ذ.رشيــد جنـكـل يرحب بكم في موقع اشتـــوكة فيــزيك : موقــع تربــوي تعليــمي يهتم بتدريس مــادة الفيــزياء والكيـــمياء للتعليـــم الثـانــوي التأهيـــلي وكذا نشر مقـــــالات علـــمية في مجــالات مخــتلفة
Lecteur d’animations Flash au format SWF  «»   دعوة لتجديد مكتب النادي العلمي وهياكله للموسم الدراسي الحالي 2017 / 2018  «»   اليكم التقرير الذي ارسله الينا المختير الوطني للموارد الرقمية حول التجارب المنجزة بالثانوية ايت باها  «»   ألف ألف شكر لفريق الجولان ميديا على المساعدة التي يقدمها لنا ولغيرنا  «»   لائحة التلاميذ المتفوقين بالمؤسسات التعليمية بمدينة ايت باها للموسم الدراسي 2016 / 2017  «»   النسخة الثانية : الموارد الرقمية لمادة الفيزياء والكيمياء للسنة الثانية من سلك البكالوريا في برنامج تعليمي واحد  «»   وزارة التربية الوطنية تنشر أسماء مؤسسات التعليم الخصوصي المتورطة في التلاعب بنقاط المراقبة المستمرة  «»   جميع انشطة مادة الفيزياء والكيمياء للسنة أولى بكالوريا بصيغة الوورد في ملف واحد  «»   جمعية طارق بن زياد بشراكة مع بلدية ايت باها تنظم أنشطة ثقافية متنوعة بمناسبة الذكرى العاشرة لتدشين مركز تكوين وتاهيل الشباب بايت باها  «»   بمناسبة اليوم العالمي للمدرس : ”قم للمعلم وفه التبجيلا” لأميرالشعراءأحمد_شوقي  «»   جميع انشطة مادة الفيزياء والكيمياء للجدع المشترك بصيغة الوورد في ملف واحد  «»   Comment télécharger une vidéo facebook sans logiciel ?  «»  

«

»

Aug 08 2016

الطاقة الحرارية

في هذه الايام عرف المغرب ارتفاعا واضحا في درجة الحرارة بل العالم كله حيث جاءت في التقارير العلمية ان هذه السنوات الاخيرة عرفت الكرة الارضية حرارة مفرطة لا مثيل لها وكا عام 2015  الاشد  حرارة على الاطلاق فيما كان الاخرون يرجحون عام 2016  .  ومع هذه الحرارة الزائدة بسعى كل واحد منا  البحث عن سبل وتقنيات تساعده على التكيف مع هذه الاجواء الغير المعتادة .فعلى سبيل المثال مع كل يوم حار يبحث كل واحد منا على مكان ضليل يقيه التعرض المباشر للشمس التي تعتبر المصدر الاكبر والاضخم للحرارة . واذا استظل احدنا تحت شجرة او بناء او ما شابه فانه يشعر  نوعا ما بالراحة وذلك لان الحرارة التي تصله من الشمس تقل . وينطق هذا كما نعلم على الضوء فالظل باللغة العامية هي المنطقة التي يحجب عنها الضوء . بهذه المقاربة نستطيع الى حد ما ان الحرارة تتصرف كالضوء فيمكن حجبها بمظلة او بناء او غيرها . بل نستطيع ان نقول الطاقة الحرارية والضوئية لهما مصدر ومنشا واحد وعادة ما يترافق الاثنان ( الضوء والحرارة ) حيث يشكل واحد منهما طيفا كهرمغنطيسيا فالطيف الضوئي جزء من الموجات الكهرمغناطيسية والحرارة كذلك عبارة عن امواج كهرمغنطيسية تسمى الاشعة تحت الحمراء لكن طاقة كل منهما تختلف عن الاخرى وطبيعة الشعور والاحساس تختلف كذلك. وعندما تمتص المادة الطاقة الحرارية فان جزيئتها تتذبذب في موضعها بسرعة اكبر ان كانت صلبة او تنتقل عشوائيا بسرعة اكبر ان سائلا او غازا فيما يسمى الارتجاج الحراري وخير دليل ملموس على ذلك على سبيل المثال ما نلاحظه عند تسخين الماء . ونستطيع ان نقول ان الطاقة الحرارية عند امتصاصها تحولت الى الطاقة الحركية لكن على مستوى  الجزيئات وليس على مستوى الاجسام ككل.  

بعد هذا التقديم البسيط دعونا نتحدث الان عن مصادر هذه الطاقة الحرارية  وقبل التطرق الى هذه المصادر لا بد ان نذكر بخاصية مهمة جدا ان الطاقة كيفما كانت لا تنتج وانما يتم تحويلها من طاقة الى اخرى ومن هنا نستطيع ان نقول ان تلطاقة الموجودة في هذا الكون ثابتة فقط يتم تحويلها من شكل الى اخر مثلا يتم تحويل الطاقة الحرارية الى طاقة كهربائية او طاقة ميكانيكية الى طاقة ضوئية والعكس صحيح وهكذا .

اذن يمكن الحصول على الطاقة الحرارية من اي شكل من اشكال الطاقة الاخرى  . الا ان هناك مصادر يكون فيها التحويل  الى حرارة ضعيفة كالطاقة الصوتية والضوئية و مصادر قوية يكون التحويل فيها الى حرارة كبيرا جدا . 

فمن المصادر الاولى اي المصادر الضعيفة يككننا الحصول على الطاقة الحرارية لاغراض القياس والتصوير و والدراسة مثلا كتصوير الكون بالاشعة تحت الحمراء والمنظار الليلي وقباس كل من درجة حرارة المريض درجة حرارة مياه البحر ودرجة حرارة الجو و…الخ …

اما المصادر الثانية اي المصادر القوية يمكننا الحصول على كمية وافرة من الطاقة الحرارية يمكن استخدامها في اغراض مختلفة من حياتنا اليومية  في الطهي والتدفئة في المنازل و في الصناعات المتنوعة من صهر وتشكيل المعادن الى الصناعات البلاستكية الى تكرير البترول والصناعات الغداىية …الخ وفيما بعض هذه المصادر القوية للطاقة الحرارية 

الشمس : 

تعتبر الشمس من اكبر مصادر الحرارة والضوء التي سخرها الله سبحانه وتعالى لنا ولكافة المخلوقات  لاستمرار الحياة على سطح الارض ” وهو الذي جعل القمر نورا والشمس ضياء  ” وتمد الشمس الارض والكواكب الاخرى بالحرارة حسب بعدها عنها وطبيعتها حيث يتلقى على سبيل المثال كوكبنا في كل متر مربع من سطحه في الثانية الواحدة ما يقارب 1400 جول من الطاقة الشمسية . وتتوزع هذه الطاقة على مساحات الارض واجزاءها حسب قربها من خط الاستواء الذي ينال اكبر حصة ونصيب منها . كما ان الطاقة الشمسية ضرورية لمعظم الكائنات الحية على سطح الارض لاستمرار الحياة . وفي هذا الصدد نستطيع ان نقول ان  لا وجود لهذه الكائنات بدون الشمس .  من النباتات الى الكائنات الحية الاخرى كل يمتص قدرا معينا من الطاقة الحرارية بطرق مختلفة حسب حاجياته لضمان استمرار  حياته .ويمكن نحن ايضا الاستفادة من الطاقة الشمسية من زاوية اخرى بطرق مختلفة .فالسخانات الشميية مثلا على اسطح المنازل تقوم المياه بتعرضها المباشر للشمس والخلايا الشمسية التى تحول الطاقة الشمسية الى الطاقة الكهربائية التي تستخدم غالبا في المنازل الواقعة في المنتطق النائية . الا مع التطور الهائل الذي شهده العالم مؤخرا في جميع الميادن خاصة المجال الصتاعب ادى الى ظهور ظاهرة خطيرة تتمتثل في ارتفاع درجة الحرارة على سطح الارض لذلك وضع العالم خطة واضحة تتجلى في التقليص من المصادر المسببة لهذه الظاهرة والتوجه الى الطاقات النظيفة  وتعتبر الطاقة الشمسية اولى هذه المصادر و تبنت بعض الدول هذه الاستراتيجية  وبدات في بناء وتشييد هذه المصادر ابرزها دولتنا المغرب حيث دشن الملك في الشهور السابقو اضخم محطة لتوليد الطاقة الشمسية في جنوب المغرب تدعى نور واتبعت دولة الامارات كذلك نفس النهج حيث بدات كذلك في بناء محطات كبيرة لانتاج هذه الطاقة . 

تتولد الطاقة الشمسية  داخل الشمس نتيجة تفاعلات الاندماج النووي وتجعلها مصدرا  ضخما للحرارة اذ تبلغ درجة الحرارة على سطحها حوالي 6000 درجو مىوية بينما ترتفع في باطنها الى حوالي ملايين الدرجات وترسل السمس الاشعة الكهرمغنطيسية بكل انواعها ومن ضمنها الاشعة تحت الحمراء الحرارية واشعة الصوء المرئي والاشعة فوق البنفسجية التي تقوم طبقة الازون بعكس جزء كبير منها  وتمنعها من الوصول الى سطح الارض .  كما نعلم فالاشعة فوق البنفسجية ضارة لبعض المخلوقات وضرورية لبعضها لهذا يتم السماح لقدر معين من المرور الى سطح الارض

 

 

الوقود العضوي/البترول:

يشكل البترول عصب الحياة الصناعية والحضارة الحديثة، فهو يزودنا بالطاقة بشكل فعال في كل المجالات، وعلية وعلى الفحم قامت أسس الحضارة التي نشهدها الآن. يعطي البترول لدى احتراقه كمية كبيرة من الحرارة، وتمكن طبيعته وإمكانية تحليله إلى مشتقاته المختلفة من استخدامه في الكثير من المجالات من الصناعات الثقيلة إلى المتوسطة والخفيفة، وفي المواصلات والدفاع والتدفئة والأغراض المنزلية. ويتكون البترول من مركبات عضوية من الكربون والنيتروجين والهيدروجين وعند احتراق هذه المركبات فان الطاقة الموجودة في الروابط بين ذراتها تتحرر لنستفيد منها كطاقة حرارية. وقد كان البترول هو العنصر الرئيسي في الصناعات والنقل خلال القرن الحالي بعد أن كان استخدام الفحم هو المسيطر في مجال الطاقة. ولعل بعض الدول لازالت تنتج وتستعمل الفحم الحجري إلى يومنا هذا. أما في جسم الإنسان فان الغذاء هو الوقود العضوي الذي يوفر للجسم حاجته من الطاقة. فالكربوهيدرات هي مواد عضوية يتم حرقها داخل خلايا الجسم لتمدها بالطاقة الحرارية اللازمة للقيام بالعمليات الحيوية التي تعتمد عليها العضلات والدماغ والأعصاب في عملها.

غير أن لهذا المصدر من مصادر الطاقة سلبية كبرى هي مخلفات الاحتراق التي تؤدي إلي تلوث البيئة . فمهما كانت عمليات الاحتراق نظيفة فلا بد لها من إنتاج كميات من ثاني أكسيد الكربون الذي بات يشكل تركيزه في الغلاف الجوي تهديدا لاستقرار المناخ فيما يعرف بظاهرة البيت الزجاجي حيث يمنع ثاني أكسيد الكربون خروج الحرارة الزائدة من الأرض إلى الفضاء على شكل أشعة تحت حمراء الأمر الذي يؤدي إلى ارتفاع درجات الحرارة على سطح الأرض ويهدد بانصهار كميات من جليد القطبين لترفع منسوب مياه البحار والمحيطات مما يهدد بإغراق مدن ساحلية كثيرة في العالم. كما يؤدي ارتفاع درجات الحرارة إلى تصحر وجفاف مزيد من الأراضي الزراعية وبالتالي القضاء على العديد من الكائنات الحية. مما يستوجب الحد من إطلاق ثاني أكسيد الكربون في الجو والعمل على خفض تركيزه الحال

 الطاقة النووية:

