تعريف الطاقة , تعرف علي انواع الطاقة

الطاقة هي المقدرة على القيام بشغل اي احداث تغيير و هناك صور عديدة للطاقة منها الحرارة و الضوء طاقة كهرومغناطيسية و الطاقة الكهربائيه

 

 

صور تعريف الطاقة , تعرف علي انواع الطاقة

 

لقد عرف النسان الطاقة كيف يتحكم بالماء و الريح و قد خطا خطوات في مجال تسخير الطاقة فاخترع الله البخارية مهيئا بذلك و سيلة لاستغلال الطاقة ترتب عليها تحقيق عدد كبير من المنجزات في مجال الصناعة ثم اكتشف مصادر هائلة من النفط .

 

حيث اننا نجد الطاقة في اشكالها المختلفة سواء اكانت فحما او غازا او نفطا او كهرباء ……..الخ .

 

فصبح بعد ذلك النفط من المصادر الرئيسية للطاقة في هذا الوقت و لكن نجد ان مصادر هذه الطاقة قابلة للنضوب على الرغم من وجود احتياطى كبير .

 

وبالتالي لابد من البحث عن مصادر جديدة للطاقة .

 

 

صور تعريف الطاقة , تعرف علي انواع الطاقة

 

 
لذلك قد بدا العلماء في البحث عن بدائل للوقود الحفورى سميت بالطاقة المتجددة تتميز عن الوقود الحفورى بنها لا تنضب مقارنة مع النفط الذى يتوقع له ان ينضب خلال القرن القادم .

 

كما ان استغلال الطاقة النووية في توليد الكهرباء محفوف بالمخاطر البيئية اضافة الى ان مصادر اليورانيوم في العالم محدودة و لكن تكفى لمدة طويلة .

 

واستغلال الطاقة المتجددة و منها الطاقة الشمسية و طاقة الرياح و طاقة الكتلة الحيوية و طاقة المساقط المائية و الطاقة الحرارية و طاقة المد و الجزر و طاقة الهيدروجين .

 

ربما تفى ببعض احتياجات البشر من الطاقة لفترة طويلة من الزمن و ن كانت مساهمة هذه النواع في توليد الطاقة من اجمالى الطاقة المستهلكة في العالم لا يزال محدودا لن هذه النواع من الطاقة المتجددة تحتاج الى مزيد من التطور التقنى لتحسين التكلفة الاقتصادية و بالتالي يتوقع ان تساهم الطاقة المتجددة بصورة فعالة في ترشيد الكهرباء و كذلك في التنقل .

 

وقد تطرقنا في هذا البحث عن مصادر الطاقة و نواعها و كيفية الاستفادة من الطاقة المتجددة و طرق البحث عن تلك الطاقة الغير ناضبة .

 

ولا:تعريف الطاقه
لقد فكر النسان بثلاث مراحل كبيرة في تصورة للطاقة و هي

المرحلة الولي

كان مفهوم الطاقة ممزوجا مع الطاقة الروحية كما هو في مفهوم النفس و الروح.

المرحلة الثانية

ري النسان ان بعض المواد الجامدة قادرة على ان تنشا الحركة دون تكوين الحياة .

 

المرحلة الثالثة

بدت بعد انشتاين و تلامذتة فالطاقة ليست بالنسبة لنا ما دة خاصة و نما هي صفة ملازمة لكل ما دة جامدة او حية تجعلها قادرة على ان تتحول و ن تتغير و ن تولد حالات فيزيائية و كيميائية جديدة و ن تؤثر على غيرها من المواد في هذه العملية .

 

ففى مرحلة انشتاين اختفت الحدود بين المادة الجامدة و الحياة و تركت المجال لعدد كبير من الحالات المبهمة .

 

ذا الطاقة هي كيان مجرد لا يعرف الا من خلال تحولاتة .

 

وتعرف الطاقة بنها هي عبارة عن كمية فيزيائية تظهر على شكل حرارة او على شكل حركة ميكانيكية او كطاقة ربط في انوية الذرة بين البروتون و النيترون .

 

وكذلك يمكن حساب الطاقة الناتجة من تحويل الكتلة الى طاقة و ذلك حسب علاقة انشتاين النسبية كالتالي:

الطاقة = الكتلة × مربع السرعه

حيث ان E هي الطاقة .

