ما هو معنى تحويل الطاقة؟ تحويل الطاقة هو عملية تغيير شكل ونوع واحد من الطاقة إلى آخر. في الأنظمة، لا يمكن إجراء أي تغيير في الطاقة إلا من خلال إزالتها أو إضافتها، فالطاقة هي متغير قابل للحفظ.
يمكن استخدام الطاقة من مصادر، مثل الوقود النووي والوقود الأحفوري بشكل ملائم في أشكال أخرى، ويمكنك التعرف على المزيد من المعلومات عن ما هو مفهوم تحويل الطاقة من خلال موقع مقال.
الطاقة
يتم تعريف الطاقة عادة وببساطة على أنها تعادل القدرة على القيام بالعمل؛ الكلمة نفسها مشتقة من الطاقة اليونانية
يمكن أن ترتبط الطاقة بجسم مادي، كما هو الحال في زنبرك ملفوف أو جسم متحرك، أو يمكن أن تكون مستقلة عن المادة.
عندما يمر الضوء والإشعاع الكهرومغناطيسي الآخر عبر الفراغ، قد تكون الطاقة في النظام متاحة جزئيا فقط للاستخدام.
أبعاد الطاقة هي أبعاد العمل، وتعرف رسميا في الميكانيكا الكلاسيكية كمنتج للكتلة (م) مضروبا في مربع نسبة الطول (ل) إلى الزمن (ر): ml2 / t2.
هذا يعني أنه كلما زادت الكتلة أو المسافة التي يتم تحريكها، أو كلما قل الوقت المستغرق في تحريك الكتلة.
شاهد أيضًا: طريقة تجديد مركب الطاقة ATP
تطوير مفهوم الطاقة
- لم يتم استخدام مصطلح الطاقة كمؤشر للقدرة على العمل، إلا في وقت متأخر من تطور علم الميكانيكا في الواقع.
- يمكن أيضا تحقيق تطور في الميكانيكا الكلاسيكية دون الاحتياج لمفهوم الطاقة.
- وعلى الرغم من ذلك، تعود فكرة الطاقة إلى جاليليو على الأقل في القرن السابع عشر، إذ أدرك أن رفع الوزن باستخدام نظام بكرة يؤدي إلى ذلك.
- إذا قمنا بضرب القوة المطبقة في المسافة، التي يجب تطبيقها بها، فإن هذه القوة تظل ثابتة، على الرغم من أن أي عامل قد يختلف.
- وهي كمية متناسبة مع كتلة المنتج ومربع السرعة، في القرن السابع عشر، وفي القرن التاسع عشر، تم تطبيق مصطلح الطاقة على مفهوم vis viva.
- يعترف قانون إسحاق نيوتن الأول للحركة بالقوة كما ترتبط بتسارع الكتلة.
- من المؤكد أن للقوة التأثير المتكامل، حيث يكون لها فائدة بالطبع على الكتلة.
- هناك نوعان من تكامل تأثير القوة، التي تعمل على الكتلة التي يمكن تحديدها.
- الشيء الأول هو تجميع القوة التي تعمل على طول خط القوة، أو التجميع المكاني للقوة.
- التكامل الزمني هو تكامل القوة على مدار الوقت في الكتلة.
ما هو تحويل الطاقة
تتوفر الطاقة بأشكال متنوعة، ويمكن أن تكون لها عدد لا يحصى من التطبيقات، يمكن استخدام الطاقة لتقديم الخدمات للجمهور والتي تشمل:
- العمل الميكانيكي (تشغيل الآلة).
- تبريد.
- التدفئة / الضوء / التبريد.
للحصول على صورة أوضح، قم بتخيل كيف يقوم محرك الاحتراق بتحويل الطاقة الكيميائية المحتملة في الأكسجين أو الوقود إلى طاقة حرارية.
تحول هذه الطاقة الحرارية إلى طاقة ميكانيكية يمكن استخدامها في تسريع المركبات.
