พลังงานความร้อน: มันคืออะไรข้อดีและข้อเสีย

พลังงานความร้อนหรือพลังงานภายในหมายถึงผลรวมของพลังงานจลน์และพลังงานศักย์ที่เกี่ยวข้องกับองค์ประกอบจุลภาคที่ประกอบเป็นสสาร

อะตอมและโมเลกุลที่ประกอบเป็นร่างมีการเคลื่อนที่แบบสุ่มของการแปล การหมุน และการสั่น การเคลื่อนไหวนี้เรียกว่าการกวนความร้อน

การเปลี่ยนแปลงพลังงานความร้อนของระบบเกิดขึ้นจากการทำงานหรือความร้อน

ตัวอย่างเช่น เมื่อเราใช้ที่สูบลมเพื่อสูบลมยางรถจักรยาน เราสังเกตว่าปั๊มจะร้อนขึ้น ในกรณีนี้ การเพิ่มขึ้นของพลังงานความร้อนเกิดจากการถ่ายเทพลังงานกล (แรงงาน)

ปกติการถ่ายเทความร้อนจะทำให้เกิดการกวนของโมเลกุลและอะตอมในร่างกายเพิ่มขึ้น สิ่งนี้ทำให้พลังงานความร้อนเพิ่มขึ้นและทำให้อุณหภูมิเพิ่มขึ้น

เมื่อวัตถุสองชิ้นที่มีอุณหภูมิต่างกันมาสัมผัสกัน การถ่ายเทพลังงานจะเกิดขึ้นระหว่างกัน เมื่อผ่านไประยะหนึ่ง ทั้งสองจะมีอุณหภูมิเท่ากัน กล่าวคือ จะถึง สมดุลความร้อน.

กองไฟ ตัวอย่างของพลังงานความร้อน

พลังงานความร้อน ความร้อนและอุณหภูมิ

แม้ว่าแนวคิดเรื่องอุณหภูมิ ความร้อน และพลังงานความร้อนจะสับสนในชีวิตประจำวัน แต่ทางร่างกายไม่ได้เป็นตัวแทนของสิ่งเดียวกัน

ความร้อนคือพลังงานในระหว่างการขนส่ง ดังนั้นจึงไม่มีเหตุผลที่จะพูดว่าร่างกายมีความร้อน อันที่จริงร่างกายมีพลังงานภายในหรือพลังงานความร้อน

อุณหภูมิเป็นตัววัดความคิดของความร้อนและความเย็น นอกจากนี้ยังเป็นคุณสมบัติที่ควบคุมการถ่ายเทความร้อนระหว่างสองร่าง

การถ่ายโอนพลังงานในรูปของความร้อนเกิดขึ้นเนื่องจากความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างร่างกายทั้งสอง มันเกิดขึ้นเองตามธรรมชาติจากร่างกายด้วยอุณหภูมิสูงสุดถึงอุณหภูมิต่ำสุด

มีสามวิธีในการ กระจายความร้อน: การนำ การพาความร้อน และการฉายรังสี

ที่ ขับรถพลังงานความร้อนถูกส่งผ่านการกวนของโมเลกุล ที่ การพาความร้อน พลังงานแพร่กระจายผ่านการเคลื่อนที่ของของไหลที่ให้ความร้อน เนื่องจากความหนาแน่นแปรผันตามอุณหภูมิ

อยู่แล้วใน การฉายรังสีความร้อน, การส่งสัญญาณเกิดขึ้นผ่านคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

หากต้องการเรียนรู้เพิ่มเติม โปรดอ่านด้วย ความร้อนและอุณหภูมิ

สูตร

พลังงานภายในของก๊าซในอุดมคติที่เกิดจากอะตอมเพียงชนิดเดียวสามารถคำนวณได้จากสูตรต่อไปนี้:

เป็น

U: พลังงานภายใน หน่วยในระบบสากลคือจูล (J)
n: จำนวนโมลของแก๊ส
R: ค่าคงที่แก๊สอุดมคติ
T: อุณหภูมิเป็นเคลวิน (K)

ตัวอย่าง

พลังงานภายในของก๊าซสมบูรณ์ 2 โมลเป็นเท่าใด ซึ่ง ณ เวลาหนึ่งมีอุณหภูมิ 27 °C?
พิจารณา R=8.31 ​​​​J/โมล เค

ก่อนอื่นเราต้องเปลี่ยนอุณหภูมิเป็นเคลวิน ดังนั้นเราจะได้:

