مفهوم الطاقة ومصادرها واهميتها | التعريف, الاشكال, تطورها عبر الزمن

طاقة

الطاقة هي الشكل الأساسي للحياة لجميع الكائنات الحية . هناك اشكال مختلفة من الطاقة علي كوكب الارض , تعتبر الشمس الشكل الأولي للطاقة علي الارض .

غيرت الطاقة علي مر العصور في الحضارة الانسانية , لقد كانت لها دور كبير فى مساعدة الانسان في القيام بالكثير من المهام والاعمال التي كان من الصعب وبل ومن المستحيل القيام بها سابقاً . لقد مكنت الطاقة الانسان من ركوب البحار وتحريك السيارات وطهي الطعام واضاءة المنازل وصناعة المنتجات , وحتي ارسال الرحلات الي الفضاء .

مفهوم الطاقة ( ما هي الطاقة ) ؟

الطاقة - Energy , هي القدرة علي القيام بالعمل او احداث تغيير . الطاقة موجودة في كل شئ حولنا وبأشكال مختلفة مثل ( الطاقة الحركية , الحرارية , الكهربائية , الكيميائية , النووية وغيرها ) , ولا يمكننا دائما رؤية الطاقة أو لمسها او امساكها .

قياس الطاقة ( وحدات الطاقة )

تقاس الطاقة بالجول ( J ) - وهي فى النظام الدولي للوحدات تساوي الشغل المبذول بواسطة قوة مقدارها واحد نيوتن تعمل علي مسافة متر واحد . ويتم التعبير عن الطاقة ايضاً من خلال العديد من الوحدات الاخري مثل السعرات الحرارية , الكيلوواط / ساعة , الحصان , وغيرها 

قانون الطاقة 

لا تخلق الطاقة من العدم ولا يمكن تدميرها ( الطاقة لا تفني ولا تستحدث من عدم ) , بل يمكن تغييرها من شكل الي اخر ويمكن ايضاً تحويل المادة الي طاقة والعكس . ويعرف هذا المبدأ باسم ( حفظ الطاقة ) او القانون الأول للديناميكا الحرارية 

جيمس جول ( 1818 - 1889 ) , عالم فيزياء انجليزي طور أول قانون للديناميكا الحرارية

يمكن تقسيم جميع انواع الطاقة الي فئتين مختلفتين 

  • الطاقة الحركية : وهي الطاقة المرتطبة بحركة الجسم .
  • الطاقة الكامنة / المخزنة : وهي الطاقة المرتبطة بالموضع النسبي او التركيب او الحالة الخاصة بجسم ما .
مثال علي الطاقة الكامنة والحركية : تمتلك المياة الموجودة خلف السد طاقة كامنة بسبب موقعها فوق سطح الارض . عندما تتدفق هذه المياة الي اسفل ومن خلال المولدات , فأنها تكتسب طاقة حركية , والتي تقوم بتشغيل المولدات والتي بدورها تقوم بتحويل هذه الطاقة الي طاقة كهرمائية .
الطاقة الحركيةالطاقة الكامنة
الطاقة الكهربائية : حركة الشحنات الكهربائية .كل شئ مكون من الذرات والتي بدورها تتكون من نواة موجبة محاطة بالالكترونات السالبة . يؤدي تحريك هذه الالكترونات الي توليد الكهرباء .طاقة الجاذبية : الاجسام الموجودة في مجال الجاذبية للأرض تسقط بأتجاة الارض . تعتمد كمية الطاقة الكامنة علي الكتلة والارتفاع عن سطح الارض .
الطاقة المشعة : الطاقة الكهرومغناطيسية التي تتحرك فى موجات . وتشمل ذلك الضوء المرئي والأشعة السينية وموجات الراديو .الطاقة المرنة : الاجسام التي يتم شدها لها قوة مطبقة عليها وتخزن الطاقة من هذه القوة . وتشمل الاربطة المطاطية .
طاقة الصوت : موجة تخرج من مصدر نتيجة اهتزاز الجزيئات الموجودة علي جسم ما .الطاقة الكيميائية : مخزنة في الروابط التي تربط الذرات ببعضها , وعندما تنكسر الروابط , يتم اطلاق الطاقة .
الطاقة الحركية : الطاقة التي يمتلكها الجسم بسبب حركته . ويعتمد علي كتلة الجسم وسرعته التي يتحرك بها . الطاقة النووية : الطاقة المخزنة فى نواة الذرة . يتم اطلاق الطاقة عندما تنفصل النواة عن بعضها ( الانشطار النوي ) او تتحد مع بعهضا ( الاندماج النووي ) .

يمكن تحويل الطاقة من شكل الي اخر بعدة طرق أخري وهذه بعض الامثلة :

  •  يحتوي الطعام الذي نأكلة علي الطاقة الكيميائية , والتي تخزن فى الجسم ويتم استخدامها كطاقة حركية اثناء العمل او اللعب .
  • يمكن تحويل الطاقة الكيميائية الكامنة فى الفحم أو الغاز الطبيعي الي انواع اخري من الطاقة مثل الطاقة الكهربائية .
  • عندما نقوم بتشغيل التلفزيون , يتم استخدام الكهرباء لأنشاء الصورة علي الشاشة والصوت .

مصادر الطاقة 

مصادر الطاقة المتجددة

 ويطلق عيها ايضاً مصادر الطاقة النظيفة , هي التي يمكن تجديدها بسهولة وهي مصادر مستدامة لا تنفذ مع الاستهلاك ومثال عليها ( الطاقة الشمسية , الرياح , المياة , المخلفات الزراعية , امواج البحر وموجات المد والجزر وغيرها ) .

