- ما هي الطاقة الحرارية؟
- خصائص الطاقة الحرارية
- كيف يتم الحصول على الطاقة الحرارية؟
- مزايا وعيوب الطاقة الحرارية
- أمثلة على الطاقة الحرارية
- الطاقة الحرارية والطاقة الحرارية
نفسر ماهية الطاقة الحرارية وكيف يتم الحصول عليها وما هي خصائصها. أيضا ما هي الطاقة الحرارية.
ما هي الطاقة الحرارية؟
الطاقة الحرارية أو الطاقة الحرارية هي درجة طاقة داخلي موجود في نظام ديناميكي حراري في حالة توازن (جسم ، مجموعة من الجسيمات ، أ مركب، وما إلى ذلك) وهذا يتناسب مع درجة الحرارة مطلق.
بمعنى آخر ، الطاقة الحرارية هي ما يولد ال حركة داخلي وعشوائي حبيبات من الجسم (أي أنه يعادل الطاقة الحركية) ، والتي تزيد أو تنقص عن طريق نقل الطاقة ، وعادة ما تكون في شكل الحرارة او من مهنة.
درجة حرارة أ النظام وقدرتها على توليد الشغل (الحركة ، الخ) تعتمد على طاقتها الحرارية. هذا لأنه ، كما هو الحال مع جميع أشكال الطاقة ، يمكن تحويلها أو نقلها أو الحفاظ عليها إلى حد ما.
هذا يعني أن الطاقة الحرارية مسؤولة أيضًا عن حالات تجميع المادة، لأنه عند مستويات الطاقة العالية ، يكون التحريك أكبر للجزيئات المكونة لـ موضوع وفرصة أقل لمشاركة مساحة محدودة.
جزيئات أ سائل هي أكثر نشاطًا من تلك الموجودة في a صلب، وتلك الخاصة بـ غاز أكثر بكثير من السائل. لهذا السبب ، يمكننا بشكل عام تسخين (أي إدخال الطاقة الحرارية) مادة صلبة ونقلها إلى الحالة السائلة ، والاستمرار في تسخينها للوصول بها إلى الحالة الغازية.
إن فقدان أو اكتساب الطاقة الحرارية هو ما يحدد تسخين أو تبريد الجسم أو النظام. ومع ذلك ، لا ينبغي الخلط بين المفاهيم التالية:
- درجة حرارة. هو متوسط الطاقة الحركية للجسيمات في الجسم أو النظام.
- حرارة. إنه نقل الطاقة الداخلية من جسم أو نظام إلى آخر ، كنتيجة لاختلاف في درجة الحرارة.
- طاقة حرارية. إنها الطاقة الكلية للجزيئات داخل الجسم أو النظام.
خصائص الطاقة الحرارية
يمكن أن تنتقل الطاقة الحرارية من نظام إلى آخر.كما تميل جميع أنظمة الديناميكا الحرارية توازن حراري مع بيئتها ، يجب أن تكون هذه الطاقة قادرة على الانتقال من جسم إلى آخر أو من جسم إلى آخر. بيئة، ويتم ذلك من خلال ثلاث آليات أساسية:
- القيادة. يحدث نقل الطاقة من خلال الاتصال بين الأجسام ، دون تبادل المادة.
- الحمل. يحدث نقل الطاقة من خلال حركة أ مائع (سوائل أو غازات). على سبيل المثال ، إذا تم خلط سائلين ، فإن أحدهما ذو درجة حرارة أعلى سينقل الحرارة إلى الآخر ، عن طريق الحمل الحراري.
- إشعاع. يتم نقل الطاقة دون الحاجة إلى الاتصال الجسدي وعن طريق الموجات الكهرومغناطيسية. على سبيل المثال ، تنقل الشمس الطاقة الحرارية عن طريق الإشعاع.
كيف يتم الحصول على الطاقة الحرارية؟
يريحنا مشروب ساخن لأنه يدخل الطاقة الحرارية إلى نظامنا.
يمكن الحصول على الطاقة الحرارية بعدة طرق ، من خلال مصادر مختلفة توفر الحرارة. وهكذا ، على سبيل المثال ، فإن التدفئة في الشتاء هي مصدر للطاقة الحرارية التي تنبعث منها الحرارة والتي يمتصها جسمنا للتدفئة.
تأتي الحرارة الناتجة عن التسخين من تحول الطاقة الكهربائية في الطاقة الحرارية ، أي أن مصادر هذا النوع من الطاقة يمكن أن تعمل بأشكال أخرى من الطاقة. على سبيل المثال ، يمكن الحصول على الطاقة الحرارية من تفاعلات كيميائية، ولا سيما من تقليل الأكسيد أو الإحتراق.
عندما نشعل النار ، عندما نطعم الطعام ونهضمه ، أو عندما نخلط بعضنا البعض الأحماض و مؤكد المعادن، فإننا نؤدي إلى تفاعل كيميائي (أو الكيمياء الحيوية، في أجسامنا) يسمح لنا بزيادة طاقتنا الداخلية ، وبالتالي طاقتنا الحرارية.
مزايا وعيوب الطاقة الحرارية
تعد إدارة الطاقة الحرارية ميزة كبيرة لـ إنسانيةلأنه يمنحنا إمكانية التحكم في درجة حرارة أجسامنا والمساحة التي نسكنها ، ويضمن الراحة أو حتى البقاء في البيئات المناخية المعادية.
ولكن في الوقت نفسه ، يمكن أن تؤدي الطاقة الحرارية إلى سيناريوهات غير منضبطة ، حيث تؤدي الحرارة إلى تفاعلات احتراق يمكن أن تنتج الكوارثمثل الحرائق والاختناق أو التفاعلات الكيميائية غير المتوقعة.
أمثلة على الطاقة الحرارية
بعض الأمثلة على الطاقة الحرارية:
- حرارة شمس، إلى الفضاء من حوله والتي نتلقاها مع نظيره خفيفة كل يوم.
- تزيد الحرارة التي نضيفها إلى الطعام عندما نطبخ بشكل كبير طاقته الحرارية وتنتج التغيرات الكيميائية في تركيبته التي تسمح لنا بهضمه بسهولة أكبر.
- يضيف السخان طاقة حرارية إلى بيئة الغرفة ، ويمتصها جسمنا من هواء، وننظر إليها على أنها حرارة.
- عندما نشعل عود ثقاب ، نطلق a تفاعل طارد للحرارة، أي تفاعل يزيد الطاقة الحرارية للنظام ، على الأقل أثناء طقس يستغرق استهلاك الفوسفور وقتًا.
- بعض الظواهر الفيزيائية التي تولد الحرارة ، مثل احتكاك، زيادة الطاقة الحرارية للنظام.
الطاقة الحرارية والطاقة الحرارية
بشكل عام ، نتحدث عن الطاقة الحرارية والسعرات الحرارية دون مزيد من التمييز ، لأن كلا المصطلحين هما أساسًا المرادفات.