પહેલાનાં લેખોમાં આપણે જોઈએ છીએ કે ગતિશક્તિ અને યાંત્રિક .ર્જા. આ લેખમાં આપણે malર્જાના ભાગ રૂપે થર્મલ energyર્જાનો ઉલ્લેખ કર્યો છે જે શરીરને પ્રભાવિત કરે છે અને પ્રશ્નમાં છે. ઉષ્મા ઉર્જા તે ઊર્જા છે જે શરીર બનાવે છે તે તમામ કણો ધરાવે છે. જ્યારે તાપમાન ઓસીલેટ થાય છે, ત્યારે કણોની પ્રવૃત્તિ વધે છે. આ આંતરિક ઊર્જા તાપમાન ઊંચું હોવાથી વધે છે અને ઓછું હોવાથી ઘટે છે.
હવે આપણે અસ્તિત્વમાં રહેલી વિવિધ પ્રકારની ઉર્જાઓ વિશેના અમારા જ્ઞાનને વધુ પૂર્ણ કરવા માટે આ પ્રકારની ઊર્જાનું ઊંડાણપૂર્વક વિશ્લેષણ કરવા જઈ રહ્યા છીએ. શું તમે તેના વિશે વધુ જાણવા માંગો છો? વાંચતા રહો.
થર્મલ .ર્જાની લાક્ષણિકતાઓ
થર્મલ એનર્જી એ ઊર્જા છે જે વિવિધ તાપમાને હોય તેવી સિસ્ટમો વચ્ચે ટ્રાન્સફર થાય છે. જ્યારે, ઉદાહરણ તરીકે, આપણે એવી સપાટીને સ્પર્શીએ છીએ જે બીજી કરતાં વધુ ગરમ હોય ત્યારે આપણે અનુભવીએ છીએ તે ગરમી તરીકે તે પોતાને પ્રગટ કરે છે. ઊર્જાનું આ સ્થાનાંતરણ હંમેશા ગરમ શરીરમાંથી ઠંડા શરીરમાં જાય છે. આ પ્રક્રિયામાં, જ્યાં સુધી બંને સંસ્થાઓ થર્મલ સંતુલન સુધી પહોંચે નહીં ત્યાં સુધી થર્મલ ઉર્જાનું વિતરણ કરવામાં આવે છે, એટલે કે જ્યારે બંને સમાન તાપમાને હોય છે.
થર્મલ એનર્જીની એક મહત્વની લાક્ષણિકતા એ છે કે તે પદાર્થમાં રહેલા કણોની સંખ્યા અને તેઓ જે ગતિએ આગળ વધે છે તેના પર આધાર રાખે છે. કણો જેટલી ઝડપથી આગળ વધે છે, તેટલી વધુ થર્મલ એનર્જી.
આ ઊર્જા પદાર્થની સ્થિતિમાં થતા ફેરફારો સાથે પણ સંબંધિત છે. ઉદાહરણ તરીકે, નક્કર શરીરની થર્મલ ઊર્જાને વધારીને, તે એક બિંદુ સુધી પહોંચી શકે છે જ્યાં તે પ્રવાહી બની જાય છે, અને જો તે સતત ઊર્જા મેળવવાનું ચાલુ રાખે છે, તો પ્રવાહી ગેસ બની જાય છે.
થર્મલ .ર્જાનાં ઉદાહરણો
થર્મલ ઊર્જા મેળવવાના કેટલાક ઉદાહરણો નીચે મુજબ છે:
- પ્રકૃતિ અને સૂર્ય. સૂર્ય થર્મલ ઊર્જાનો સૌથી મોટો સ્ત્રોત છે જેના વિશે આપણે જાણીએ છીએ. જે શરીર સૂર્યપ્રકાશના સંપર્કમાં આવે છે, જેમ કે પથ્થર અથવા પાણી, આ ઊર્જાને શોષી લે છે અને તેમનું તાપમાન વધે છે.
- ઉકળેલું પાણી. જ્યારે આપણે પાણીમાં ગરમીનો ઉપયોગ કરીએ છીએ, ત્યારે તેના પરમાણુઓ ઝડપથી આગળ વધવાનું શરૂ કરે છે, જ્યાં સુધી તે ઉત્કલન બિંદુ સુધી પહોંચે નહીં. તે ક્ષણે, પાણી પ્રવાહીથી વાયુમાં જઈને સ્થિતિ બદલે છે.
- ચીમની. ફાયરપ્લેસ ગરમી પેદા કરવા માટે લાકડા અને અન્ય ઇંધણને બાળે છે, જે પર્યાવરણની થર્મલ ઊર્જાને વધારે છે.
- એક્ઝોથર્મિક પ્રતિક્રિયાઓ. કારના એન્જિનમાં બળતણ અથવા બર્નિંગ ગેસોલિનની જેમ, આ પ્રતિક્રિયાઓ ગરમી છોડે છે.
