بحث عن الطاقة الحرارية

بحث عن الطاقة الحرارية وكذلك مقدمة بحث عن الطاقة الحرارية، كما سنقوم بذكر مفهوم الطاقة الحرارية، وكذلك سنتحدث عن طريقة نقل الطّاقة الحرارية، كما سنذكر أيضًا مصادر الطاقة المتجددة، وكذلك سنقدم مصادر الطاقة غير المتجددة، كما سنوضح خاتمة بحث عن الطاقة الحرارية، وكل هذا من خلال مقالنا هذا تابعوا معنا.

بحث عن الطاقة الحرارية

عناصر الموضوع:
1- مقدمة بحث عن الطاقة الحرارية.
2- مفهوم الطاقة الحرارية.
3- طريقة نقل الطّاقة الحرارية.
4- مصادر الطاقة المتجددة.
5- مصادر الطاقة غير المتجددة.
6- خاتمة بحث عن الطاقة الحرارية.

مقدمة بحث عن الطاقة الحرارية

الطاقة الحرارية هي نوع من أنواع الطاقة التي تنتج بسبب حركة الجسيمات الجزيئية والذرية داخل المادة، وقد تمّ اكتشاف طبيعة الطاقة الحرارية وتسميتها للمرة الأولى في عام 1847، من قبل عالم الرياضيات والفيزيائي الإنجليزي جيمس بريسكوت جول، وقد اكتشف جيمس أن الطاقة الحرارية تعتمد اعتماد مباشر على الطاقة الحركية، وأنّ جزيئات المادة كلما زادت حركتها ارتفعت درجة حرارتها.

مفهوم الطاقة الحرارية

تُعتبر الطاقة الحرارية (بالإنجليزية:Thermal energy) شكل من أشكال الطاقة الحركية، وتحدث نتيجة تحرّك جزيئات المادة بصورة سريعة جداً مُسبّبة تصادمها معاً بسبب ارتفاع في درجة الحرارة، إذ إنّه كلّما تحرّكت الجسيمات بشكل أسرع زادت درجة الحرارة المُسجّلة، ويُمكن قياس درجة الحرارة الناتجة بالدرجة المئوية، أو بالفهرنهايت، ويُشار إلى أنّه لا يُمكن الاستفادة من الطاقة الحرارية وتحويلها إلى عمل مُفيد بسهولة.

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.

مصادر الطاقة المتجددة

1- الطاقة الشمسية (بالإنجليزية: Solar energy):
تعتبر الشمس المصدر الرئيسي للطاقة، فهي من أهم مصادر الطاقة المتجددة وأكثرها وفرة، حيث إنَّ أشعة الشمس تنتشر في جميع بلدان العالم وبشكلٍ مستمر، إضافةً الى أنها لا تسبب أي نوع من أنواع التّلوث، ويمكن الاستفادة منها عن طريق تخزينها وتحويلها لشكل آخر من أشكال الطاقة والاستفادة منها مستقبلاً.
2- طاقة الرياح (بالإنجليزية: wind power):
في هذا النوع من الطاقة يتم الاستفادة من حركة الهواء والتي تحدث بسبب ارتفاع الهواء الساخن لأعلى وحلول الهواء البارد مكانه، فيتم استغلال حركة الرياح الناتجة حيث يتم تحويل الطاقة الحركية في الرياح الى شكل آخر من أشكال الطاقة مثل الطاقة الكهربائية عن طريق استخدام توربينات الرياح.
3- الطاقة الكهرومائية (بالإنجليزية:Hydropower):
تسمى هذه الطاقة أيضاً باسم الطاقة المائية، وهذه الطاقة كانت ولا زالت من أهم مصادر الطاقة المتجددة، ويتم توليدها من حركة الماء، حيث يتم تحويل الطاقة الحركية للماء المتدفق الى أشكالٍ أخرى للطاقة مثل الطاقة الكهربائية، وتُقام مشاريع الطاقة المائية في أماكن تواجد الماء مثل السدود والبحيرات ليتم استغلال طاقة الماء.
4- الطاقة الحرارية الأرضية (بالإنجليزية:Geothermal energy):
سبب هذا النوع من الطاقة هو الطاقة الحرارية في باطن الأرض الناتجة عن التّحلل الإشعاعي للصخور في الأعماق، وهذه الطاقة الحرارية في الأعماق تنتقل الى سطح الأرض بعد مرورها بطبقات الأرض المختلفة لتظهر بعدّة أشكال منها الينابيع الحارة، والتي يمكن الاستفادة من حرارتها في عدة أمور منها تشغيل الآلات الثقيلة.

