مضخة تمعجية

معامل الأداء (COP) هو نسبة لا أبعاد لها تقيس كفاءة المضخة الحرارية. وهي نسبة التدفئة أو التبريد المفيد المقدم إلى العمل المطلوب. بالنسبة للتدفئة، [latex]COP_{heating} = \frac{|Q_H|}{W}[/latex]، وبالنسبة للتبريد، [latex]COP_{cooling} = \frac{|Q_C|}{W}[/latex]، حيث Q هي الحرارة المنقولة و W هي مدخلات العمل. تشير قيم COP الأعلى إلى كفاءة أكبر.

اكتشف ألفريد نوبل أن النيتروجليسرين يمكن أن يكون أكثر أمانًا في التعامل معه بامتصاصه في مادة خاملة مسامية مثل الكيزلجور (تراب الدياتومي). هذا الخليط، الذي سجله براءة اختراع باسم الديناميت، حوّل السائل شديد الحساسية والخطير إلى متفجرات صلبة مستقرة لا يمكن تفجيرها بشكل موثوق إلا باستخدام غطاء تفجير، مما أحدث ثورة في التعدين والبناء والهدم.

هشاشة الهيدروجين (HE) هي عملية تصبح فيها المعادن، وخاصةً الفولاذ عالي القوة، هشة وتتكسر بعد تعرضها للهيدروجين. ينتشر الهيدروجين الذري في الشبكة المعدنية، مما يقلل من ليونتها وقدرتها على تحمل الأحمال. من الآليات الرئيسية المقترحة: إزالة التماسك المعزز بالهيدروجين (HEDE)، الذي يُضعف الروابط الذرية، واللدونة الموضعية المعززة بالهيدروجين (HELP)، التي تُسهّل حركة الخلع والانهيار الموضعي.

عملية الكلور القلوي هي طريقة صناعية للتحليل الكهربائي لمحلول كلوريد الصوديوم (NaCl)، المعروف باسم المحلول الملحي. وهي المصدر الرئيسي لإنتاج الكلور (Cl₂)، وهيدروكسيد الصوديوم (NaOH)، والهيدروجين (H₂)، وهي مواد كيميائية أساسية. تستخدم الطرق الحديثة خلية غشائية لفصل نواتج الأنود والكاثود، مما يضمن نقاءً وكفاءةً عاليتين.

الطاقة الكهرومائية المُخزَّنة بالضخ (PSH) هي نوع من تخزين الطاقة الكهرومائية، تستخدمه أنظمة الطاقة الكهربائية لموازنة الأحمال. تُخزَّن الطاقة في صورة طاقة كامنة جاذبية للمياه، تُضخ من خزان منخفض الارتفاع إلى خزان أعلى ارتفاعًا. خلال فترات ارتفاع الطلب على الكهرباء، تُستخدم المياه المُخزَّنة لتشغيل التوربينات وتوليد الكهرباء.

المبادل الحراري القوقعي والأنبوبي هو نوع شائع الاستخدام في تطبيقات الضغط العالي. يتكون من سلسلة من الأنابيب (حزمة الأنابيب) محاطة بغلاف أسطواني أكبر. يتدفق سائل واحد عبر الأنابيب، بينما يتدفق السائل الآخر فوق الأنابيب داخل الغلاف، مما يُسهّل انتقال الحرارة بين السائلين.

قوة الخضوع، أو نقطة الخضوع، هي الإجهاد الذي تبدأ عنده المادة بالتشوه اللدن. قبل نقطة الخضوع، تتشوه المادة مرنًا، ثم تعود إلى شكلها الأصلي عند زوال الإجهاد المطبق. بمجرد تجاوز نقطة الخضوع، يصبح جزء من التشوه دائمًا وغير قابل للعكس. وهي تُمثل حد السلوك المرن.

تستخدم أنظمة الطاقة الشمسية المركزة مرايا أو عدسات لتركيز مساحة كبيرة من ضوء الشمس على جهاز استقبال. يُسخّن الضوء المركز سائلًا، يُشغّل بدوره محركًا حراريًا (عادةً توربينًا بخاريًا) متصلًا بمولد طاقة كهربائية. تتناقض هذه الطريقة مع الخلايا الكهروضوئية التي تُحوّل الضوء مباشرةً إلى كهرباء. تتيح أنظمة الطاقة الشمسية المركزة تخزين الطاقة الحرارية.

التطبيق العملي لدورة أوتو هو المحرك رباعي الأشواط، الذي يُكمل دورة ترموديناميكية بأربع حركات مكبس مميزة (أشواط). وهذه الأشواط هي: ١. السحب (السحب)، حيث يُسحب خليط الهواء والوقود؛ ٢. الضغط (الضغط)، حيث يُضغط الخليط؛ ٣. الاحتراق (الدفع)، حيث يدفع الاشتعال المكبس للأسفل؛ ٤. العادم (النفخ)، حيث تُطرد الغازات المحترقة.

الإجهادان الرئيسيان، [latex]\sigma_1[/latex] و[latex]\sigma_2[/latex]، هما أقصى وأدنى إجهادين عموديين عند نقطة ما، ويحدثان على مستويات ذات إجهاد قص صفري. على دائرة موهر، تتوافق هاتان النقطتان مع النقطتين اللتين تتقاطع فيهما الدائرة مع المحور الأفقي ([latex] \sigma_n[/latex]). يساوي أقصى إجهاد قص داخل المستوى، [latex]\tau_tau_{max}[/latex]، نصف قطر الدائرة، [latex]R[/latex].

عملية هول-هيرولت هي الطريقة الصناعية الرئيسية لصهر الألومنيوم. تتضمن إذابة الألومينا (أكسيد الألومنيوم، Al₂O₃) في الكريوليت المنصهر (Na₃AlF₆) والتحليل الكهربائي لحمام الملح المنصهر. يُرسب معدن الألومنيوم عند الكاثود، بينما يتفاعل الأكسجين الناتج عن الألومينا مع أنود الكربون، مُنتجًا ثاني أكسيد الكربون. جعلت هذه العملية الألومنيوم متاحًا على نطاق واسع وبسعر مناسب.

صيغة تجريبية تصف كيف تقل السعة المتاحة للبطارية مع زيادة معدل التفريغ. وينص القانون على أن [latex]C_p = I^k t[/latex]، حيث [latex]C_p[/latex] هي السعة عند معدل تفريغ أمبير واحد، و[latex]I[/latex] هو تيار التفريغ، و[latex]TT[/latex] هو زمن التفريغ، و[latex]T[/latex] هو ثابت بيوكيرت، الخاص بنوع البطارية. وهو يقيس عدم الكفاءة في الأحمال العالية.