قانون الطاقة الكهربائية
تُعرّف الطاقة الكهربائية (بالإنجليزية: Electric Energy) بأنها الطاقة الناتجة من حركة الإلكترونات من نقطة إلى نقطة أخرى، إذ تُعدّ هذه الحركة عبر وَسيطٍ ما -مثل السلك- تيارًا كهربائيًا [١] ، إذًا فهي الطاقة المنقولة بالكيلوواط/ ساعة، والوحدة الواحدة منها تساوي 1 كيلوواط بالساعة، ويندرج قانون الطاقة الكهربائية بالصيغة الفيزيائية كالآتي [٢]:
الطاقة الكهربائية= القدرة/الزمن. قانون الطاقة الحرارية - موضوع. ويجب أن تكون القدرة مقاسة بالكيلوواط، فتُقسّم على ألف، على سبيل المثال إذا كانت بالواط، ويقاس الزمن بالساعة فإذا كان الوقت بالثواني، يجب أن يُحوّل إلى ساعات عبر تقسيمه إلى 3600؛ وهو عدد الثواني بالساعة الوحدة، وتندرج وحدتها مشتقةً من الصيغة السابقة: الطاقة الكهربائية= واط/ثانية [٢]. كما وتُعرَف القدرة الكهربائية بأنها معدل الطاقة الكهربائية اللازمة لتحويل الطاقة الكهربائية في مدة زمن معينة، وتقاس بوحدة جول لكل ثانية (واط)، وتتمثل فيزيائيًا بالصيغة التالية [١]:
القدرة = مقدار الفرق في فرق الجهد*التيار الكهربائي (يقاس فرق الجهد، بوحدة الفولت، والتيار الكهربائي بوحدة الأمبير). أمثلة على قانون الطاقة الكهربائية
من الأمثلة على قانون الطاقة الكهربائية ما يأتي [٣]:
مثال 1
إذا كان موصل يستخدم 220 فولت، ويحتاج إلى تيار مقدار 5 أمبير لمدة 30 دقيقة، كم مقدار الطاقة الكهربائية المطلوبة؟
المعطيات: من السؤال نستنبط المعطيات الآتية: الجهد= 220 فولت.
- قانون الطاقة الحرارية - موضوع
قانون الطاقة الحرارية - موضوع
تبادل الطاقة
عندما يتبادل نظام طاقة مع نظام آخر ، مثلا عن طريق الإشعاع أو توصيل حراري فإننا نتكلم عن "نظام مفتوح " ، أي نطام مفتوح بينه وبين الوسط الذي يحيطة ، من وجهة تبادل الطاقة. ويقول قانون انحفاظ الطاقة:" الطاقة التي تدخل في نظام مطروحا منها الطاقة التي تخرج منه هي مقدار تغير طاقة النظام. " وعن طريق دراسة تبادل الطاقة لنظام مع الوسط المحيط ، الحرارة الداخلة إليه والخارجة منه ، يمكن معرفة العمليات التي تتم داخله حتى ولو لم يمكن مشاهدتها مباشرة ( ترموديناميك). ولا يمكن قياس طاقة نظام بطريقة مباشرة: فبصرف النظر عن تأثيرات الجاذبية على النظام ، فلا يمكننا سوي قياس "التغيرات" في طاقة النظام فقط ، إذ تعتبر الطاقة الداخلية لنظام هي مجموع طاقات الجزيئات والذرات فيه ، والترابط بينها وحركتها وكذلك ما في نواة الذرة من طاقة. ولكن يهمنا مثلا في الكيمياء معرفة كمية الطاقة التي يمتصها جسم نقوم بتسخينه ، فهذه الطاقة (الحرارة) يمكننا حسابها بمعرفة الحرارة النوعية للجسم و التغير في درجة حرارته (وهذا جزء من إنثالبي الجسم أو "سخانته").
الحرارة النوعية. مقدار
التغيُّر في درجة الحرارة. كما يُمكن تحديد كمية الحرارة
التي يكتسبها أو يفقدها الجسم باستخدام قانون حفظ
الطاقة الذي ينص على أنّ: كميّة الحرارة المفقودة=كميّة
الحرارة المُكتسبة. وبالتالي فإنّ مقدار الطاقة الحراريّة
يُساوي كتلة المادة مضروبة في الحرارة النوعيّة، وفي
التغير في درجة الحرارة النهائيّة والابتدائية للمادة. الطاقة الحرارية=كتلة المادة×الحرارة النوعية×التغير
في درجة الحرارة. ملاحظات مهمّة على القانون
عندما تكتسب المادة حرارة، تزداد الطاقة الحركيّة
والاهتزازية لجزيئاتها، مما يؤدي إلى رفع درجة حرارتها،
وعند انخفاض درجة حرارة الجسم تنخفض الطاقة
الحركيّة أو الاهتزازيّة للجزيئات. الطاقة الحراريّة
هي طاقةٌ حركيّة، بحيث تكون حركةً عشوائيّةً في جُزيئات
المادة السائلة والغازيّة، وحركة اهتزازيّة في المادة
الصلبة. أثناء عملية تحول المادة، تبقى درجة حرارتها
ثابتة. في حال كانت الطاقة الحركية لجزيئات المادة
تساوي صفراً، تكون درجة حرارته عند الصفر المطلق. مقياس
درجة الحرارة بالكلفن، وبما أنّها المرجع لمقاييس درجة
الحرارة المختلفة مثل الدرجة المئوية، فدرجة الصفر
المطلق هي -16 و273 بدرجة الحرارة المئوية.