ما الطاقة ؟ تعريف الطاقة : هي القدرة على إحداث تغيير .
نقل الطاقة : للجسام من حولنا طاقة ،حيث أن الطاقة تنتقل من جسم إلى آخر ومن مكان إلى آخر مثل تحرك أوراق الجشجار عندما تنتقل إليها الطاقة من الرياح .
بعض أجشكال الطاقة : طاقة الحركة . الطاقة الحرارية . -الطاقة النووية .
طاقة الوضع .– الطاقة الضوئية .
الطاقة الكيميائية .– الطاقة الكهربائية .
طاقة الحركة : مثل :عند رمي لعب كرة بولنج فإنها تتدحرج لتضرب بعض القوارير الخشبية .فهل تحتاج طاقة ؟ سبب سقوط القوارير هو كرة البولنج المتحركة التي تمتلك طاقة حركية . تعريف طاقة الحركة : هي الطاقة التي يمتلكها الجسم بسبب حركته . تعتمد الطاقة الحركية للجسم على عاملين هما : سرعة الجسم :تزداد الطاقة الحركية ل ي جسم بزيادة سرعته . -1 كتلة الجسم :تزداد الطاقة الحركية ل ي جسم بزيادة كتلته . -2
طاقة الوضع : هل يمكن لجسم غير متحرك أن يكون له طاقة ؟ نعم يمتلك طاقة تسمى بطاقة الوضع . تعريف طاقة الوضع : هي الطاقة التي يختزنها الجسم بسبب موضعه . تعتمد طاقة الوضع للجسم على عاملين هما : -1الرتفاع :تزداد طاقة الوضع ل ي جسم بزيادة ارتفاعه . -2كتلة الجسم :تزداد طاقة الوضع ل ي جسم بزيادة كتلته .
الطاقة الحرارية : تعريف الطاقة الحرارية : هي الطاقة التي تمتلكها جميع الجسام وتزداد بازدياد درجة حرارة الجسم . يشعر النسان بالسخونة عند التعرض لجشعة الشمس مما يدل على حصوله على الطاقة الحرارية ،وجميع الجسام لها طاقة حرارية تزداد بازدياد درجة الحرارة .
الطاقة الكيميائية :
تعريف الطاقة الكيميائية : هي الطاقة المختزنة في الروابط الكيميائية بين الذرات . مثل : -
الطعام يحتو ي على طاقة كيميائية يستخدمها الجسم ليزود الدماغ بالطاقة وبالتالي القيام بالنشاطات المختلفة . احتراق الشمع تتحول الطاقة الكيميائية فيه إلى طاقة حرارية وطاقة ضوئية .
متى يتم إطلق الطاقة الكيميائية ؟ عندما تتفكك المواد الكيميائية وتتشكل مواد كيميائية جديدة .
الطاقة الضوئية :
ينتقل الضوء بسرعة كبيرة جداً تصل إلى 300000كم /ث تقريباً ،وعندما يسقط الضوء على سطح ما فقد يمتص أو ينفذ أو ينعكس وعندما يمتص الجسم الضوء يصبح أسخن وهذا يدل على تحول الطاقة الضوئية إلى حرارية .
وتسمى هذه الطاقة التي يحملها الضوء بـ طاقة الجشعاع . تعريف طاقة الجشعاع : هي الطاقة التي يحملها الضوء .
الطاقة الكهربائية : الضاءة إحدى الستعمالت الشائعة للطاقة الكهربائية . تعريف الطاقة الكهربائية : هي الطاقة التي يحملها التيار الكهربائي .
الطاقة النووية : تستخدم المحطات النووية الطاقة المخزنة في أنوية الذرات لتوليد الطاقة الكهربائية ،فلكل نواة ذرة طاقة نووية . تعريف الطاقة النووية : هي الطاقة التي تحويها أنوية الذرات .
