مخزن أكبر مرجع عربي للمواضيع و المقالات

ابحث عن أي موضوع يهمك

ما هي استخدامات الطاقة الحرارية

بواسطة: نشر في: 13 سبتمبر، 2022
مخزن

استخدامات الطاقة الحرارية

يوجد الكثير من الاستخدامات الهامة للطاقة الحرارية، ومنها ما يلي:

التجفيف

التجفيف بالحرارة عملية تعرف بأنها تجفيف المواد الصلبة من خلال تقليل رطوبتها عبر التسخين، إذ أن الطاقة الحرارية تنتقل إلى تلك المواد سواء من خلال التسخين بالحمل الحراري، أو من خلال ملامسة الأسطح الساخنة، أو التسخين بواسطة الإشعاع.

الطهي

إن تعرض الطعام إلى التسخين يقضي على جميع الكائنات الدقيقة به، وهو ما يجعله صالح للأكل والاستهلاك، كما يسهل من عملية الهضم، إذ أنه حين يتعرض السوائل والطعام إلى كميات كبيرة من الطاقة الحرارية، فسوف تمتص جزيئاتها تلك الطاقة، وتبدأ بالاصطدام والاهتزاز ببعضها البعض، وهو ما يساعد على نضج الطعام سريعًا.

الخَبز

إن علمية الخبز تحتاج إلى درجات حرارة عالية كثيرًا مقارنةً بما يتم استخدامه بطهي الطعام، ومن ثم فإنها تحتاج إلى كميات من الوقود أكبر من التي يتم استخدامها لمعالجة الحبوب لكي تتحول إلى مخبوزات تصلح للأكل.

التبريد

يتم استخدام الطاقة الحرارية في تبريد الأطعمة، وذلك من خلال الاعتماد على المبردات الحرارية التي تحول الطاقة الحرارية لطاقة تبريد.

التدفئة

تستخدم الطاقة الحرارية التي يتم إنتاجها عبر احتراق مصادر الوقود الأحفوري مثل الغاز الطبيعي، والفحم والنفط، بمختلف مصادر التدفئة، إلى جانب غيرها من المصادر مثل الحرارية الجوفية والحرارة الشمسية.

التدخين

يعتبر التدخين أحد الطرق التي يتم استخدامها في حفظ الأطعمة المرغوب تخزينها، إذ يتم استخدام الأفران المصنعة من الطوب بتلك العملية من أجل توفير تكاليف التشغيل، والحد مما قد يتعرض العاملون إليه من مخاطر صحية.

توليد الكهرباء

تستخدم الطاقة البخارية الناتجة عن احتراق الغاز الطبيعي والنفط بتوليد الطاقة الحرارية المستخدمة بتدوير المولدات وتوليد الطاقة الكهربائية.

تعريف الطاقة الحرارية

تعرف الطاقة الحرارية بأنها أحد أنواع الطاقة التي تنتج عن حركة الجسيمات الجزيئية والذرية بالمادة، ويرجع الاكتشاف الأول للطاقة الحرارية إلى عام 1847 ميلادية، على يد عالم الرياضيات والعالم الفيزيائي الإنجليزي جيمس بريسكوت جول.

انتقال الطاقة الحرارية

يوجد ثلاث طرق تنتقل الطاقة الحرارية من خلالها من الفراغات الساخنة، الغازات، السوائل، أو الأجسام، إلى الأماكن الأكثر برودة، وهذه الطرق تأتي على النحو التالي:

الإشعاع

وهو عملية انتقال الحرارة في صورة ضوء، وقد تنتقل الحرارة عبر الضوء المرئي، أو الضوء الغير مرئي، كما ويمكن للحرارة الإشعاعية أن تمر عبر سائل أو غاز أو فراغ، حيث قد تحرك أو تعكس الإشعاع، ومن أمثلتها ضوء النار أو ضوء الشمس.

الحمل الحراري

وهو ما يحدث حين تنتقل الحرارة عن طريق حركة السوائل، وحينها سوف يبدأ الحمل الحراري فقط عند اختلاف درجة حرارة أسطح الأجسام الغازية، الصلبة، أو السائلة، وفي مثال على ذلك الماء البارد الذي يصبح ماء ساخن عند ارتفاع حرارته.

