل الكيميائي.
تساعد التفاعلات الكيميائية العكسية التي تحدث بين المواد المتفاعلة العاملة أو المكونات المتفاعلة على تخزين وإطلاق الطاقة الحرارية المطلوبة.
من خلال توفير الطاقة الحرارية للأزواج الكيميائية النهائية، يمكن كسر الرابطة بين الجزيئات، ويمكن فصلها إلى مكونات تفاعلية فردية، وهذا من شأنه أن يسمح للمادة في النهاية بتخزين الطاقة الحرارية.
من ناحية أخرى، من خلال إعادة تجميع المكونات التفاعلية الفردية نفسها، يمكن استعادة الطاقة الحرارية المخزنة بشكل فعال واستخدامها لتلبية الطلب على حمل التدفئة/التبريد.
تم تطوير معظم أنظمة تخزين الطاقة الكيميائية الحرارية لبناء تطبيقات التدفئة بدلاً من تطبيقات التبريد. قد يكون هذا بسبب تطبيقات التدفئة، حيث تتوفر طاقة حرارية عالية الجودة من الإشعاع الشمسي، وهو مصدر طاقة متجدد ويمكن التقاطه بسهولة بواسطة جامعي الطاقة. الطاقة الشمسية لمزيد من الاستخدام.
وبالمثل، فإن الجمع بين نظام تخزين الطاقة الكيميائية الحرارية ونظام TES الموسمي طويل الأجل يمكن أن يكون أيضًا وسيلة مفيدة لتقليل انبعاثات الكربون وانبعاثات الغازات الدفيئة والمساهمة في الحفاظ على الاستدامة البيئية.
3- استخدامات الطاقة الحرارية :
تشمل الاستخدامات الإنتاجية للطاقة الحرارية، على سبيل المثال لا الحصر: الطهي، والتجفيف، والتدفئة، والخبز، وتسخين المياه، والتبريد، والتصنيع. هناك 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 الصلب والحديد الطاقة الحرارية لصنع الفولاذ من خام الحديد عن طريق صهر فحم الكوك أو الحجر الجيري.
تتطلب مصانع الورق كمية كبيرة من الطاقة الحرارية لتجفيف منتجاتها، حيث تستخدم الحرارة على شكل هواء ساخن وبخار، والتي يتم إنتاجها من الكهرباء، والعديد من مصانع الورق لديها توليد مشترك لاستعادة الحرارة.
تستخدم مصانع الورق المقوى الطاقة الحرارية لتجفيف منتجاتها وألواح الطباعة، والعديد من مصانع الورق لديها توليد مشترك لاسترداد الحرارة، ومصيدة البخار تلتقط الطاقة الحرارية وتعيد تدويرها لتحقيق الكفاءة.
تستخدم الصناعات الغاز الطبيعي والكهرباء والنفط والفحم لإنتاج الطاقة الحرارية المستخدمة في العمليات الصناعية.
طريقة نقل الطاقة الحرارية
1- التوصيل (بالإنجليزية: Conduction):
تنتقل الطاقة الحرارية بهذه الطريقة من خلال اصطدام جسمين مختلفين، فتنتقل الحرارة من الجسم الأكثر سخونة الذي يحتوي على طاقة حرارية عالية إلى الجسم الأكثر برودة، فيحدث تبادل للطاقة الحرارية والطاقة الحركية، حيث تحتوي الأجسام على ذرات، الجزيئات والأيونات التي تتحرك بشكل دائم مثل السوائل. والغازات، أو قد تهتز لأنها تعتبر مرتبطة كالجسم الصلب، وتبقى بينها للحصول على حرارة متجانسة، ومثال على ذلك الماء والوعاء، فالماء الساخن يحتوي على جزيئات لها أكبر كمية من الطاقة الحركية لأنها سائلة. وتصطدم هذه الجزيئات بالجزيئات المعدنية وتنتقل الطاقة من الماء إلى الوعاء لتصبح متساوية في درجة الحرارة، كما أن المعدن سريع في التقاط الحرارة.
2- الحمل الحراري :
عملية الحمل الحراري هي عملية نقل الحرارة من مادة إلى أخرى من خلال حركة الموائع، وهي ضرورية لنقل الحرارة في الموائع، حيث يحمل المائع المتحرك معه طاقة، والتي تعتمد على فرق الكثافة بين المادتين. الهيئات. تكون السوائل الباردة أعلى كثافة، بينما تكون السوائل الساخنة أقل كثافة، مما يؤدي إلى ارتفاع الجزيئات الأقل كثافة إلى الأعلى عند تسخينها، وبالتالي إنتاج تيارات الحمل الحراري.
3- الإشعاع:
تتميز طريقة نقل الحرارة بالإشعاع بأنها لا تحتاج إلى اتصال بين جسمين مختلفين، لأن الحرارة تنتقل من مصدر توليدها إلى المصدر المحيط بها، حيث تنتقل الطاقة الحرارية على شكل كهرومغناطيسية موجاتها إلى المكان المحيط بها، حيث أن مصدر الحرارة التي تصل إلى الأرض هو الأشعة القادمة من الشمس. وهذا نتيجة الموجات الكهرومغناطيسية التي تنتقل من الشمس إلى الأرض.
درجة حرارة
درجة الحرارة هي مؤشر لكمية الطاقة الحرارية التي يخزنها الجسم. كما أنه مؤشر على مدى حركة ذراته، إذ من الممكن رياضيا إيجاد معادلة تربط بين الطاقة الحركية لجزيئات أو ذرات الجسم ودرجة حرارته. هناك العديد من الوحدات لقياس درجة الحرارة، مثل الكلفن والسلسيوس. درجة الحرارة هي مقياس لمدى سخونة أو برودة الجسم، وهي تحدد تلقائيًا اتجاه انتقال الحرارة. ومع ذلك، فمن الممكن استنفاد العمل لتحريكه في الاتجاه المعاكس.
اختتام بحث عن الطاقة الحرارية ودرجة الحرارة
تعتبر الطاقة الحرارية ومصادرها سواء كانت مصادر متجددة مثل الشمس أو مصادر غير متجددة مثل النفط جزءا هاما من حياة الكائنات الحية سواء الإنسان أو الحيوان أو النبات. لا يمر يوم دون أن يحتاج الإنسان إلى الطاقة الحرارية للقيام بأعماله اليومية، وهذا ما يجعلنا نفكر أكثر في اتباع طرق ترشيد استخدام الطاقة. الطاقة الحرارية في حياتنا، وخاصة الطاقة التي نحصل عليها من مصادر غير متجددة، تضمن استمراريتها لنا ولذريتنا من بعدنا.