تحولت الطاقة تتحول الطاقة باستمرار من جشكل إلى آخر . تتبع تحولت الطاقة لشخص يصعد بدراجته إلى أعلى التل : -
تحّول عضلت رجليه الطاقة الكيميائية إلى طاقة حركية . تتحول الطاقة الحركية الناتجة في عضلت رجليه إلى طاقة حركية في الدراجة الهوائية . تتحول الطاقة الحركية في الدراجة إلى طاقة وضع بصعوده إلى العلى ,ويتحول بعض من الطاقة الحركية إلى طاقة حرارية ويصبح جسمه ساخناً ,وتسخن الجزاء المتحركة في الدراجة أيضاً بسبب الحتكاك .
وهذا ينطبق وفق قانون حفظ الطاقة . قانون حفظ الطاقة : ُ ينص القانون على أن الطاقة ل تستحدث ول تفنى ولكنها تتحول من جشكل إلى آخر . هل يمكن أن تفنى الطاقة ؟ ولماذا ؟ الطاقة ل يمكن أن تفنى ولكنها تتحول إلى أجشكال متعددة . وُيستفاد من قانون حفظ الطاقة في تحديد تحولت الطاقة في نظام معين ,مثل : قذف كرة إلى العلى في الهواء والتقاطها نجد أن الطاقة تتحول بين طاقة حركية وطاقة وضع خلل ارتفاع الكرة وسقوطها . من الشكل في أ ي وضع يكون للكرة أكبر طاقة حركية ؟ وفي أ ي وضع يكون لها أكبر طاقة كلية ؟ للكرة أكبر طاقة حركية عند انطلقها من اليد ،ولحظة عودتها إليها . ومجموع الطاقة الكلية للكرة ثابت .
الطاقة تغير جشكلها : تحدث تحولت الطاقة بشكل دائم في كل ما حولك ,فالكثير من اللت عبارة عن أدوات لتحويل الطاقة من جشكل إلى آخر مثل : ً محرك السيارة يحول طاقة الوقود الكيميائية إلى طاقة حركة ,إلى جانب أن جزءا من الطاقة الكيميائية يتحول إلى طاقة حرارية تؤد ي إلى سخونة المحرك . تحويل الطاقة الكيميائية : تحول العضلت الطاقة الكيميائية في الجسم إلى طاقة حركية . تحولت الطاقة الكهربائية : الطاقة الكهربائية ضرورية لنا فعندما تضيء غرفتك أو تشغل المذياع أو التلفاز .فأنت تحول الطاقة الكهربائية إلى أجشكال أخرى من الطاقة كما في الشكل التالي :
تحولت الطاقة الحرارية : تتحول أجشكال مختلفة من الطاقة إلى طاقة حرارية مثل : الحتراق :يحول الطاقة الكيميائية إلى طاقة حرارية . سريان التيار الكهربائي في السلك :تتحول الطاقة الكهربائية إلى طاقة حرارية . استخدامات الطاقة الحرارية : تدفئة المنازل . -1 المحافظة على درجة حرارة الجسم . -2 تسخين الماء . -3 وتتحول الطاقة الحرارية أيضاً إلى طاقة إجشعاعية فعلى سبيل المثال : عند تسخين سلك فلز ي حتى درجات حرارة عالية يتوهج ويصدر طاقة إجشعاعية .
كيفيه انتقال الطاقة الحرارية : تنتقل الطاقة الحرارية من مكان إلى آخر ) تنتقل من جشيء درجة حرارة أعلى إلى جشيء درجة حرارته أدنى ( الشكل المجاور يوضح انتقال الطاقة الحرارية من الكاكاو الساخن إلى الملعقة وإلى الهواء المحيط بها لنهما أبرد .