  • الطاقة الشمسية : ضوء الشمس هو أحد موارد الطاقة الأكثر وفرة والمتاحة علي كوكبنا. كمية الطاقة الشمسية التي تصل الارض فى ساعة يمكن ان تلبي احتيجات البشر من الطاقة لمدة عام كامل . علي الرغم من انه يبدو مصدراً مثالياً للطاقة المتجددة , الا ان كمية الطاقة الشمسية التي يمكن استخدامها تختلف خلال الوقت من اليوم , والمواسم بالاضافة الي الموقع الجغرافي .
  • طاقة الرياح : يعد مصدر وفير للطاقة النظيفة وتساهم طاقة الرياح بشكل متزايد فى توليد الطاقة الكهربائية باستخدام التوربينات لتشغيل المولدات التي تغذي شبكة الكهرباء .
  • الطاقة الكهرومائية : كالسدود والتي من خلالها يتدفق الماء عبر توربينات السد لانتاج الكهرباء .
  • الحرارة الارضية ( الحرارة الجوفية ) : وهي الحرارة المحتجزة تحت القشرة الارضية منذ تكون الارض منذ اكثر من 4.5 مليار سنة . في بعض الاحيان تتسرب كميات كبيرة من هذه الحرارة بشكل طبيعي مما يؤدي الي حدوث انفجارات بركانية او سخانات ارضية . ويمكن استغلالها من خلال البخار والذي يتم ضخه تحت السطح .
  • الهيدروجين : عند فصل الهيدروجين عن عناصر اخري يمكن استخدام ذلك لانتاج الوقود والكهرباء .
  • الكتلة الحيوية : الطاقة الحيوية هي طاقة متجددة مشتقة من الكتلة الحيوية . الكتلة الحيوية هي مادة عضوية تأتي من النباتات والكائنات الحية .

مصادر الطاقة غير المتجددة

لا يمكن تجديدها بسهولة ويمكن تعريفها علي انها الطاقة المستمدة من موارد طبيعية تنفذ عند استخدامها  ومثال عليها ( الفحم , الغاز الطبيعي , البترول , اليورانيوم )

  • الفحم : يأتي الفحم من بقايا النباتات التي ماتت منذ مئات ملايين السنين , وهو يحتوي علي أعلي نسبة من الكربون بيع جميع انواع الوقود الاحفوري الاخري .
  • البترول ( النفط ) : يمكن استخراجة وتكريره من أجل تصنيع منتجات مثل البنزين والديزل ووقود الطائرات وغيرها .
  • الغاز الطبيعي : تشكل الغاز الطبيعي من خلال بقايا النباتات والحيوانات البحرية الصغيرة والتي ماتت منذ ملايين السنين , ويتكون بشكل رئيسي من الميثان .
  • الطاقة النووية : تنتج هذه الطاقة نتيجة اما اندماج نوي الذرات او الانقسام ( الانشطار ) , وتنتج محطات الطاقة النووية الكهرباء من خلال الانشطار النووي .

الطاقة في العصر الحديث 

حدثت زيادة هائلة فى الطلب علي الطاقة منذ منتصف القرن الماضي , وذلك نتيجة التطور الصناعي والنمو السكاني . نما عدد سكان العالم 3.2 مرة بين عامي 1850 و 1970 , وزاد نصيب الفرد من استخدام الطاقة الصناعية حوالي عشرون ضعفاً , وزاد اجمالي الاستخدام العالمي لأشكال الطاقة الصناعية والتقليدية مجتمعة بأكثر من اثني عشر ضعفاً .

بسبب المشاكل المرتبطة باستخدام الوقود الاحفوري , اصبحت مصادر الطاقة البديلة مهمة في عالم اليوم . وهذه الطاقة مثل الشمس والرياح هي متجددة ولا يمكن استنفاذها . وتعرف باسم المصادر غير التقليدية للطاقة . ويمكن ان يقلل استخدمها بشكل كبير من التلوث الكيميائي والاشعاعي والحراري .

شهد اجمالي استهلاك الطاقة التجارية نمواً هائلاً منذ العقد الماضي . تضاعف نصيب الفرد من الاستهلاك التجاري للطاقة فى البلدان النامية .

حوالي 15 % من سكان العالم الذين يعيشون فى الدول الصناعية الغنية يستهلكون أكثر من نصف الطاقة المستخدمة فى العالم . زاد عدد السيارات المستخدمة فى جميع انحاء العالم بأكثر من الضعف منذ عام 1970 .

من جانب اخر , خلال الخمس والعشرون سنة الماضية اتجهت انظار العالم الي الطاقة النظيفة , وزادت حصة العالم من الطاقة الأولية المشتقة من الغاز الطبيعي ( وهو انظف وقود أحفوري ) بأكثر من 25 % وكذلك الامر بالنسبة لاستخدام وتوليد مصادر الطاقة المتجددة .

تظل مشكلة الكفاءة في انتاج الطاقة قائمة , حيث انه يتم فقدان او اهدار اكثر من 90 % من الطاقة المستهلكة فى عملية التحويل من المواد الخام مثل الفحم الي انواع الطاقة الاخري مثل الكهرباء 

# معني الطاقة # اهمية الطاقة # صور عن الطاقة # الطاقة المتجددة # البحث عن الطاقة # مقدمة عن الطاقة # برنامج طاقة # بحث عن الطاقة # معلومات عن الطاقة # الطاقة في الكون 

إرسال تعليق

أحدث أقدم