مرحبا بك في الموسوعة العربية الشاملة

ابحث عن أي موضوع يهمك

الطاقة الحرارية الارضية ومصادرها

بواسطة:
الطاقة الحرارية الأرضية

بحث عن الطاقة الحرارية الأرضية :

  • الطاقة الحرارية الارضية تشغل جزء كبير جدا من حياتنا اليومية وعليها يعتمد الكثير من اعمالنا التي يتم انجازها بالطاقة الحرارية
  • وصلت الابحاث في ان في يومنا هذا نستطيع ان نخفف الام العظام والمفاصل والعضلات باستخدام الطاقة الحرارية
  • لا نستطيع ان يمر يومنا بدون استخدام الطاقة الحرارية في الطبخ واعداد الطعام والتدفئة وغيرها من الاعمال اليومية
  • كما انه تستخد في صورة بخار من اجل التنظيف والتعقيم وغيرها من الاعمال الكثيرة

ما هي الطاقة الحرارية الأرضية ؟

  • الطاقة الحرارية الأرضية هي الطاقة التي تأتي من الحرارة يتم توليد هذه الحرارة من خلال حركة الجسيمات الصغيرة داخل الكون وعندما تتحرك هذه الجزيئات بشكل اسرع يتم إنشاء المزيد من الحرارة.
  • او بمعنى اخرالمادة تتكون من جزيئات هذه الجزيئات تتحرك (أو تهتز) باستمرار و ارتفاع درجة حرارة المادة يجعل الجسيمات يهتز بشكل أسرع الطاقة الحرارية وبالتالي ارتفاع الطاقة الحرارية.
  • على سبيل المثال كوب من الشاي الساخن لديه الطاقة الحرارية في شكل الطاقة الحركية من جزيئات تهتز عند صب بعض الحليب في الشاي الساخن الخاص بك، يتم نقل بعض هذه الطاقة من الشاي الساخن إلى الجسيمات في الحليب البارد ماذا حدث بعد ذلك؟ كوب الشاي هو أكثر برودة لأنها فقدت الطاقة الحرارية إلى الحليب

حقائق عن الطاقة الحرارية مثيرة للاهتمام:

  • الطاقة الحرارية هي جزء من الطاقة الكلية لأي كائن.
  • ترتبط الطاقة الحرارية بدرجة حرارة الجسم.
  • الجول هو الوحدة المستخدمة لقياس الطاقة الحرارية.
  • وعلى عكس أشكال الطاقة الأخرى، يصعب تحويل الطاقة الحرارية إلى أشكال أخرى من الطاقة.
  • عندما يتم نقل الطاقة الحرارية من أو إلى كائن، يطلق عليه الحرارة.
  • من أجل تحويل الطاقة الحرارية إلى أشكال أخرى من الطاقة هناك حاجة إلى آلة مثل محرك.
  • وخلافا لأشكال أخرى من الطاقة، فإن كمية الطاقة الحرارية لا تعتمد على مقدار العمل الذي يقوم به الكائن.
  • كما يتم فقدان الحرارة من الأرض إلى الفضاء، يتم استبدال الحرارة التي جلبتها الشمس.
  • على الرغم من أنه جيمس جول لم يكن أول من استخدم مصطلح الطاقة الحرارية لكن وحدة القياس تكون على اسمه لكونه الأول لمناقشة فقدان وكسب الحرارة.
  • عند إضافة الجليد إلى مشروب دافئ، يتم نقل بعض الطاقة الحرارية من  المشروبات إلى الجليد مما يؤدي الى برودة الشراب.
  • الحرارة ودرجة الحرارة ليست هي نفسها لأن درجة الحرارة ترتبط بالاشياء كيف تكون ساخنة أو باردة.
  • يمكن نقل الطاقة الحرارية بثلاثة طرق: الحمل الحراري، التوصيل، والإشعاع.
  • الموصّلات مثل المعادن هي الاشياء التي تسمح للطاقة الحرارية للتحرك بسهولة من خلالهم.
  • العوازل مثل البلاستيك هي الأشياء التي لا تسمح للطاقة الحرارية للتنقل بسهولة من خلالهم.

الطاقة الحرارية ودرجة الحرارة:

  • الطاقة الحرارية تتناسب طرديا مع درجة الحرارة داخل نظام معين ونتيجة لهذه العلاقة بين الطاقة الحرارية و ودرجة حرارة ينطبق ما يلي: كلما كانت الجزيئات أكثر كلما زادت حركة الجزيئات داخل نظام معين، كلما زادت درجة الحرارة وزيادة الطاقة الحرارية
  • وكما تبين سابقا فإن الطاقة الحرارية لنظام يعتمد على درجة حرارة النظام الذي يعتمد على حركة جزيئات النظام ونتيجة لذلك، والمزيد من الجزيئات الموجودة وزيادة كمية الحركة داخل نظام معين مما يثير درجة الحرارة والطاقة الحرارية ولذلك عند درجة حرارة صفر درجة مئوية فان الطاقة الحرارية ضمن هذا النظام المعين هو أيضا صفر.
  • وهذا يعني أن عينة صغيرة نسبيا في درجة حرارة عالية إلى حد ما مثل كوب من الشاي في درجة حرارة الغليان يمكن أن يكون طاقة حرارية أقل من عينة أكبر مثل بركة التي هي في درجة حرارة أقل و إذا تم وضع كوب من الشاي المغلي بجانب تجمع التجميد  سوف تجمد كوب الشاي أولا لأنه يحتوي على طاقة حرارية أقل من البركة.

