[خالد الغامدي]

بسم الله الرحمن الرحيم..



الطاقة وأشكالها وتحولاتها

إذا فكرنا جيداً يمكننا أن نكتشف أنه يوجد الكثير من أنواع الطاقة ، كم هي أشكال الطاقة ؟ بطريقة علميه مبسطه ، تميز علماء الفيزياء ستة أشكال متنوعة للطاقة كل واحد قابل أن يتحول إلى أي شكل آخر …
نستطيع أن نتحقق من كل ذلك بسهوله عندما نرى الطاقات من حولها .


أشكال الطاقة هي :

1. الطاقة الآلية تضم الطاقة الحركية والطاقة الكامنة .

2.الطاقة الحرارية

3.الطاقة الكيميائية

4. الطاقة الكهربائية

5. الطاقة الإشعاعية

6.الطاقة النووية


بقاء الطاقه

عندما يريد سائق السياره ايقاف سيارته المنطلقه بسرعه فانه يعمل المكابح ( الفرامل ) وهو بذلك يسلط قوه على العجلات لايقافها عن الدوران .فاذا كانت سرعه السياره 70 كلم / س مثلا فان القوه اللازمه لايقافها تكون اكبر مما لو كانت سرعتها 30 كلم / سا .كذلك فان ايقاف شاحنه ضخمه تسير يسرعه 70 كلم / س يتطلب قوه اكبر من القوه المطلوبه لايقاف سياره تسير بسرعه نفسها .وهذا يعود الى ان الشاحنه اثقل من السياره بكثير وهذا يكسبها كميه تحرك (زخما ) اكبر .

فكميه التحرك لا تعتمد فقط على سرعه الجسم بل ايضا على كتلته .فالشاحنه المنطلقه بسرعه 70 كلم / س تتميز بكميه اكبر مما لو كانت تسير بسرعه 30 كم /س .ان كميه تساوي كتلته مضروبه في سرعته وقد اكتشف العلماء ان لدى ارتطام الاجسام .ببعضها او تصادمها فان كميه تحركها الكليه لا تتغير وهذا ما يسمى بقانون بقاء كميه التحرك .فاذا ما امسكت بشخص يقف بجانب مدرج التزلج في اثناء تزلجك على الجليد مثلا فانكما تنطلقان معا وبسرعه اقل من سرعتك الاصليه .وهذا يعود الى ان كميه تحركك الاصليه قد اقتسمت بين الشخصين .ان قانون بقاء كميه التحرك هو احد اهم المبادئ الرئيسيه في الفيزياء .وهناك قانون اخر مشابه هو قانون البقاء وينص على ان الطاقه لا تخلق ولا تفنى بل تتحرك فقط من شسكل الى اخر .ولقد ذكرنا بعض الامثله عن تغيرات الطاقه هذه في صفحه 76 ومن السهل التفكير بامثله اخرى .فالفحم مثلا يحرق في محطه توليد القدره فيعطي الحراره وهذه الحراره تستخدم لانتاج البخار لتدوير اشياء التوربين (العنفه ) .والتوربين بدوره يحرك المولد الذي يمدنا بالكهرباء .وفي المدفاه الكهربائيه تتحول الطاقه الكهربائيه الى حراره .هكذا فان الطاقه الكيمياويه المخزونه في الفحم قد استخدمت لانتاج الطاقه الحراريه في المدفاه الكهربائيه .ولكن يجدر بنا التذكير هنا بان في عمليه كهذه لا يمكن الاستفاده من كل طاقه كيماويه في الفحم لاستخدامها في المدافئ او في المحركات الكهربائيه .ذلك ان قسما من الطاقه يفقد خلال هذه العمليه .فمثلا في التوربين والموبلد تتولدج حراره بفعل احتكاك الاجزاء المتحركه فيهما .كما ان قسما من الطاقه الكهربائيه يسخن الاسلاك والكابلات الناقله للتيار الكهربائي وفي هذا كله فقدان للطاقه لا يحقق اي غرض مفيد .الا الذي يهمنا هنا هو انه ليس هناك من ضياع حقيقي للطاقه بل فقط تحول من شكل الى اخر .

في عصور ما قبل التاريخ استخدمت الاشجاروالنباتات المختلفه الناميه على مر الضهور الضوئيه والحراريه من الشمس .ثم تحولت هذه النباتات تدريجيا الى وقد كالفحم والنفط والغاز الطبيعي .ونحن عندما نستخدم انواع الوقود هذه فان الطاقه التي نحصل عليها هي نفس الطاقه التي وصلت للارض من الشمس في العصور الغابره مختزنه في بقايا الكائنات العضويه على شكل طاقه كيميائيه .

وفي مدى الثلاثين الاخيره اكتشف الانسان مصدرا جديدا للطاقه لا يزال في مرحله التطوير هو[BLINK]الطاقه النوويه[/BLINK] .


