مفهوم الطاقة

لن تدوم الحياة ولن تتقدم بدون طاقة، والطاقة: هي مقدرة الجسم على بذل شغل، فالجسم القادر على بذل شغل هو جسم يمتلك طاقة، ما هي أنواع الطاقة؟

134- الطاقة
--------

لن تدوم الحياة ولن تتقدم بدون طاقة، والطاقة: (هي مقدرة الجسم على بذل شغل)، فالجسم القادر على بذل شغل هو جسم يمتلك طاقة، وإذا لم يمتلك طاقة فإنه لن يتمكن من بذل أي شغل، وهي القدرة التي تملكها المادة لإعطاء قوى قادرة على إنجاز عمل معين، كما أنها المقدرة التي يمتلكها نظام ما لإنتاج الفاعلية أو النشاط الخارجي، وهي كمية فيزيائية وحدتها (الجول).

هناك عدة أنواع للطاقة، منها: (الطاقة الكيميائية) وهي التي توجد بالطبيعة، مثل: الفحم، والبترول وغيرها... و(الطاقة الكهربائية) هي الطاقة التي تنشأ من تحويل نوع من أنواع الطاقة الأخرى ولا يمكن الحصول عليها مباشرة، مثل: تحويل الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية في المولد الكهربائي، أو التحويل من الطاقة الكيميائية كما في البطاريات... و(الطاقة النووية) هي الطاقة الناتجة من تفكك الروابط بين مكونات النواة -البروتونات والنيترونات- وينتج منها مقدار هائل من الحرارة والكهرباء، وتوفر محطات الطاقة النووية حوالي (6%) من الطاقة في العالم، و(13-14)% من الكهرباء في العالم. وهناك نوع آخر من الطاقة يسمى: (الطاقة الحركية) وهي الطاقة المرتبطة على حركة الأجسام مثل الطاقة الميكانيكة، وهناك أمثلة عدة على مصادرها مثل: حركة الرياح، وظاهرة المد والجزر، ويمكن تحويلها لأشكال الطاقة الأخرى، وهناك نوعان من مصادر الطاقة منها: طاقة متجددة وطاقة غير متجددة.

الطاقة غير المتجددة:
معظم الطاقة التي نستخدمها تأتي من الوقود الحفري، مثل: الفحم، والغاز الطبيعي، والبترول. واليورانيوم أيضاً مصدر غير متجدد ولكن ليس من الوقود الحفري، ويتم تحويل اليورانيوم إلى وقود واستخدامه في محطات الطاقة النووية. إنّ عملية جمع هذه الأنواع من الوقود يمكن أن تكون ضارة بالمناطق الحيوية التي ينتمون إليها.

يتم إنتاج الطاقة من الوقود الحفري من خلال عملية تسمى: (الاحتراق)، ويصدر من هذا الاحتراق تلوث هائل، مثل: ثاني أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكبريت، والذي يمكن أن يسهم في الأمطار الحامضية والاحتباس الحراري.

مصادر الطاقة المتجددة:
يمكننا استخدامها مراراً وتكراراً، وتشمل: الطاقة الشمسية، وطاقة الرياح، والطاقة الحرارية الأرضية، وطاقة الكتلة الحيوية، والطاقة المائية. ومصادر الطاقة المتجددة هذه تولد تلوثاً أقل بكثير سواء في الجمع أو الإنتاج من المصادر غير المتجددة، ويمكننا تحويل الطاقة الشمسية هذه إلى طاقة كهربائية عن طريق استخدام الألواح الشمسية، ويمكننا أيضاً إنتاج الطاقة الكهربائية من توربينات الرياح العملاقة، وتأتي الطاقة الحرارية الأرضية من القشرة الأرضية. وقد ابتكر المهندسون طريقة لإنتاج الطاقة الكهربائية عن طريق استخراج البخار أو الماء الساخن من القشرة الأرضية، أما طاقة الكتلة الحيوية فتأتينا من الطبيعة، مثل: الخشب، والسماد، والذرة، وهي مواد عضوية يمكن حرقها أو تحللها واستخدامها كمصدر للوقود. وتعد شكلاً من أشكال الطاقة الشمسية؛ لأنها تستمد طاقتها الأصلية من الشمس عن طريق عملية التمثيل الضوئي. ويتم تخزين الطاقة الشمسية في محطات طاقة، وهي متاحة لتحويلها إلى شكل من أشكال الطاقة القابلة للاستخدام، أما الطاقة المائية أو الكهرومائية فإنها تنتج من سدود الأنهار، عندما يتدفق الماء من خلال سد فإنه يحرك التوربينات التي تدير المولد الكهربائي ومن هنا تنتج الطاقة الكهربائية.

يمكننا هنا وضع مفهوم بسيط عن الطاقة الكهربائية بأنه هو مصدر الطاقة الثانوي الناتج عن التحويل من المصادر الأولية للطاقة، مثل: الوقود الحفري، والطاقة النووية، وطاقة الرياح، أو الطاقة الشمسية؛ فإن الحفاظ على الطاقة المتدفقة إلى المنازل والشركات ضرورة ملحة للحياة اليومية والحيوية والاقتصادية.

وجد ما يسمى قانون حفظ الطاقة أو بقاء الطاقة، وهذا معناه أن الطاقة لا تفنى ولا تستحدث من العدم لكنها تتحول من صورة لأخرى. ويمكن تحويل الطاقة من صورة إلى أخرى مثل طاقة الحركة تتحول إلى طاقة حرارية، وهناك أيضاً: الطاقة الكهربائية، والحرارية، والطاقة الميكانيكية، جميعهم يمكن أن يتحولوا من صورة إلى أخرى ولكن تبقى الطاقة ولا تفنى.

وهناك قانون غير مسار الحياة: (قانون أينشتاين)
E=mc^2
هذا القانون الذي ربط ما بين الطاقة والكتلة وسرعة الضوء، والذي عرف بتكافؤ المادة والطاقة.

هذه المعادلة أدت فيما بعد إلى اكتشاف الطاقة النووية، وقد بينت التجارب العلمية أن كتلة نواة الذرات تقل عن كتلة مجموع مكوناتها والفرق في هذه الكتلة يتحول إلى طاقة.

إعداد: طه عبدالرحمن الرويسي.
تدقيق لغوي: طارق القضماني.
#فيزيائي
#الفيزياء_للجميع

المصادر:
www.conserve-energy-future.com/AlternativeEnergySources.php
https://energy.gov/science-innovation/energy-sources
http://www.factmonster.com/ipka/A0907040.html