 

وm كتلة المادة التي يمكن تحويلها الى طاقة .

 

وc سرعة الضوء و تساوى .

 

وتقاس الطاقة بوحدات متعددة ففى الوحدات الدولية SI تقاس بالجول حيث ان الطاقة لا تستحدث و لا تفني و نما تتحول الى شكل اخر سواء كليا او جزئيا اي بمعنى اخر اذا تغيرت الطاقة الداخلية لمجموعة معزولة فن الطاقة الداخلية الكلية تظل ثابتة فعند تشغيل جهاز كهربى مثل المضخة فن الطاقة الكهربية تتحول الى طاقة ميكانيكية بالضافة الى طاقة حرارية و هو عبارة عن جزء ضئيل يعمل على تسخين تلك المضخة .

 

نواع الطاقة

تصنف الطاقة الى عدة انواع و هي

1 طاقة كيميائية .

 

2 طاقة ميكانيكيه.

3 طاقة حراريه.

4 طاقة شمسيه.

5 طاقة نوويه.

6 طاقة كهربية .

 

7 طاقة ضوئيه.

ومن الملاحظ ان هذه الشكال من الطاقة يستلزم كلها الحركة فالحرارة هي عبارة عن هياج للجزيئات و التفاعلات الكيميائية تقتضى اتحاد او تفكك الذرات و اللكترونات التي تربط بينها اي انها حركة و كذلك الطاقة النووية هي اعادة تنظيم للنويات التي تدخل الى نواة الذرة او تخرج منها و بالتالي فالطاقة تنقل و تحمل بشكل حركة او اصطدامات تعطى الحركة بشكل دائم و كل شيء في الكون هو عبارة عن حركة .

 

فنور الشمس يتحول الى حرارة بعدما كان قد تخزن داخل المواد بشكل كيميائى و الجدير بالذكر ان كل ما استعملة النسان من طاقة حتى اليوم كان ناتجا عن هذا التحول .

 

والطاقة النووية بحد ذاتها تقسم الى شكلين مختلفين هما

الانشطار و الانصهار و يمثل الانشطار التحول النووى النووى اما الانصهار فيمثل الانصهار التحول الحرارى النووى .

 

لقد اصبح من البديهى ان نسبة نمو السكان الحالية على الرض لن تستطيع ان تحافظ على معدل ثابت و بالتالي يؤدى ذلك الى زيادة الطاقة فتظهر الحاجة هنا الى البحث عن مصادر بديلة عن مصادر الطاقة الغير متجددة .

 

(1 الطاقة الكيميائية

هذا النوع من الطاقة متوفر في الطبيعة و من اهم انواع الوقود الموجود مثل النفط و الفحم و الغاز الطبيعي و كذلك الخشب و الطاقة الكيميائية هي الطاقة التي تربط بين ذرات الجزيء الواحد بعضها ببعض في المركبات الكيميائية او مكونات النواة في العناصر التي تدخل ضمن تفاعلات الانشطار و الاندماج النووى .

 

وتتم عملية تحويل الطاقة الكيميائية الى طاقة حرارية عن طريق احداث تفاعل كامل بين المركب الكيميائى و بين الكسجين لتتم عملية الحرق و ينتج من ذلك الحرارة .

 

 

و حيث ان كل جزيء في اي مركب لدية مخزون من الطاقة يسمي بالمحتوي الحرارى و هو عبارة عن مجموعة من طاقة الجهد الناتجة عن قوي التجاذب و الطاقة الحركية الناتجة عن الحركة الانتقالية للجزيئات .

 

فن كل المواد الهيدروكربونية يرافق تفاعلها مع الكسجين انبعاث حرارى و هي تصلح و قودا.

(2 الطاقة الميكانيكية

وهي الطاقة الناتجة من حركة الجسام من مكان الى اخر حيث انها قادرة نتيجة لهذه الحركة على بذل شغل و يصاحب هذا الانتقال اختلاف في طاقة الوضع Potential Energy و طاقة حركية Kinetic Energy و المثلة الطبيعية لهذا النوع من الطاقة هي

حركة الرياح و ظاهرة المد و الجزر و يمكن ان تنشا الطاقة الميكانيكية بتحويل نوع من الطاقة الى اخر فقد تستخدم المروحة الكهربية في تحويل الطاقة الكهربية الى طاقة ميكانيكية .