المصادر الثانويه للطاقه:

تأتي معظم الطاقة التي يستخدمها العالم من الفحم . والكهرباء .والبترول والتحولات الذرية (الطاقة النووية) . لكن توجد كذلك مصادر ثانوية للطاقة.

بعض هذه المصادر، مثل طاقة الرياح ، قد عرف منذ آلاف السنين وهناك مصادر أخرى، مثل مجمعات الطاقة الشمسية ، قد اكتشفت منذ عهد قريب جداً.


طاقة الرياح:

تستخدم طاقة الرياح في تسيير السفن الشراعية واليخوت حتى السفن الكبيرة كانت تعتمد على طاقة الرياح قبل أن تكتشف المحركات .

وكانت طواحين الهواء تستخدم لمئات السنين في طحن القمح و الغلال الأخرى ولا يزال الفلاحون حتى يومنا هذا يستخدمون هذه الطواحين بكثرة في ضخ المياه .بعض هذه الطواحين تستخدم لادارة مولدات القدرة الكهربية . ولكنها عادة لا تنتج إلا كميات ضئيلة من الكهربية قد لا تكفي إلا لمزرعة واحدة.

طاقة المياه:

تأتي الطاقة المائية من طاقة تدفق المياه أو سقوطها . ولقد كانت طاقة المياه من أول أنواع الطاقة التي تعلم الإنسان استخدامها منذ حوالي 2000سنة ، حيث اخترع إنسان ما الساقية (الناعورة) وهي عبارة عن عجلة ذات ارياش حول إطارها وعندما يرتطم الماء المتحرك بالا رياش فانه يدير العجلة ويستخدم العجلة الدوارة في تسيير آلة. بهذه الطريقة تتحول طاقة المياه إلى طاقة ميكانيكية .

لقد ظلت السواقي لمئات السنين تستخدم في طواحين المياه لطحن الغلال. كانت العجلات تدار بواسطة مياه الأنهار سريعة التدفق.

في الوقت الحاضر، يعتبر توليد الكهرباء من أهم استخدامات القدرة المائية ، فعندما يتدفق الماء من مستوى عالٍ إلى مستوى منخفض فانه يدير التوربينات التي تشغل المولدات الكهربائية . والتوربين يعمل بنفس الطريقة التي تعمل بها الساقية

ويطلق على الكهرباء التي تولد بهذه الطريقة اسم الكهرباء المائية.

في العادة تشيد بجانب النهر محطة لتوليد القدرة الكهربية بالقوة المائية . يقم سد ليحجز خلفه مياه النهر، ثم يغذيها للتوربينات بقوة هائلة .


طاقة المد والجزر والأمواج:

توجد كميات هائلة من الطاقة في حركات المد والجزر بالمحيطات .

ويمكن استخدام هذه الطاقة في أغراض مختلفة . فعلى سبيل المثال، محطات توليد القدرة الكهربية من حركات المد والجزر تعمل كمحطات هيدروكهربائية لتوليد القدرة وذلك بتحويل طاقة مياه المد والجزر المتحركة إلى الكهرباء .

ايضاً، تعتبر حركة أمواج البحر إلى أعلى والى اسفل مصدراً للطاقة ، ويمكن استخدامه لتوليد الكهرباء.


مجمعات الطاقة الشمسية:

إن معظم الطاقة التي يستخدمها العالم تأتي اصلا من الشمس. لكن مجمعات الطاقة الشمسية تستخدم تلك الطاقة المستمدة مباشرة من الشمس بدلا من تبديدها دون جدوى .

تجميع الطاقة :هناك طريقتان في الطريقة الأولى ، يتم تركيز أشعة الشمس على مجمع بواسطة مرايا مكافئيه المقطع (طاسية الشكل) . ويتكون المجمع عادة من عدد من الأنابيب بها ماء أو هواء. تسخن حرارة الشمس الهواء أو تحول الماء إلى بخار.

في الطريقة الثانية ، يمتص المجمع ذو اللوح المستوى حرارة الشمس تقريبا بنفس الطريقة التي يمتصها بها مستنبت زجاجى في بستان . وتستخدم الحرارة لتنتج هواء ساخن أو بخار .

[BLINK]استخدامات الطاقة الشمسية:[/BLINK] يمكن استخدام الطاقة الشمسية في أغراض كثيرة احد أهم هذه الاستخدامات هو تدفئة المنازل. يمرر الهواء الساخن أو الماء الساخن في مواسير ومشعات حول المنزل.

يمكن استخدام البخار لادارة توربين يشغل آلة أو يساعد على توليد كهرباء . كذلك يمكن تركيز أشعة الشمس بحيث تسخن الأفران وتطهى الطعام.




أنتهـــــــــــــ(الموضوع كنت قد طرحته من قبل>>>هنــــا)ــــــــى