التوصيل

وهو ما يحدث حينما تمر الحرارة عن طريق المواد الصلبة لرفع درجة حرارة جميع ما وراءها، مثلما تقوم درجة الحرارة الخارجية والشمس بتسخين جسم السيارة، ومن ثم سترتفع درجة الحرارة بالسيارة من الداخل.

استخدامات الطاقة الحرارية

تدخل الطاقة الحرارية في مختلف الاستخدامات الحرارية، ومن أهم تلك الاستخدامات ما يلي:

  • يستخدم الخشب بالمواقد التقليدية من أجل توليد الطاقة الحرارية والتي يتم استخدامها بالطبخ، وفي تسخين المياه، والكثير من الاستخدامات المنزلية الأخرى.
  • تستخدم الطاقة الحرارية عبر تجميعها بالمحطات الكهروحرارية، واستخدامها في تسخين الماء، وعملية إنتاج البخار الذي يتوجه فيما بعد لمصدر واحد لكي يتم تشغيل التوربينات التي تعمل على إنتاج الكهرباء.
  • تستخدم الطاقة الحرارية في تدفئة المسابح خاصةً بفصل الشتاء.
  • تدفئة الأرضيات، وتسخين أجهزة الرادياتير المستخدم بتدفئة المنازل.
  • تستخدم بمجفف الملابس، والذي يقوم بالحصول على الطاقة الكهربائية لتحويلها إلى طاقة حرارية يتم الاعتماد عليها بتجفيف الملابس.
  • تستخدم بمصانع الحديد في عمليات صهر المواد، وإعادة تشكيلها في صورة أخرى.
  • تدخل في جميع الصناعات، كمصانع الغاز الطبيعي، والكهرباء، ومصانع الورق.

استخدامات الطاقة الشمسية الحرارية

يوجد الكثير من الاستخدامات للطاقة الحرارية ومنها:

  • عادةً ما يتم الحصول على الطاقة الشمسية الحرارية عبر استخدام أجهزة استقبال وعاكسات تركز وتجمع طاقة الشمس.
  • تزيد الأجهزة من الطاقة الطبيعية للشمس إلى أضعاف قوتها وحرارتها الطبيعية، مع زيادة بعض أنواع الأنظمة لشدتها لما يزيد عن مئة مرة عن قوتها المعتادة.
  • عادةً ما تركز تلك التقنيات طاقة الشمس على أنبوب يوجد به سائل ناقل للحرارة يتم استخدامه في تنشيط التوربينات المائية لكي يتم إنتاج الكهرباء.
  • تتضمن بعض الأنظمة على نظام تخزين يساعد في الليل على الاحتفاظ بالحرارة، وذلك حين لا يكون هناك ضوء شمس، وذلك النظام يضمن باستمرار توفير الطاقة.

مصادر الطاقة الحرارية

هناك العديد من المصادر التي يتم الحصول من خلالها على الطاقة الحرارية، ومن أهمها:

  • الشمس: حيث يمكن الحصول على الطاقة الحرارية عبر احتراق مختلف مشتقات النفط مثل البنزين، الجاز، والغاز.
  • الطاقة الجوفية: وهي ما يتم الحصول عليه من طاقة من خلال ما يوجد بباطن الأرض من مياه، والتي يتم تسخينها بسبب الارتفاع الذي يحدث في درجة حرارة الأرض عن طريق البراكين.
  • الطاقة النووية: أجرى العلماء العديد من التجارب على عنصر اليورانيوم المشع عبر تجزئة حرارته لأجزاء صغيرة، لكي يتم إنتاج الطاقة الحرارية، والتي تستخدم في إنتاج الطاقة الكهربائية.
  • الفحم الحجري: يستخدم الفحم الحجري بتشغيل الآلات والمصانع، وهو ما كان يتم اتباعه قبل اكتشاف النفط

مميزات الطاقة الحرارية الجوفية

تتواجد الطاقة الجوفية الحرارية بالقشرة الأرضية، ويوجد لها مزايا عدة من بينها:

  • متوفرة باستمرار على خلاف غيرها من أنواع الطاقة المتجددة الأخرى.
  • تعتبر من أنضف أنواع الطاقة، حيث إنها أنضف من الغاز الطبيعي.
  • لا تحتاج لوقود أحفوري في عملية إنتاجها.
  • تعتبر من أنواع الطاقة الرخيصة إلى حد ما.

المراجع

استخدامات الطاقة الحرارية

جديد المواضيع