 

ووحدة قياس الطاقة الميكانيكية هي الجول.

 

و يوجد هناك نوع اخر من الطاقة الميكانيكية هي:

الطاقة الصوتية و يحدث الصوت عند اهتزاز مصدر صوتى بتردد معين و تنتقل طاقة منه الى و سط ما دى مجاور بصورة دورية حتى تصل الى اذن السامع و الصوت لا ينتقل في الفراغ و نما يحتاج الى و سط ما دى لكي تنتقل الموجة الميكانيكية .

 

والصوت ينتشر على شكل امواج ميكانيكية تؤثر في الوسط الذى ينتشر فيه مما ينتج عنه اضطراب دورى تتولد تبعا لذلك طاقة صوتية .

 

وللطاقة الصوتية لها استخدامات كثيرة فيمكن ان تستخدم في المجال العسكرى لحداث ضوضاء في البنية التحتية و يحاول النسان حاليا استخدام الطاقة الصوتية للهجوم العسكري.

وكذلك تستخدم الطاقة الصوتية في المجال الطبي .

 

(3 الطاقة الحرارية

تعتبر الطاقة الحرارية من الصور الساسية للطاقة التي يمكن ان تتحول كل صور الطاقة اليها و الطاقة الحرارية هي عبارة عن الطاقة الحركية التي تمتلكها جزيئات و ذرات المادة .

 

فعند تشغيل اللات المختلفة باستخدام الوقود الهيدروكربونية تكون اول خطوة هي حرق الوقود و الحصول على طاقة حرارية تحول بعد ذلك الى طاقة ميكانيكية او الى اي نوع من انواع الطاقه.

ولا تتوفر الطاقة الحرارية بصورة مباشرة في الطبيعة الا في مصادر الحرارة الجوفية و من المعروف ان جزيئات المادة لها كتلة و سرعة و من ثم تكون لها طاقة حركية و طاقة وضع و مجموع هاتين الطاقتين تعرف بالطاقة الداخلية له .

 

وكذلك الاستفادة من الطاقة الحرارية من اشعة الشمس و يتم ذلك عن طريق تحويل الطاقة الشعاعية الى طاقة حرارية .

 

والطاقة الحرارية لها القدرة على الاختراق و النفاذ خلال الوساط المادية التي تنقسم الى ثلاثة انواع و هي

و سط شفاف حرارى و هو الوسط الذى يسمح بنفاذ الشعاعات الحرارية .

 

(ب و سط نصف شفاف: و هو الوسط الذى يسمح بنفاذ بعض الشعاعات الحرارية و تستخدم هذه الظاهرة في تشييد البيوت المحمية التي تستخدم في زراعة بعض المحاصيل الزراعية التي تكون مصنوعة من الزجاج الذى يسمح بنفاذ بعض من تلك الشعاعات الحرارية .

 

(ج و سط معتم حراريا و هو الوسط الذى لا تنفذ منه الشعاعات الحرارية بل يمتص معظمها من الجسام الساخنة المحيطة به .

 

 

و ترتفع درجة حرارتة مما يؤدى ذلك الى زيادة في الطاقة الداخلية التي بدورها تتحول الى طاقة حرارية و يصبح مصدرا لانبعاث الشعاعات الحرارية .

 

(4 الطاقة الشمسية

الطاقة الشمسية هي مصدر للطاقة لا ينضب و لكنها تصل الينا بشك مبعثر اذ يبلغ منها بواسطة الشعاع او الانعكاس اكثر من 77 و بالتالي لا يمكن الا استرجاع قسم ضئيل منها .

 

والطاقة الشمسية طاقة نظيفة فلا ينتج عن استعمالها غازات او نواتج ضارة بالبيئة كما هي الحال في انواع الوقود التقليدى .