توليد الطاقة الكهربائية : الطاقة الكهربائية يتم توليدها في محطات الطاقة ,حيث تعمل جميع المحطات من خلل المولدات . تعريف المولد الكهربائي : هو آلة تحول الطاقة الحركية إلى طاقة كهربائية . خطوات توليد الطاقة الكهربائية في منشآت تستعمل الوقود الحفور ي : يتم حرق الوقود لجعل الماء يغلي في المراجل . -1 يتم توجيه بخار الماء الناتج على توربين التي تدور عند اصطدام البخار بها . -2 يتم نقل الدوران إلى المولد الذ ي ينتج الطاقة الكهربائية . -3
منشآت الطاقة : في أغلب دول العالم يتم توليد معظم الطاقة الكهربائية بالمولدات التي تعمل بالوقود الحفور ي كما تستعمل طاقة الرياح والطاقة المائية ) المياه الجارية والساقطة ( في توليد الطاقة الكهربائية . يتم توليد الطاقة الكهربائية في المحطات التي تعمل بحرق النفط أو في محطات الطاقة النووية من خلل سلسلة تحولت للطاقة كما في الشكل التالي :
مصادر الطاقة الطاقة ليست من صنع النسان بل هي من صنع الخالق جّل عله . -1 -2
سطح الرض يحصل على الطاقة من مصدرين هما : الشمس . الذرات المشعة الموجودة في باطن الرض . كمية الطاقة التي تصل إلى سطح الرض من الشمس أكبر كثيراً من الطاقة التي يتم توليدها في باطن الرض . الوقود الحفور ي :
من أجشكال الوقود الحفور ي : الفحم . -1 النفط . -2 الغاز الطبيعي . -3 ينتج كل من النفط والغاز الطبيعي من مخلفات المخلوقات المجهرية التي عاجشت في المحيطات قبل مليين السنين , والتي تحولت تدريجياً بفعل الحرارة والضغط . أما الفحم فقد تشّكل بعمليات مشابهة من بقايا النباتات التي عاجشت على الرض قبل مليين السنين . استخدام الوقود الحفور ي : يحرق الوقود الحفور ي لنتاج طاقة تستخدم في تشغيل السيارات وغيرها أو توليد الكهرباء . وتسمى مصادر الطاقة التي تستنفذ أسرع كثيرًا مما يتم التعويض عنها بالمصادر غير المتجددة وجميع أنواع الوقود الحفور ي مصادر غير متجددة للطاقة .
ينتج عن احتراق الوقود الحفور ي : مركبات كيميائية تسبب التلوث في الهواء ,فتسبب في أمراض الجهاز التنفسي ,وفي المطر الحمضي . -1 زيادة حرارة جو الرض بسبب كثرة غاز ثاني أكسيد الكربون . -2 الطاقة النووية : هل تتخيل أن 1كجم من الوقود النوو ي تنتج طاقة تعادل الطاقة التي ينتجها لتر واحد من الغاز الطبيعي ثلثة مليين مرة تقريباً ,ما مصدر هذه الطاقة المختزنة في كتلة صغيرة كهذه ؟ انشطار أنوية ذرات اليورانيوم غير مستقرة التي تطلق كميات هائلة من الطاقة . استخدام الطاقة النووية : توليد الطاقة الكهربائية من خلل تسخين الماء وإنتاج البخار الذ ي يدير المولد الكهربائي . مزايا استخدام الطاقة النووية : المحافظة على الوقود الحفور ي فترة أطول . -1 ل تسبب محطات الطاقة النووية تلوثا ً للهواء. -2 عيوب استخدام الطاقة النووية : كمية اليورانيوم في قشرة الرض غير متجددة ,وأن مخلفاتها – رغم قلتها – نشطة إجشعاعياً للف -1 ً السنين ,وتشكل إجشعاعاتها خطرا على حياة المخلوقات الحية . من طرائق التخزين للمخلفات النووية : وضع المخلفات في مواد مصنوعة من الخزف محكمة الغلق ,ثم وضعها في حاويات واقية ,ودفن هذه الحاويات عميقاً في الرض .
الطاقة الكهرومائية : هل تعلم أن %20تقريب ًا من الطاقة الكهربائية في العالم ناتجة عن تحويل طاقة وضع الماء الذ ي يتم احتجازه خلف السدود . الطاقة الكهرومائية من أكبر مصادر الطاقة المتجددة . تعريف المصادر المتجددة : هي المصادر الطبيعية التي تتجدد باستمرار . مزايا استخدام الطاقة الكهرومائية : الطاقة الكهرومائية ل تسبب تلوثا ً أبداً . عيوب استخدام الطاقة الكهرومائية :
تلحق ضرراً بحياة المخلوقات المائية وخاصة السماك .