- ઘર્ષણ. જ્યારે બે સપાટીઓ એકબીજા સામે ઘસવામાં આવે છે, ત્યારે ઘર્ષણ થર્મલ ઊર્જા ઉત્પન્ન કરે છે. એક ઉદાહરણ એ હશે કે જ્યારે આપણા હાથ એકબીજા સામે ઘસવાથી ગરમ થઈ જાય.
થર્મલ energyર્જા કેવી રીતે ઉત્પન્ન થાય છે?
શરીરની અંદર કણોની હિલચાલ દ્વારા થર્મલ ઉર્જા ઉત્પન્ન થાય છે. આ કણો, જેને પરમાણુ અથવા પરમાણુ કહેવાય છે, તે સતત ગતિમાં હોય છે, અને તેઓ જેટલી ઝડપથી આગળ વધે છે, તેટલી વધુ થર્મલ ઉર્જા તેઓ ધરાવે છે.
થર્મલ ઉર્જાના ઉત્પાદનમાં એક મહત્વપૂર્ણ ખ્યાલ એ છે કે આ તે ન તો સર્જાય છે કે ન તો નાશ પામે છે, તે માત્ર પરિવર્તિત થાય છે. આપણે વિવિધ પ્રક્રિયાઓ દ્વારા થર્મલ ઊર્જા પેદા કરી શકીએ છીએ, જેમ કે અશ્મિભૂત ઇંધણનું દહન, અણુ ઊર્જા, રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓ અથવા ફક્ત વિવિધ તાપમાનના શરીર વચ્ચેના સંપર્ક દ્વારા.
થર્મલ એનર્જીનો ઉપયોગ કેવી રીતે થાય છે?
આજે, થર્મલ ઊર્જાના ઘણા મહત્વપૂર્ણ ઉપયોગો છે. આપણે તેને ઊર્જાના અન્ય સ્વરૂપોમાં રૂપાંતરિત કરી શકીએ છીએ, જેમ કે વિદ્યુત ઉર્જા, અથવા તેનો સીધો ઉપયોગ ગરમી પેદા કરવા માટે કરી શકીએ છીએ. અહીં તેનો ઉપયોગ કેવી રીતે થાય છે તેના કેટલાક ઉદાહરણો છે:
- ગરમીમાં. તે બોઈલર અથવા જનરેટરનો ઉપયોગ કરીને બનાવવામાં આવે છે જે પાણીને ગરમ કરવા માટે કેટલાક બળતણને બાળે છે, જે ગરમીને ઘર અથવા મકાનના વિવિધ વિસ્તારોમાં પરિવહન કરે છે.
- આંતરિક કમ્બશન એન્જિનમાં. આવો જ કિસ્સો કારના એન્જિનનો છે, જ્યાં બળતણનું દહન થર્મલ ઊર્જા ઉત્પન્ન કરે છે જે વાહનને ખસેડવા માટે યાંત્રિક ઊર્જામાં રૂપાંતરિત થાય છે.
- પાવર પ્લાન્ટ્સમાં. થર્મલ પાવર પ્લાન્ટ્સમાં, બળતણ બાળવાથી ઉત્પન્ન થર્મલ ઊર્જાનો ઉપયોગ પાણીને ગરમ કરવા માટે થાય છે જે વીજળી ઉત્પન્ન કરે છે.
થર્મલ ઊર્જા માપન
થર્મલ ઊર્જા માપવામાં આવે છે જોલ્સ (J) ઇન્ટરનેશનલ સિસ્ટમ ઓફ યુનિટ્સ અનુસાર, જો કે તે કેલરીમાં પણ વ્યક્ત કરી શકાય છે. કેલરી એ 1 ગ્રામ પાણીના તાપમાનને 1 ડિગ્રી સેલ્સિયસ વધારવા માટે જરૂરી ઉર્જાનો જથ્થો છે. તેથી, એક કેલરી 4,184 જ્યુલ્સ બરાબર છે.
જૌલ્સ અથવા કેલરી ઉપરાંત, કેટલાક સંદર્ભોમાં અન્ય એકમોનો પણ ઉપયોગ થાય છે જેમ કે બ્રિટિશ થર્મલ યુનિટ (BTU), જે લગભગ 1.055 જ્યુલ્સની સમકક્ષ છે અને તેનો ઉપયોગ હીટિંગ અથવા કૂલિંગ સિસ્ટમ્સમાં થાય છે.
રોજિંદા જીવનમાં થર્મલ ઊર્જાના ઉદાહરણો
થર્મલ ઊર્જા ઘણી સામાન્ય ઘટનાઓ અને ઉપકરણોમાં હાજર છે. અહીં કેટલાક ઉદાહરણો છે:
- મનુષ્યો અને ગરમ લોહીવાળા પ્રાણીઓમાં. આપણે આપણા શરીરનું તાપમાન સતત જાળવી રાખીએ છીએ, જે ખોરાકને તોડતી વખતે ઉત્પન્ન થતી થર્મલ ઊર્જાનો સતત ખર્ચ સૂચવે છે.