 

(5 الطاقة النووية

هى الطاقة التي تربط بين مكونات النواة اي بروتونات او نيترونات و هي تنتج نتيجة تكسر تلك الرابطة و تؤدى الى انتاج طاقة حرارية كبيرة جدا و ذلك حسب علاقة انشتاين كما تقدم .

 

(6 الطاقة الكهربية

لا يوجد مصدر طبيعي للكهرباء و السبب في ذلك ان كل المواد تكون متعادلة كهربائيا و الطاقة الكهربية لا تنشا الا بتحويل نوع من انواع الطاقة الى طاقة كهربية .

 

ومثال على ذلك تحويل الطاقة الميكانيكية الى طاقة كهربية كما هو الحال في المولد الكهربائي.

كما توجد انواع اخرى لتوليد الطاقة الكهربية بتحويل الطاقة النووية الى طاقة كهربية او استخدام الطاقة الشمسية و ذلك عن طريق الخلايا الكهروضوئية او تحويل الطاقة الكيميائية كما هو في البطاريات .

 

(7 الطاقة الضوئية

يتم تحويل الطاقة الضوئية الى انواع اخرى من الطاقة و ذلك حسب الحاجة المراد بها مثل الطاقة الكهربية في الخلايا الضوئية او الطاقة الحرارية في عمليات التسخين الحرارى كما هو الحال في تسخين المياة .

 

ويستخدم النبات الطاقة الضوئية مباشرة لعمليات التمثيل البنائى لنتاج مركبات عضوية تختزن طاقة كيميائية .

 

والطاقة الضوئية هي عبارة عن موجات كهرومغناطيسية تحتوى كل منها على حزم من الفوتونات تعطي بالعلاقة التالية

حيث ان هي الطاقة .

 

و ثابت بلانك و يساوي

و تردد الحركة الموجية المصاحبة لحركة الفوتون .

 

وتختلف الموجات الكهرومغناطيسية في خواصها الفيزيائية باختلاف الطوال الموجية فمثلا نجد ان الموجات ذات الطول الموجى الذى يتراوح بين عدة كيلومترات الى عدة سنتيمترات يستخدم في الدوائر اللكترونية و محطات الرسال و الاستقبال التلفزيونى بينما يشغل الطيف المرئى للعين البشرية طولا موجيا يتراوح بين الى .

 

وتتميز الشعة السينية x-ray و شعة جاما بتردد عالى جدا و بالتالي تكون ذات طاقة عالية لها القدرة على النفاذ خلال الوساط المادية .

 

الشعة السينية و هي عبارة عن اشعة غير مرئية ذات طول موجى قصير جدا و تستخدم في المجال الطبي و كذلك في دراسة البلورات لمعرفة خصائصها .

 

شعة جاما و هي عبارة عن اشعة لا تتثر بالمجالات الكهربية او المغناطيسية و لها القدرة على النفاذ و هي تعتبر من الشعة الخطرة .

 

ثانيا

تقسيم مصادر الطاقه

من خلال تعريف الطاقة نجد ان مصادر الطاقة يمكن ان تقسم الى مصدرين رئيسيين هما:

1 مصادر غير متجددة .

 

 

2 مصادر متجدده

ولا

مصادر الطاقة الغير متجددة

وهي عبارة عن المصادر الناضبة اي انها سوف تنتهى عبر زمن معين لكثرة الاستخدام و هي متوفرة في الطبيعة بكميات محدودة و غير متجددة و تشمل الوقود الحفورى مثل النفط و الغاز و الفحم بكل النواع التي تكونت عبر السنين الماضية في جوف الرض .

 

وهي ذات اهمية لنها تختزن طاقة كيميائية من السهل اطلاقها كطاقة حرارية اثناء عملية الاحتراق .

 

وتشمل هذه المصادر الطاقة النووية التي تستخدم في عملية توليد الكهرباء عن طريق استخدام الحرارة الناتجة عن عمليات الانشطار النووى في المفاعلات النووية .

 

وكذلك نجد ان مصادر هذه الطاقة بجانب انها ناضبة فنها ملوثة للبيئة .