مصادر الطاقة غير المتجددة

1- الفحم الحجري:
يُعدُّ الفحم الحجري (بالإنجليزية: Coal) أحد مصادر الطاقة غير المُتجددة، وأحد أهم مصادر الوقود الأحفوري نظراً لقابليته للاحتراق، وهو عبارة عن صخر رُسوبي بلون أسود أو بنيٍّ داكنٍ، ويتكوَّن بشكلٍ رئيسيٍّ من عنصر الكربون والمواد الهيدروكربونية،[١] ويعود أصل الفحم الحجري إلى نباتات ماتت ودُفنت في باطن الأرض، ومع مرور زمن طويل يُقدَّر بملايين السنين، وبسبب تعرضها لعوامل كالضغط والحرارة، تحوَّلت إلى ما يُعرف بالفحم الحجري، ويُستخدَم بشكلٍ رئيسيٍ لإنتاج الطاقة نظراً لتكلفته المُنخفضة، إلا أنه يعدُّ أحد أسباب ظاهرة الاحتباس الحراري؛ بسبب الغازات الدفيئة التي يُنتجها أثناء حرقه.
2- النفط الخام:
يُعد النفط الخام مادة سائلة تتكوَّن بشكلٍ أساسيٍّ من الهيدروكربونات، وهو عبارة عن بقايا نباتات وحيوانات ماتت ودُفنت في باطن الأرض منذ ملايين السنين، ويتمُّ العثور على النفط الخام (بالإنجليزية: Crude oil) في خزَّانات وأحواض مدفونة تحت الأرض، داخل الصخور الرسوبية وقريبة من سطح الأرض،[٣] ويُطلَق على النفط الخام أيضاً اسم البترول (بالإنجليزية: Petroleum)، ويَكمُن استخدامه الرئيسي في المُنتجات البترولية كالبنزين، ويُستخدَم بشكلٍ واسعٍ في صناعة البلاستيك والمطاط الصناعي، كما يدخل في صناعة بعض الأدوية.
3- الغاز الطبيعي:
يُصنَّف الغاز الطبيعي (بالإنجليزية: Natural gas) بأنه أحد مصادر الطاقة غير المتجددة، ويتكوَّن بشكلٍ أساسيٍّ من الميثان، وتتمُّ معالجته لاستخدامه كوقود، ويُمكن إيجاده عادةً بالقرب من مصادر الوقود الأحفوري الأُخرى، في حين يتميَّز عنها بإطلاقه لكمية أقل من الغازات الدفيئة عند حرقه، ويُستخدَم في النشاطات الحيوية؛ كتدفئة المنازل، والطهي، وتسخين المياه، إضافةً إلى استخدامه في محطات توليد الكهرباء.
4- الطاقة النووية:
يقوم مبدأ الطاقة النووية (بالإنجليزية: Nuclear Energy) على استخدام العنصر المشع (يورانيوم-235)؛ حيث يبدأ عند تحلّله بإطلاق كميات كبيرة من الحرارة التي يتمُّ استخدامها لتكوين البخار، ويُستخدَم هذا البخار في مولدات تعمل على توليد الكهرباء، وعلى الرغم من أنَّ الطاقة النووية تعدُّ مصدراً خالياً من الغازاتِ الدفيئة، إلا أنه من المهم تخزين اليورانيوم بشكلٍ آمنٍ نظراً لكونه مادة مُشعة وضارة بالبيئة.

خاتمة بحث عن الطاقة الحرارية

وفي نهاية نشير إلى أن الطاقة الحرارية هي من أهم أنواع الطاقة الرخيصة والتي يجب استغلالها جيدًا في شتى مجالات الحياة المختلفة، وتعتبر الطاقة الشمسية من أهم مصادر الطاقة الحرارية.