مفهوم الطاقة الحرارية
تُعتبر الطاقة الحرارية (Thermal energy) واحدة من أشكال الطاقات الحركية، وتنتج عن الحركة السريعة لجزيئات المادة، مما يؤدي إلى تصادمها بسبب ارتفاع درجات الحرارة. فكلما كانت حركة الجزيئات أسرع، كانت درجة الحرارة المسجلة أعلى. ويمكن قياس هذه الدرجة إما بالدرجة المئوية أو بالفهرنهايت. ومن المهم الإشارة إلى أنه يصعب الاستفادة من الطاقة الحرارية وتحويلها إلى عمل مفيد بسهولة.
قاعدة الطاقة الحرارية
تنص قاعدة الطاقة الحرارية على أنها جزء من الطاقة الداخلية لنظام ديناميكي حراري متوازن، وترتبط ارتباطًا طرديًا مع درجة حرارته المطلقة. كما تتأثر بزيادة أو نقصان الطاقة المنقولة على شكل شغل أو حرارة، وذلك ضمن عمليات الديناميكا الحرارية. يمكن حساب مقدار انتقال الحرارة رياضيًا باستخدام المعادلة التالية: Q = m * cp (Tf-Ti)
حيث تشير (Q) إلى انتقال الحرارة، و(m) إلى الكتلة، و(cp) إلى السعة الحرارية، أما (Tf) فتدل على درجة الحرارة النهائية، و(Ti) على درجة الحرارة الابتدائية. وتُقاس الطاقة الحرارية وفق نظام الوحدات الدولي بجول (J)، وتُستخدم أحياناً وحدة حرارية بريطانية (Btu) لقياسها.
تقنيات تخزين الطاقة الحرارية
تعدّ تقنية تخزين الطاقة الحرارية وسيلة فعّالة لتخزين ونقل الطاقة الحرارية من مصادر مثل الماء أو الهواء البارد أو الجليد. تم دمج هذه التقنية مع أساليب جديدة مثل الطاقة الشمسية أو الطاقة الكهرمائية، حيث يتم توليد الطاقة الحرارية لتُستخدم لاحقاً عند الحاجة أو خلال فترات الطلب العالي. يتم ذلك من خلال إدخال الماء الساخن أو المبرد إلى الخزان، حيث تفرز المياه إلى طبقات: الماء البارد في الأسفل والماء الساخن في الأعلى. ويتم ضخ هذه المياه إلى المنشأة عند الحاجة، مما يشبه مبدأ تخزين الثلج داخل المبرد واستخدامه عند الحاجة.
فيديو حول تحويل النفايات إلى نفط
من المؤكد أنك قد سمعت عن الطاقة المتجددة، لكن هناك بعض مصادرها غير المتوقعة تمامًا، كما يظهر في هذا الفيديو: