9+ أمثلة للطاقة المجانية: الاستخدامات والحقائق التفصيلية


في هذه المقالة ، سنناقش أكثر من 9 أمثلة للطاقة المجانية ، وكذلك استخدامات الطاقة المجانية.

في درجة حرارة ثابتة ، جزء الطاقة المتاح للقيام به العمل الديناميكي الحراري يُعرف باسم الطاقة الحرة. في عملية مثل هذا العمل ، تتوافق الخسارة التي لا رجعة فيها مع الطاقة المجانية.

يصف الجزء التالي أمثلة مختلفة للطاقة المجانية.

ذوبان الجليد

يحدث تجمد الماء عند 4 درجات مئوية. عندما تقوم بإزالة مكعبات الثلج من ثلاجة، ستكون درجة حرارة الثلاجة أقل من 0 درجة مئوية. بشكل عام ، ستكون درجة حرارة الغلاف الجوي حوالي 20 درجة مئوية ، أي أن درجة حرارة الجليد أقل من درجة حرارة الغلاف الجوي ؛ ومن ثم ، فإن مكعبات الثلج تتلقى الحرارة من الغلاف الجوي بدلاً من إعطائها لها. ينتج عن امتصاص الحرارة هذا ذوبان الجليد. والسبب في ذلك هو أنه عندما يتلامس جسمان مختلفان في درجة الحرارة مع بعضهما البعض ، فإن الحرارة تميل إلى الانتقال من الجسم الساخن إلى الجسم الأكثر برودة. هذه الظاهرة لا تحتاج إلى أي قوة خارجية في العمل ؛ وبالتالي ، فإنه يصور الطاقة الحرة.

دحرجة الكرة منحدر

لإحداث تغيير في الحالة الأصلية للكائن ، يجب أن تعمل قوة خارجية عليه. ومن ثم ، فإن الكرة في حالة السكون على متن الطائرة يجب أن تستخدم القوة لتحريكها وفقًا لقوانين نيوتن للحركة. بينما ، في حالة المستوى المائل ، تتدحرج الكرة لأسفل دون الحاجة إلى أي قوة لأنها تقع تحت تأثير قوة الجاذبية. وهنا لا تحتاج الظاهرة إلى قوة خارجية فاعلة. وبالتالي ، فإنه يصور الطاقة الحرة.

أمثلة مجانية للطاقة
صورة ائتمانات: صور Pixabay المجانية

الصدأ الحديد

إنه أحد أمثلة الطاقة المجانية. مزيج الأكسجين ووجود الرطوبة مسؤولان عن إنتاج الصدأ عند تعرض جسم مصنوع من الحديد أو سبيكة من الحديد له. صدأ الحديد عملية طويلة الأمد ، أي لا يمكن أن تكون فورية. يحتاج إلى فترة طويلة لتحقيقه. صدأ الحديد ليس سوى إنتاج أكاسيد الحديد بسبب الترابط بين ذرات الحديد التي تشكل الجسم وتوم الأكسجين الموجود في الغلاف الجوي ؛ وهذا بدوره يقلل من قوة الرابطة بين ذرات الحديد في الجسم.

أمثلة مجانية للطاقة
صورة ائتمانات: صور Pixabay المجانية

تشويه

إنه أحد أمثلة الطاقة المجانية. يتميز الكائن بشكل عام بحجمه وشكله. يمثل التغيير في هذا الحجم والشكل نفسه الضغط الذي يُستدل عليه أيضًا بالتشوه. قد يكون سبب حدوث تشوه كائن هو تغيير في درجة الحرارة وأيضًا تغيير في القوة المفروضة. حجم الكائن ، والمادة التي يتكون منها ، وكذلك الواجهة التي يتم تطبيقها عليه تحدد نوع التشوه الذي يتعرض له الكائن.

بشكل عام ، هناك نوعان من التشوهات. يسمى،

التشوه المرن: يشير مصطلح المرونة إلى أن العملية قابلة للعكس. يعود الجسم إلى شكله الأصلي عندما يتم إرجاع القوة المفروضة - على سبيل المثال ، شريط مطاطي عند مطه.

تدفق الكهرباء تحت المقاومة

في التدفق الكهربائي عبر كابل ، المقاومة ليست سوى مقدار القوة المعاكسة التي تعمل على تدفق التيار الكهربائي. يتأثر نقل التيار عبر الأسلاك أيضًا بالمقاومة. تتناسب المقاومة ونقل الإلكترونات عكسيًا مع بعضهما البعض ، أي أن المقاومة المنخفضة تسمح بتدفق إلكترون عالي ، وتدفق أقل للإلكترونات يتوافق مع مقاومة عالية. هذه الظاهرة لا تحتاج إلى أي قوة خارجية في العمل ؛ وبالتالي ، فإنه يصور الطاقة الحرة.

تجميد الماء تحت درجة التجمد

البيئة الباردة تجعل الأشياء في تلك البيئة تتجمد. هذا هو السبب في أنه في المناطق الأكثر برودة ، يمكننا أن نشهد العديد من الأشياء التي سيتم تجميدها. كما هو الحال تحت درجة حرارة نقطة التجمد في البيئة ، فإن ميل السائل إلى التجمد في تلك المنطقة يكون أكبر. هذا بسبب السائل يتجمد عندما تكون درجة الحرارة أقل من نقطة التجمد.