بحلول بداية القرن الحالي كانت العلاقة بين المادة والطاقة قد أصبحت في مركز اهتمام علماء الفيزياء، ووضعت نظريات عدة أدت إلى التنبؤ النظري بإمكانية تحويل المادة إلى طاقة وتحويل الطاقة إلى مادة. وبدأ العمل التجريبي لتحقيق ذلك، فتحقق التفاعل المتسلسل الذي يقوم على انشطار نواة ذرة اليورانيوم لتعطي كمية كبيرة جدا من الطاقة ولتنتج نواتين صغيرتين مجموع كتلتيهما أقل من كتلة نواة اليورانيوم مما يعني أن فرق الكتلة قد تحول إلى طاقة، هذه هي الطاقة النووية. وكان من نتائج هذه التجارب خلال الحرب العالمية الثانية أن تكثفت الجهود عند الدول العظمى لصنع القنبلة النووية والتي كان أول من استخدمها الولايات المتحدة الأمريكية ضد اليابان حيث ألقيت قنبلتان على كل من مدينتي هيروشيما وناغازاكي وكان أثر تدميرهما هائلا.

واستمر البحث بعد ذلك حتى صنعت القنبلة الهيدروجينية التي تقوم على اندماج أربع نوى هيدروجين لإنتاج نواة هيليوم وإطلاق طاقة هائلة تفوق كثيرا طاقة انشطار اليورانيوم .وهذا في الحقيقة هو التفاعل الذي يحدث داخل الشمس.

 reactors

وبعد ذلك اتجهت جهود العلماء إلى الاستخدامات السلمية للطاقة النووية، فأنشئت المفاعلات النووية التي تزودنا بكميات كبيرة من الحرارة لكنها مصممة بحيث يتم التحكم بها بحيث لا تؤدي إلى انفجار. وتستخدم هذه الحرارة في توليد البخار الذي يدير المولدات الكهربائية التي تزود الكثير من الدول كمعظم الولايات المتحدة وكندا مثلا بالكهرباء. كما تستخدم لتحلية مياه البحر ولتطبيقات أخرى مفيدة.

غير أن لهذا النوع من مصادر الحرارة أيضا سلبية كبرى هي النشاط الإشعاعي الناتج من المخلفات النووية المشعة التي تنتجها المفاعلات النووية والتي يصعب التخلص منها والتي تشكل خطرا كبيرا على الكائنات الحية لا ينتهي قبل مرور آلاف وربما ملايين السنين. فضلا عن الحوادث التي قد تقع نتيجة التقصير والإهمال كما حدث في كارثة انفجار مفاعل تشيرنوبل في أوكرانيا عام 1986.

الطاقة الجوفية :

 volcano

عندما يثور بركان نلاحظ أنة يقذف في الجو حمما ساخنة جدا قوامها الصخر المنصهر ودرجة حرارتها عالية جدا وتسيل هذه الحمم على جوانب الفوهة البركانية لتسبب احتراقا وموتا لكل الكائنات المحيطة بها. وهذا دليل على أن باطن الأرض يحوي من الحمم والصهير الكثير مما يمكن أن يكون مصدرا جيدا للحرارة لو أمكن تطويعه واستخدامه لمنفعة البشر. ومن الظواهر التي تساعد في ذلك ما يسمى الفوارات الساخنة، وهي ينابيع مياه ساخنة تقع في مناطق الصدوع

hotspring

 

الأرضية حيث تتسرب المياه الجوفية عبر الصدوع الأرضية والشقوق إلى أعماق كبيرة بحيث تلامس مناطق شديدة السخونة فتسخن وتصعد إلى أعلى فوارة وبقوة، نافثة بخار الماء. وبعض هذه الينابيع يثور ويهمد عدة مرات في الساعة وبعضها يتدفق باستمرار وبشكل انسيابي حاملا معه المعادن المذابة من طبقات الصخور العميقة. ويقصد الناس هذا النوع من الينابيع للاستشفاء والاستمتاع بحمامات ساخنة من المياه الطبيعية. غير أن هناك مشاريع تقوم على استغلال حرارة المياه المنطلقة من الأرض في توليد الكهرباء.

 

لم اتمم الموضوع بعد 

مواضيع مشابهة :

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

 

WP Facebook Like Send & Open Graph Meta powered by TutsKid.com.


Hit Counter provided by orange county property management
نرحــب بكل ســـرور بتســـاؤلاتكم وملاحظاتكم وإقتراحــاتكم التي تصلــنا سواء في التعليــقــات او عبر البريــد الإلكتـــروني