بعض التعريفات المهمة:

درجة الحرارة: درجة الحرارة هي متوسط ​​الطاقة الحركية داخل جسم معين ويقاس بثلاثة مقاييس للقياس (فهرنهايت، مئوية، كلفن)

الطاقة الحرارية: تعرف الطاقة الحرارية بأنها مجموع جميع الطاقات الحركية ضمن نظام معين.

الحرارة: من المهم أن نتذكر أن الحرارة الناجمة عن تدفق الطاقة الحرارية بسبب الاختلافات في درجة الحرارة (تدفقات الحرارة من الكائن في درجة حرارة أعلى ضدد درجة حرارة أقل) نقلها من خلال التوصيل / الحمل الحراري / الإشعاع.

بالإضافة إلى ذلك الطاقة الحرارية يتدفق دائما من المناطق الأكثر دفئا إلى المناطق الباردة.

الطاقة الحرارية وحالات المادة

المادة موجودة في ثلاث حالات: صلبة، سائلة، أو غازية و عندما تخضع قطعة معينة من المادة لتغيير حالتها يتم إضافة الطاقة الحرارية أو إزالتها واو تبقى درجة الحرارة ثابتة. فعندما يتم ذوبان مادة صلبة، على سبيل المثال، فإن الطاقة الحرارية هي ما يؤدي إلى انفصال الجزيئات داخل المادة الصلبة.

الحرارة: نقل الطاقة الحرارية

يمكن إعطاء الحرارة في ثلاث عمليات مختلفة: التوصيل، الحمل الحراري، أو الإشعاع.

التوصيل:

يحدث التوصيل عندما يتم نقل الطاقة الحرارية من خلال تفاعل الجزيئات الصلبة غالبا ما تحدث هذه العملية عند الطهي: يغلي الماء في وعاء معدني يؤدي إلى تحريك وعاء المعدن أيضا وعادة ما يحدث الحمل في الغازات أو السوائل (في حين أن التوصيل غالبا ما يحدث في المواد الصلبة) التي يعتمد فيها نقل الطاقة الحرارية على الاختلاف في الحرارة باستخدام مثال من وعاء الغليان من الماء

الحمل الحراري:

والحمل الحراري يحدث كما ترتفع الفقاعات إلى السطح وفي القيام بذلك نقل الحرارة من أسفل إلى أعلى.

الاشعاع:

  • الإشعاع هو نقل الطاقة الحرارية عبر الفضاء، وهو مسؤول عن أشعة الشمس التي تغذي الأرض.
  • الطاقة الحرارية هي مفهوم ينطبق في الحياة اليومية على سبيل المثال المحركات، مثل تلك الموجودة في السيارات أو القطارات، تعمل من خلال تحويل الطاقة الحرارية إلى طاقة ميكانيكية كما تقوم الثلاجات بإزالة الطاقة الحرارية من منطقة باردة إلى منطقة دافئة.
  • لا تشارك أي جزيئات في الإشعاع، على عكس التوصيل والحمل الحراري وهذا يعني أن نقل الطاقة الحرارية عن طريق الإشعاع يمكن أن تعمل حتى في الفضاء، ولكن التوصيل والحمل الحراري لا يمكن.
  • الإشعاع هو كيف يمكننا أن نشعر بحرارة الشمس، على الرغم من أنها تبعد ملايين الكيلومترات في الفضاء.
  • كاميرات الأشعة تحت الحمراء تعطي الصور حتى في الظلام، لأنها تعتمد على الحرارة، وليس الضوء المرئي.
  • على نطاق أوسع، كان البحث العلمي الأخير يهدف إلى تحويل الطاقة الشمسية إلى الطاقة الحرارية من أجل تصنيع الكهرباء. فعلى سبيل المثال، تقوم مراكز البحث العلمي مثل وكالة ناسا باستكشاف استخدامات الطاقة الحرارية وتطبيقاتها من أجل توفير إنتاج أكثر كفاءة للطاقة على سبيل المثال ففي عام 1990 أجرت وكالة ناسا بحثا مستفيضا واستكشفت إمكانيات نظام الطاقة يعمل على تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة حرارية تستخدم بعد ذلك لإنتاج الطاقة الكهربائية والحرارية ومع ذلك، فقد وجد أن تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة حرارية أسهل بكثير وأكثر قابلية للتطبيق عندما لا تكون الأنظمة في حالة توازن حراري ديناميكي بدلا من ذلك اقترح العلماء جسم متحرك أو السوائل جارية يمكن أن تسمح الطاقة لتحويلها إلى طاقة حرارية.

المراجع :