T = 27 + 273 = 300 K

จากนั้นเพียงแค่แทนที่ในสูตร

การใช้พลังงานความร้อน

ตั้งแต่เริ่มต้น เราได้ใช้พลังงานความร้อนจากดวงอาทิตย์ นอกจากนี้ มนุษย์พยายามสร้างอุปกรณ์ที่สามารถแปลงและเพิ่มทรัพยากรเหล่านี้ให้เป็นพลังงานที่มีประโยชน์ได้เสมอ ส่วนใหญ่ในการผลิต ไฟฟ้า และการขนส่ง

การแปลงพลังงานความร้อนเป็นพลังงานไฟฟ้าเพื่อใช้ในขนาดใหญ่นั้นดำเนินการในโรงงานเทอร์โมอิเล็กทริกและเทอร์โมนิวเคลียร์

ในโรงงานเหล่านี้ เชื้อเพลิงบางชนิดถูกใช้เพื่อให้ความร้อนแก่น้ำในหม้อต้มน้ำ ไอน้ำที่ผลิตได้จะเคลื่อนกังหันที่เชื่อมต่อกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

ใน พืชแสนสาหัสความร้อนของน้ำทำได้โดยพลังงานความร้อนที่ปล่อยออกมาจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชันของธาตุกัมมันตรังสี

แล้ว โรงไฟฟ้าพลังความร้อน, ใช้การเผาวัตถุดิบทดแทนและไม่สามารถหมุนเวียนได้เพื่อจุดประสงค์เดียวกัน

ข้อดีข้อเสีย

โดยทั่วไปแล้วโรงไฟฟ้าเทอร์โมอิเล็กทริกมีข้อได้เปรียบในการติดตั้งใกล้กับศูนย์การบริโภคซึ่งช่วยลดต้นทุนด้วยการติดตั้งเครือข่ายการจำหน่าย นอกจากนี้พวกเขาไม่ได้ขึ้นอยู่กับปัจจัยธรรมชาติในการทำงานเช่นเดียวกับพืช โรงไฟฟ้าพลังน้ำ และ ลม.

อย่างไรก็ตาม พวกเขายังเป็นผู้ผลิตก๊าซรายใหญ่เป็นอันดับสองอีกด้วย ภาวะเรือนกระจก. ผลกระทบหลักคือการปล่อยก๊าซมลพิษที่ลดคุณภาพอากาศและทำให้น้ำในแม่น้ำร้อนขึ้น

พืชประเภทนี้มีความแตกต่างกันขึ้นอยู่กับชนิดของเชื้อเพลิงที่ใช้ ในตารางด้านล่าง เราแสดงข้อดีและข้อเสียของเชื้อเพลิงหลักที่ใช้อยู่ในปัจจุบัน

ชนิดพืช	ประโยชน์	ข้อเสีย
เทอร์โมอิเล็กทริกถึง ถ่านหิน	• ผลผลิตสูง • ต้นทุนเชื้อเพลิงและการก่อสร้างต่ำ	• เป็นก๊าซที่ปล่อยก๊าซเรือนกระจกมากที่สุด • สาเหตุการปล่อยก๊าซ ฝนกรด • มลภาวะทำให้เกิดปัญหาระบบทางเดินหายใจ
เทอร์โมอิเล็กทริกถึง ก๊าซธรรมชาติ	• มลพิษในท้องถิ่นน้อยกว่าเมื่อเทียบกับถ่านหิน • ค่าก่อสร้างต่ำ	• การปล่อยก๊าซเรือนกระจกสูง • ต้นทุนเชื้อเพลิงผันผวนมาก (สัมพันธ์กับราคาน้ำมัน)
เทอร์โมอิเล็กทริกถึง ชีวมวล	• ต้นทุนเชื้อเพลิงและการก่อสร้างต่ำ • การปล่อยก๊าซเรือนกระจกต่ำ	• ความเป็นไปได้ของการตัดไม้ทำลายป่าเพื่อการเพาะปลูกพืชที่จะก่อให้เกิดชีวมวล • พิพาทพื้นที่ที่ดินกับการผลิตอาหาร
เทอร์โมนิวเคลียร์	• แทบไม่มีการปล่อยก๊าซเรือนกระจก • ผลผลิตสูง	• ค่าใช้จ่ายสูง • ผลผลิตของ ขยะกัมมันตภาพรังสี • ผลที่ตามมาของอุบัติเหตุร้ายแรงมาก

ดูด้วย:

• แหล่งพลังงาน
• แบบฝึกหัดเกี่ยวกับแหล่งพลังงาน (พร้อมเทมเพลต).