أبحاث حول الطاقة وتحولاتها، وكذلك أشكال الطاقة وتحولاتها. كما سنقدم لمحة عامة عن الطاقة، كما سنذكر أمثلة على تحولات الطاقة. كما سنعرض أنواع الطاقة ومصادرها، وكل ذلك من خلال مقالتنا. تابعنا.
بحث في الطاقة وتحولاتها
تعتبر الطاقة موضوعا مهما نظرا لأهميتها لجميع البشر. وقد تم التركيز على الطاقة ومصادر الطاقة، خاصة بعد اكتشاف مصادر الطاقة مثل البترول والفحم.
وقد اعتمد الإنسان على مصادر الطاقة هذه، وتم اكتشاف مصادر أخرى للطاقة فيما بعد، وقد وصفت بأنها طاقة متجددة.
عندما نتحدث عن الطاقة من الناحية الفيزيائية نجد أنها تختلف عن مصطلح القوى. للقوى تفسير مختلف من الناحية الفيزيائية عن الطاقة، حتى لو كان هناك تشابه بينهما، وكلاهما يعني التأثير المتبادل للأجسام على بعضها البعض.
إذ أن هناك ظواهر تترجم على أنها قوى، وظواهر أخرى تترجم على أنها طاقة، وكل منها تترجم العلاقة بين الأجسام وبعضها البعض.
هناك أنواع مختلفة من الطاقة، منها الطاقة الكهربائية، والطاقة الحرارية، والطاقة الضوئية، وأنواع أخرى من الطاقة. ومن حيث مصادر الطاقة فهناك الطاقة المتجددة والطاقة غير المتجددة.
لقد استخدم الإنسان الطاقة منذ آلاف السنين. استخدم الإنسان الأول النار للتدفئة، ويعتبر الخشب المصدر الأول للطاقة التي يستخدمها الإنسان.
أشكال الطاقة وتحولاتها
1- الطاقة الميكانيكية :
هي الطاقة المرتبطة بالأشياء، وتنقسم إلى طاقة حركية ناتجة عن حركة الجسم، وطاقة وضع مخزنة في الجسم. نتيجة البقاء في مكان معين.
2- الطاقة الكهربائية :
وهي تنتج عن انتقال الشحنات السالبة من جانب إلى آخر، وتنقسم إلى طاقة كهربائية انتقالية وثابتة.
3- الطاقة الحرارية :
وينتج عن انتقال الحرارة من جسم إلى آخر عن طريق: الإشعاع، أو الحمل الحراري، أو الاتصال المباشر. الطاقة الكيميائية الناشئة عن إطلاق الطاقة الموجودة في الروابط الكيميائية؛ نتيجة انكسارها لتكوين روابط جديدة أثناء التفاعل الكيميائي. الطاقة النووية الناتجة عن انشطار الذرة ومكوناتها.
4- الطاقة الكهرومائية أو طاقة المد والجزر:
وينتج عن حركة الماء واصطدامه بالصخور المحيطة به ويستخدم في توليد الكهرباء.
5- الطاقة الضوئية :
وينجم عن الأجسام التي ينبعث منها الضوء، مثل الشمس.
نظرة عامة على الطاقة
يتم تعريف الطاقة على أنها القدرة أو القدرة على إنجاز العمل. لقد تم استغلال الطاقة في المجتمعات الحديثة نتيجة اكتشاف طرق تساعد على تحويلها من شكل إلى آخر للاستفادة من شكلها الجديد في إنجاز العمل. أشكال مختلفة من الطاقة للعديد من الشركات؛ مثل طهي الطعام على الموقد، وإضاءة المباني، وتحويل الماء إلى ثلج في المُجمدات، وتحريك السيارات على الطرق، وتحريك القوارب في الماء. هناك العديد من أشكال الطاقة التي تندرج تحت فئتين أساسيتين كما يلي:
– الطاقة المحتملة:
والتي تسمى أيضًا بطاقة الحالة، وهي عبارة عن طاقة مخزنة.
– الطاقة الحركية:
إنها حركة المواد المختلفة؛ مثل حركة الذرات والجزيئات والأمواج والإلكترونات وغيرها من المواد والأجسام.
أمثلة على تحولات الطاقة
1- يقوم بتحويل الطاقة الكهربائية والكهرومغناطيسية إلى طاقة ضوئية وصوتية مثل الراديو والتلفزيون.
2- تقوم بتحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة حركية مثل المروحة.
3- تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة حرارية مثل السخان.
4- يقوم بتحويل الطاقة الكيميائية الموجودة في وقود السيارات إلى طاقة حرارية وحركية.
أنواع الطاقة ومصادرها
1- الطاقة الأحفورية:
وهو مصدر الطاقة الأول والرئيسي، ويساهم بحوالي 90% من الطاقة المستخدمة اليوم. وتشمل الطاقة الأحفورية الفحم والنفط والغاز الطبيعي. يمكن تحويل الطاقة الأحفورية إلى طاقة كيميائية عن طريق الاحتراق. وله العديد من الاستخدامات نظراً لكونه طاقة مستنفدة، بالإضافة إلى أنه يسبب مشاكل التلوث. ومن الناحية البيئية، هناك بحث حثيث عن مصادر أخرى للطاقة تكون بديلة للطاقة الأحفورية.
2- الطاقة الميكانيكية :
وهي الطاقة الناتجة عن الحركة وخاصة حركة الماء والرياح. ولهذا نلاحظ إنشاء محطات توليد الكهرباء عند الشلالات والسدود والشلالات، وكذلك المناطق التي تهب فيها الرياح بقوة، لاستغلال قوة الدفع الميكانيكية لتشغيل المولدات.
3- الطاقة الشمسية :
كما ظهر نوع من الطاقة يعتمد على ضوء الشمس لتوليد الطاقة، والتي سميت فيما بعد بالطاقة النظيفة. تستخدم الطاقة الشمسية في عملية تسخين المياه، وتدفق المياه، وفي بعض الأحيان طهي الطعام. كما يمكن تحويلها إلى طاقة كهربائية من خلال ما يعرف بالخلايا الشمسية.
4- الطاقة الأرضية :
ونظراً لارتفاع درجة حرارة الأرض، يتم استخدام هذه الحرارة لأغراض التدفئة والتدفئة، خاصة في المناطق الباردة مثل أيسلندا على سبيل المثال.
5- الطاقة الحيوية :
يتم إنتاج الطاقة الحيوية عن طريق تخمير النفايات البيولوجية في حفر خاصة، حيث يتكون غاز الميثان، وهو غاز قابل للاشتعال وله استخدامات عديدة.
6- الطاقة النووية:
يتم توليد الطاقة النووية من الانشطار النووي في المفاعلات النووية. وهي الطاقة التي تستخدم لتشغيل السفن والغواصات وتوليد الطاقة الكهربائية. إلا أنها في المقابل لها عدد من السلبيات، لعل أبرزها النفايات المشعة، إضافة إلى مشاكل التخلص منها وضوابط السلامة لمنع انفجار المفاعل أو التسرب الإشعاعي.
7- غاز الهيدروجين :
وهو أحد أهم أنواع الوقود، ويُعتقد أنه ملاذ الطاقة في المستقبل. ومن أبرز مجالات الاستفادة منها هو مجال خلايا الوقود، وهي خلايا يمكنها توليد الطاقة الكهربائية دون أي مخلفات ضارة وبالتالي لا تسبب تلوثًا بيئيًا.