- સૂર્યના સંપર્કમાં આવતી ધાતુઓ પર. ગરમ દિવસે, કારની ધાતુ અથવા અન્ય કોઈપણ ધાતુની સપાટી ગરમ થાય છે, જે સૂર્યની થર્મલ ઊર્જાને શોષી લે છે.
- ઘરેલું ઉપકરણોમાં. ભઠ્ઠીઓ, રેડિએટર્સ અને હીટર ચલાવવા માટે થર્મલ ઊર્જાનો ઉપયોગ કરે છે.
- લાકડા અથવા કોલસાના દહનમાં. જ્યારે આપણે કેમ્પફાયર અથવા બરબેકયુ પ્રગટાવીએ છીએ, ત્યારે ઉત્પન્ન થર્મલ ઊર્જા પર્યાવરણને ગરમ કરે છે અને ખોરાકને રાંધે છે.
ગરમી અને તાપમાન જેવા શબ્દો સાથે વારંવાર મૂંઝવણ
ઉષ્મા ઉર્જા અથવા ઉષ્મા સાથે થર્મલ ઉર્જાને ગૂંચવવું સામાન્ય છે. જો કે આ શબ્દો સંબંધિત છે, તેમનો અર્થ બરાબર એ જ નથી:
- ઉષ્મા ઉર્જા તે તેના કણોની હિલચાલને કારણે સિસ્ટમમાં સમાયેલ કુલ ઊર્જા છે.
- ગરમી તે ઊંચા તાપમાનવાળા શરીરમાંથી નીચા તાપમાનવાળા શરીરમાં થર્મલ ઊર્જાનું ટ્રાન્સફર છે.
- temperatura તે શરીરના કણોની સરેરાશ થર્મલ ઊર્જાનું માપ છે.
એ નોંધવું અગત્યનું છે કે, ગરમી અને થર્મલ ઉર્જા સંબંધિત હોવા છતાં, ગરમી એ શરીરનો આંતરિક ગુણધર્મ નથી, પરંતુ સ્થાનાંતરણ પ્રક્રિયા છે, જ્યારે થર્મલ ઊર્જા એ પદાર્થની મિલકત છે.
થર્મલ ઊર્જા સંબંધિત અન્ય ઊર્જા
ઉષ્મીય ઉર્જા ઊર્જાના અન્ય સ્વરૂપો સાથે જોડાયેલી છે, જે તેના વિવિધ કાર્યક્રમોમાં રૂપાંતરિત થવા દે છે. અહીં અમે તેમાંથી કેટલાક સંબંધોની વિગત આપીએ છીએ:
થર્મલ સોલર એનર્જી
સૌર ઉષ્મીય ઉર્જા એક પ્રકારની નવીનીકરણીય ઉર્જા છે જે સૂર્યની ઉર્જાને ગરમીમાં પરિવર્તિત કરે છે. આ પ્રકારની ઉર્જાનો સામાન્ય રીતે ઉપયોગ થાય છે પાણી ગરમ કરો ઘરોમાં અથવા સૌર થર્મલ પ્લાન્ટ દ્વારા વીજળી ઉત્પન્ન કરવી.
ભૂસ્તર energyર્જા
ઊર્જાનું આ સ્વરૂપ પૃથ્વીની અંદર સંગ્રહિત ગરમીમાંથી આવે છે. ભૂ-ઉષ્મીય ઉર્જા આ કુદરતી ઉષ્માનો લાભ લે છે જેથી વીજળી અથવા હીટિંગ સ્વચ્છ અને વધુ ટકાઉ રીતે ઉત્પન્ન થાય.
ઇલેક્ટ્રિક પાવર
થર્મલ પાવર પ્લાન્ટ્સમાં થર્મલ ઊર્જાને વિદ્યુત ઊર્જામાં રૂપાંતરિત કરી શકાય છે, જ્યાં ગરમીનો ઉપયોગ વરાળ ઉત્પન્ન કરવા અને વીજળી ઉત્પન્ન કરતી ટર્બાઇન ચલાવવા માટે થાય છે, જે અશ્મિભૂત ઇંધણ અથવા અણુ ઊર્જા પ્લાન્ટમાં સામાન્ય પ્રક્રિયા છે.
આપણા રોજિંદા જીવનમાં ઊર્જા કેવી રીતે ઉત્પન્ન થાય છે અને તેનો ઉપયોગ થાય છે તે સમજવા માટે થર્મલ ઊર્જાનો અભ્યાસ જરૂરી છે. સૂર્યની ગરમીથી લઈને આપણે રસોઈ માટે જે ઉર્જાનો ઉપયોગ કરીએ છીએ, થર્મલ ઉર્જા આપણા પર્યાવરણ અને આપણી જીવવાની રીત પર નોંધપાત્ર અસર કરે છે.