Fireworks,en

يظهر انفجار الأضواء ذات الألوان الزاهية عندما ينفجر صاروخ في بيئة محكومة. هذا الصاروخ هو نفسه يسمى الألعاب النارية. في الألعاب النارية ، يمكننا أن نرى عدة تفاعلات كيميائية تحدث في وقت واحد وبطريقة مستمرة وسريعة. يتم تعبئة المركبات الكيميائية الصلبة ووضعها داخل الألعاب النارية ، وتحترق عندما يتم تسخينها. إلى جانب الأكسجين ، فإنها تحترق وتنتج مواد كيميائية ودخان وبعض الغازات. الغازات المنبعثة هي ثاني أكسيد الكربون وأول أكسيد الكربون والنيتروجين.

حرق الخشب

يمكن أيضًا اعتبار حرق الأخشاب إحراق. مطلوب مزيج من الوقود والحرارة والأكسجين لحدوث عملية الاحتراق. يمكن استخدام الخشب أو الغاز أو الزيت كوقود. يحدث الاحتراق بسبب الطاقة المخزنة في روابط كيميائية لمتفاعل.

الجمع بين صودا الخبز والخل

كيميائيا ، صودا الخبز هي كربونات الصوديوم ، وهو مركب أساسي. في حين أن الخل عبارة عن محلول مخفف وحمض الخليك موجود فيه. وبالتالي ، فهو يمثل تفاعلًا حمضيًا قاعديًا. أثناء هذا التفاعل بين صودا الخبز والخل ، يتم إطلاق ثاني أكسيد الكربون ، والذي يستخدم في صنع بركان كيميائي. يتم أيضًا استخدام ثاني أكسيد الكربون الذي يتم إطلاقه كطفاية حريق كيميائية.

محرك مغناطيسي

لأداء عمل مفيد ، يتم تسخير الحركة الدائمة للأقطاب المغناطيسية ، والتي بدورها نتيجة الجذب والتنافر ، أي الخصائص الأساسية للمغناطيس. المحرك المغناطيسي ذو الطاقة الحرة هو جهاز يتبع هذا المبدأ.

مغنطيسية

في العديد من الأجهزة ، تعتبر المغناطيسية مصدرًا مجانيًا للطاقة ، ومحرك Adams هو أحدها. يتم تثبيت المحرك بمغناطيسات تميل إلى الانجذاب إلى النوى الحديدية الموجودة في المغناطيسات الكهربائية. تعمل هذه على تشغيل المحرك عن طريق تدوير العمود. يتم شحن البطارية عن طريق استخدام الطاقة الكهربائية التي يتم توليدها في لفات المغناطيس الكهربائي عن طريق إزاحة المغناطيس. يُقال إن المولد العادي يعمل على مبدأ الحث الكهرومغناطيسي. دولاب الموازنة والمغناطيس مثالان على مولدات الطاقة المجانية.

أجهزة الطاقة المجانية

يعتبر تدفق الطاقة بين المصادر غير المعروفة مسؤولاً عن إنتاج الطاقة في حالة أجهزة الطاقة الحرة. قليلة أمثلة على الطاقة المجانية الأجهزة هي ، المولد المائي ، عجلة المياه بالطاقة المتجددة ، مولد التوربينات بيلتون ، التوربينات الكهرومائية الصغيرة ، والتوربينات المائية. أحد المزايا الممتازة لهذا النوع من الأجهزة هو أنه لا توجد حاجة لمدخلات الطاقة. كما يتطلب صيانة أقل.

الأسئلة المتداولة | أسئلة وأجوبة

ما هي المعلمات التي يجب معرفتها عند حساب الطاقة المجانية؟

لحساب الطاقة الحرة ، نحتاج إلى معرفة بعض الخصائص الديناميكية الحرارية.

من خلال أخذ التغير في المحتوى الحراري للتفاعل ودرجة الحرارة وأيضًا من خلال معرفة الانتروبيا ، من الممكن حساب التغيير في طاقة جيبس ​​الحرة.

ماذا تقصد ببرنامج جيبس ​​للطاقة الحرة؟

يمكن تفسير طاقة جيبس ​​الحرة على النحو التالي ،

طاقة جيبس ​​(خاصية ديناميكية حرارية) ، يُشار إليها عمومًا بـ "G" ، هي وظيفة حددها ويلارد جيبس ​​، وهي مفيدة لحساب التغيرات التي تحدث في قيم الانتروبيا والمحتوى الحراري. تمثل كمية الطاقة المنتجة الحد الأقصى من العمل المنجز والذي بدوره يمثل انخفاضًا في طاقة جيبس ​​الحرة.

ما فائدة الطاقة الحرة؟

تلعب الطاقة الحرة دورًا حيويًا في دراسات الديناميكا الحرارية.

جنبًا إلى جنب مع التغيير في المحتوى الحراري والإنتروبيا ، فإن الطاقة الحرة مطلوبة أيضًا لتقرير قابلية الاستمرارية. تعتبر طاقة جيبس ​​الحرة طريقة أكثر ملاءمة للتعليق على جدوى تفاعل يأخذ تغير المحتوى الحراري والنتروبيا في الإطار. يمكننا أيضًا أن نقول إن العلاقة الموصوفة بين التغيير في المحتوى الحراري والإنتروبيا ليست سوى تغيير في طاقة جيبس ​​الحرة.

Harshitha HN

مرحبًا ..... أنا Harshitha H N. لقد أكملت درجة الماجستير في الفيزياء من جامعة ميسور بتخصص في الفيزياء النووية. أنا على دراية جيدة بمجال Latex وبرامج GAMESS وبرامج AVAGADRO. أنا أستمتع باستكشاف أشياء جديدة في وقت فراغي. تهدف مقالتي دائمًا إلى تطوير وإضفاء بعض القيمة على الطاولة مع الموضوعات ذات الصلة. دعنا نتواصل عبر LinkedIn- https://www.linkedin.com/in/harshitha-hn-368418249

آخر المقالات