بالنسبة للمضخات الحرارية، من أين تأتي الطاقة الزائدة؟

Thread Content

المضخة الحرارية، كما يوحي اسمها، تكون ساخنة جدًا (من الناحية المفاهيمية)، وهذا أمر معروف لدى الجميع، كما ذُكر في المقالات السابقة: “كظاهرة طبيعية، تمامًا كما يتدفق الماء من المكان المرتفع إلى المكان المنخفض، فإن الحرارة أيضًا تتدفق دائمًا من الدرجة الحرارية العالية إلى الدرجة الحرارية المنخفضة”. لكن يمكن للناس صنع آلات، تمامًا كما يتم استخدام مضخات المياه لرفع المياه من المكان المنخفض إلى المكان المرتفع، فإن مضخات الحرارة يمكن أن تستخدم لنقل الحرارة من المناطق ذات درجة الحرارة المنخفضة إلى المناطق ذات درجة الحرارة المرتفعة. لذلك، فإن المضخة الحرارية في جوهرها عبارة عن جهاز لرفع درجة الحرارة. تقوم المضخة الحرارية بسحب الحرارة من البيئة المحيطة ونقلها إلى الجسم الذي يراد تسخينه (الجسم ذو درجة الحرارة الأعلى). مبدأ عملها مشابه لمبدأ عمل الثلاجات، حيث تعمل وفقًا لدورة كارنو العكسية. في الوقت نفسه، لا تحول مضخة الحرارة الطاقة الكهربائية إلى طاقة حرارية، بل يتم استخدام كمية صغيرة من الطاقة الكهربائية فقط لرفع درجة حرارة الطاقة، ولذلك فإن مضخة الحرارة ليست آلة خالدة. عند عمل مضخة الحرارة، فإنها تستهلك جزءًا من الطاقة لاستخراج الطاقة المخزنة في الوسط المحيط، وذلك عبر نظام دوران المبرد لرفع درجة الحرارة واستغلالها. والطاقة المستهلكة من قبل جهاز مضخة الحرارة بأكمله هي جزء صغير فقط من الطاقة المنتجة، ولذلك يمكن لتقنية مضخة الحرارة أن تساعد في توفير كميات كبيرة من الطاقة عالية الجودة. ” كل هذه أمور لا مشكلة فيها، لكن لا يزال هناك أشياء يمكن تتبعها. ما أريد أن أسأل عنه هو أن ما يُسمى بـ "حرارة النقل" تأتي أيضًا من خلال عملية التبخر والتكثيف للمبرد، أي من خلال تبادل الحرارة. وبما أنه تبادل حرارة، فإذا افترضنا أن كفاءة التبادل 100%، فيجب أن تكون الطاقة الممتصة مساوية للطاقة المطلقة، تمامًا كما أن نقل البضائع يتطلب وجود مساحة كافية لتخزين تلك البضائع. على سبيل المثال، في مرحلة التبخر، لماذا يستهلك الدوران الداخلي لمادة التبريد كمية صغيرة من الطاقة الكهربائية (أي عند عمل المضخة)، ثم يكتسب القدرة على تبادل نفس كمية الطاقة مع مصدر الحرارة الخارجي؟ وكيف يمكن لهذا الدوران أن يستمر بشكل مستمر؟ ما هو الأساس الذي يقوم عليه هذا التبادل المتساوي؟ لابد أن يكون هناك سبب أعمق، يقول البعض إنه يتعلق بتغير حالة مادة التبريد، أي العلاقة بين الحرارة الظاهرية والحرارة الكامنة. هل توافق على هذا الرأي؟ هل يمكن توضيح ذلك بشكل أكثر دقة؟ وكيف يمكن إعطاء أمثلة على ذلك؟ هل يمكن تحقيق الاندماج النووي؟