ساهم تحويل الطاقة في تطوير الصناعات المختلفة، ولا سيما صناعة السيارات، قبل السبعينيات كانت شركات تصنيع السيارات راضية عن محركات السيارات.
على الرغم من أنها صنعت بواسطتهم، إلا أن حظر النفط الذي فرض في السبعينيات أدى إلى نقص الوقود وارتفاع الأسعار.
ونتيجة لذلك، بدأت الشركات في اتخاذ إجراءات للحد من التلوث وزيادة المسافة التي يمكن قطعها بالسيارة مقابل سعر مناسب.
ويشمل ذلك استخدام تقنية تحويل الطاقة التي أصبحت واضحة الآن في محطات توليد الطاقة لتوربينات الغاز في السيارات.
أمثلة على تحويل الطاقة
الفحم في محطة الطاقة
في محطات الطاقة التي تعمل بالفحم، يتم تحويل الطاقة الكيميائية الموجودة في الفحم، من خلال سلسلة من التحولات، إلى طاقة كهربائية.
تتم إعطاء مجموعات تحويل الطاقة داخل محطة توليد الطاقة التي تعمل بالفحم. خلال عملية الاحتراق، يتم تحويل الطاقة الكيميائية في الفحم إلى طاقة حرارية.
ومن خلال الاستفادة من التبادل الحراري، يتم تحويل الطاقة الحرارية في غازات العادم إلى طاقة حرارية في شكل بخار.
ثم يتم تحويل الطاقة الحرارية إلى طاقة ميكانيكية عن طريق التوربين وتكون البخار هناك.
وأخيرا، باستخدام مولد، يتم تحويل الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية.
في السيارات التقليدية
بسبب الاحتراق، يتم تحويل الطاقة الكيميائية في الوقود إلى طاقة حركية للغاز المتمدد، ثم يتم تحويل الطاقة الحركية للغاز المتمدد إلى حركة مكبس خطي.
بعد ذلك، يتم تحويل الحركة الخطية للمكبس إلى حركة دورانية للعمود المرفقي، تتم عملية التحويل من الحركة الدورانية.
لتحويل حركة عجلات القيادة إلى حركة خطية للسيارة، يتم نقل الطاقة وتحويلها في صفقة للحفاظ على الطاقة.
اخترنا لك: دليل شركات الطاقة الشمسية في مصر وعناوينها
تحويل الطاقة في الفيزياء
الطاقة هي مفهوم مهم وكمية أساسية في وصف الفيزيائيين للطبيعة، ولا يمكن لأي شخص أن يشك في حقيقة أن الحفاظ على الطاقة عالمي.
يمكن أن تتخذ الميكانيكا أشكالا مختلفة للحفاظ على الطاقة، ولكنها تنطبق دائما على النظام بأكمله.
منذ تطور النظرية الحركية للمادة، أقر بأن الحرارة والطاقة الحرارية هما ببساطة أشكال عشوائية من الطاقة الميكانيكية.
ومع ذلك، يسود مفهوم درجة الحرارة عند وصف درجات الحرارة وتحويلات الطاقة الحرارية.
ثبتت تجارب J.P. Joule وجود معادلة دقيقة لتحويل العمل الميكانيكي إلى حرارة، وتحويل الحرارة إلى عمل يؤدي دائما إلى تدهور الطاقة الحرارية.
يتمثل في استخلاص الطاقة الحرارية من خزان بدرجة حرارة محددة وإعادة جزء من تلك الطاقة إلى خزان آخر بدرجة حرارة منخفضة.
تابع أيضًا: سلبيات وايجابيات مشروبات الطاقة
تمت إعطاء نبذة عن الطاقة وتطويرها ومفهوم تحويل الطاقة، وتم ذكر أمثلة على تحميل الطاقة بمختلف أشكالها، وكيفية استخدام الطاقة في الماضي والحاضر.