 

ثانيا

مصادر الطاقة المتجددة

وهي عبارة مصادر طبيعية دائمة و غير ناضبة و متوفرة في الطبيعة سواء اكانت محدودة او غير محدودة و لكنها متجددة باستمرار و هي نظيفة لا ينتج عن استخدامها تلوث بيئى و من اهم هذه المصادر الطاقة الشمسية التي تعتبر في الصل هي الطاقة الرئيسية في تكون مصادر الطاقة و كذلك طاقة الرياح و طاقة المد و الجزر و المواج و الطاقة الحرارية الجوفية و الطاقة و طاقة المساقط المائية و طاقة البناء الضوئى و الطاقة المائية للبحار و المحيطات .

 

وكذلك نلاحظ ان المصادر المائية و طاقة المد و الجزر و طاقة الرياح هي عبارة مصادر طبيعية للطاقة الميكانيكية .

 

وسوف نتكلم عن تلك المصادر بالتفصيل

المصادر الغير متجدده

ولا:

الوقود الحفوري:

وهو يشمل النفط و الغاز الطبيعي و الفحم و تعرف بمصادر غير متجددة لنها ناضبة .

 

والوقود الحفورى هو عبارة المركبات العضوية الناتجة عن عمليات البناء الضوئى حيث ان المواد العضوية للنباتات و الحيوانات لم تتحلل تحليلا كامل بل طمرت تحت طبقات من التربة الرملية و الطينية و الجيرية مما نتج عنه تكون النفط و الغاز الطبيعي و الفحم الحجرى و طاقة الوقود الحفورى هي طاقة كيميائية كامنة في البترول و الغاز الطبيعي و الفحم المخزون في باطن الرض و هذه الطاقة هي اصلا من الطاقة الشمسية التي قامت عليها النباتات بواسطة عملية البناء الضوئى منذ ملايين السنين .

 

وقد كان الفحم من اهم المصادر الطبيعية للطاقة خلال القرن الماضى و ما زال يستعمل حتى يومنا هذا و يساهم حاليا بحوالى 28 من الطاقة من الاستهلاك العالمي .

 

حيث يقدر الفحم الموجود داخل الرض بعدة مئات من البلايين من الطنان .

 

الفحم الحجرى

وهو من اهم مصادر الطاقة الحفورية من حيث حجم احتياطة فالفحم الحجرى يتكون داخل باطن الرض على مدي ملايين السنين و ذلك بسبب تحلل مصادر نباتية بسب العمليات البيولوجية في اماكن ذات الضغط الشديد و الحرارة و معزولة عن الهواء .

 

ويعتبر النفط اكبر منافس للفحم الحجرى و من اسباب قلة استخدام الفحم الحجرى مصدرا للطاقة هوان مصادرة تتركز في عدد قليل من الدول .

 

كما ان استخدام الفحم الحجرى و قودا مباشرة يستلزم اموال باهظة التكلفة لمحطات التوليد .

 

 

و من السباب في عدم استخدام الفحم على نطاق و اسع هو اثرة السيء على البيئة و النسان اذ انه مصدر رئيسى لتلوث الهواء و ما يسببة من مشاكل صحية .

 

والتعدين السطحى للفحم الحجرى يخلف و راءة اراضى و عرة مما تؤدى الى تشوية التربة و عدم صلاحيتها للزراعة كما ان احتراق الفحم الحجرى قد يؤدى الى تجمع غاز ثاني اكسيد الكربون الذى يؤدى الى ارتفاع درجة حرارة الجو و هي تعتبر من المشاكل الرئيسية التي تواجة سكان العالم و ذلك بسبب ما يعرف بالاحتباس الحرارى .

 

 

  • تعريف الطاقة الحرارية
  • تعريف الطاقة
  • تعريف الطاقه
  • ‬3‭ ‬أنواع‭ ‬مِنَ‭ ‬الطاقة‭ ‬تَنْتَقِل‭ ‬بِصورة‭ ‬أمْواج‭
  • تعريف الطاقة الشمسية
  • تعريف الحاجة الى الطاقه من خاصائص الحياه
  • انواع الطاقة المستهلكة في مصفاة تكرير البترول الطاقة الحرارية و الكيميائية الخo&
  • انواع الطاقة المستهلكة
  • انواع اغزية الطاقه
  • الطاقة والشغل بالصور

1٬640 views

تعريف الطاقة , تعرف علي انواع الطاقة