المصادر البديلة للطاقة : -1 -2 -3 -4
من المصادر البديلة للطاقة : الطاقة الشمسية . طاقة الرياح . الطاقة الجوفية الحرارية . طاقة البحار والمحيطات . الطاقة الشمسية : تعد الشمس أصل كل الطاقات التي على الرض ,لذا فهي مصدر ل ينضب .
-1 -2
يتم جمع أجشعة الشمس بطريقتين : السخانات الشمسية :توجد على أسطح المنازل يتم من خللها تجميع الطاقة الشمسية وتستخدم في تسخين المياه والتدفئة . الخليا الكهروضوئية :تستخدم عادة في اللت الحاسبة وتشغيل القمار الصناعية والمحطات الفضائية .
الطاقة الجوفية الحرارية : تتزايد درجة حرارة الرض مع ازدياد العمق ,فعلى عمق 3كم تكون درجة الحرارة كافية لغلي الماء . تسمى الحرارة الموجودة في باطن الرض الطاقة الجوفية الحرارية . وتنتج أغلب الطاقة الجوفية الحرارية من :انحلل أنوية الذرات المشعة في باطن الرض . الخزانات الجوفية الحرارية : تكون الماجما ) الصخور المنصهرة ( قريبة من سطح الرض في بعض المناطق ,بحيث تصل مياه المطار والمياه الجوفية عبر التشققات الموجودة في سطح الرض إلى الصخور الساخنة ,فيسخن الماء ويتشكل البخار الذ ي يعلق تحت الضغط العالي في بعض الجيوب التي تسمى خزانات جوفية حرارية . منشآت الطاقة الجوفية الحرارية : يتم حفر البار للوصول إلى خزانات الطاقة الجوفية الحرارية في المناطق التي تكون فيها قريبة من سطح الرض ,حيث يستخدم الماء الساخن والبخار الموجود في هذه الخزانات لتوليد الطاقة الكهربائية .
الطاقة من البحار والمحيطات : لحظنا أن مستوى الماء يرتفع عند الشاطئ في أوقات معينة ,وينخفض في أوقات أخرى . يسمى ارتفاع مستوى الماء المد ,ويسمى انخفاضه الجزر ,وقد تم بناء العديد من منشآت الطاقة التي تعتمد على حركة مياه المحيطات خلل المد والجزر لتحويلها إلى طاقة كهربائية . استخدام طاقة المد والجزر : يتدفق الماء عبر توربين أثناء المد ,فيدير المولد الكهربائي ويتم الحتفاظ بالماء خلف السد. وخلل الجزر يطلق الماء الموجود خلف السد ليمر أيضاً عبر التوربين فيولد كمية أخرى من الطاقة الكهربائية .
مزايا طاقة المد والجزر: تعتبر طاقة المد والجزر من مصادر الطاقة التي ل تنضب . -1 ل تلوث البيئة . -2 عيوبها :استخدامها محدود ,نظر ًا إلى قلة الماكن التي يكون فيها فرق الرتفاع بين المد والجزر كافيا ً . طاقة الرياح : الرياح مصدر من مصادر الطاقة المتجددة التي ل تلوث الهواء مثل :طواحين الهواء التي تحول الطاقة الحركية إلى طاقة كهربائية . استخدام طاقة الرياح : ترتبط كل مروحة فيها مع مولد لتوليد الطاقة الكهربائية خلل دورانها . عيوب طاقة الرياح : تصدر أصوات مزعجة . تحتاج إلى مساحات كبيرة . تسبب قتل الطيور .
-1 -2 -3
المحافظة على الطاقة وترجشيد استهلكها: من ترجشيد الستهلك : -1 -2 -3 -4 -5
إطفاء الضواء والجهزة الكهربائية حين ل نحتاج إليها . المحافظة على البواب والنوافذ مقفلة جيدًا سواء في الحر أو البرد لمنع تسرب الحرارة إلى البيت أو منه . استخدام تقنيات العزل الحرار ي في بناء العمارات والبيوت . خفض استهلك النفط بتقليل استخدام السيارات وصيانتها مما يجعلها فعاله أكثر ول تستهلك الكثير من الوقود . إعادة تدوير الكثير من المخلفات مثل :علب اللومنيوم والزجاج والكرتون والبلستيك .
مع تحيات بلـكـ