معارف ومعلومات

تحول الطاقة وصور تحولها

الطاقة في الحياة هي الآلية أو الحركة التي تقودنا لاستمرارية الحياة. فالإنسان استخدم الطاقة في صورة النار منذ قرون عديدة من أجل خلق الإضاءة ومع تطور نظريات تحول الطاقة. بدأ الإنسان في اختراع الآلات وتشغيلها فمثلاً فكرة تحويل الطاقة المصقولة في البنزين عن طريق النار والأكسجين جعلتنا ننتج الحرارة. فنأخذ الطاقة الحرارية نضعها داخل محرك السيارة فتتحرك وتنتج لنا الطاقة الحركية.

كذلك طاقة أشعة الشمس يتم امتصاصها من خلال خلية شمسية وتحولها إلى طاقة كهربائية. هذه الطاقة هي ما تدير الأنوار في المنازل والماكينات بالمصانع. باختصار تَحولات الطاقة من أهم السبل للتطور والحفاظ على مسار الحضارات.

ما هو تعريف تحول الطاقة؟

الطاقة متعددة الصور والاستخدامات، فهناك طاقة متجددة نستخلصها من مصادر طبيعية لا تتقلص أو تتضاءل كطاقة الشمس والرياح. وهناك طاقة غير متجددة وهي التي يتعارك بسببها العالم كالنفط والغاز الطبيعي. لذا فالتفكير السليم اليوم يقود الأمم الراقية للبحث عن طرق تحويل للطاقة المتجددة للحصول على ما قد تنتجه لنا الطاقة غير المتجددة. على سبيل المثال اختراع سيارات تعمل بالطاقة الكهربائية بدلاً من البنزين.

فعلم الفيزياء يعتبر أن الطاقة كمية الشغل التي تبقى ولا تفنى. أما النظرية النسبية فهي ترى أن آلية تَحويل الطاقة تعتمد على إحداث تغيير في مقياس الطاقة وهي وحدة الكتلة.

الإنسان وتطور صور الطاقة

منذ بداية خلق الإنسان وهو يستغل الطبيعة التي تعتبر مصدر الطاقة. وكانت بداية اكتشاف الإنسان لها من خلال اكتشاف النار واستخدامها في طهي الطعام وإضاءة الكهوف المُظلمة. اليوم الإنسان قام بتحويل الطاقة الناتجة من النار إلى صور وطاقات جعلته يخترع التلفاز والهواتف النقالة ويُدير وسائل المواصلات ومحطات الكهرباء.

فعندما ننظر لحجم تحولات الطاقة التي تجريها محطة كهرباء تستخدم طاقة غير متجددة وهي الفحم سنجد أنها تحولها إلى طاقة حرارية، ثم تحول الحرارة الناتجة من البخار إلى طاقة حركية. ومن خلال التوربينات الموجودة بالمحطة يتم تحويل طاقة الحركة إلى طاقة ميكانيكية. بالنهاية يتم إجراء تغييرات في كتلة الطاقة الميكانيكية للحصول على طاقة الكهرباء التي صممت المحطة من أجلها.

لم يكتف الإنسان بهذا الإنجاز في البحث عن الطاقة، بل بحث عن مصدر آخر للطاقة لشحن محطات الكهرباء. لذلك وجد أن الغاز الطبيعي أفضل من الفحم والنفط في الحصول على أعلى جودة من تلك المحطات.

وعندما ننظر إلى السيارة كمثال لتحولات الطَاقة، سنجد أن محركاتها تمتص البنزين ومع الاحتراق تتحول إلى طاقة حركية. يتم بعد ذلك تحويل الطاقة الحركية إلى دورانية من خلال مكبس السيارة. من ثم تنتقل بحركة الدوران نحو التروس ثم إلى المحور الرئيسي بالسيارة ثم إلى الإطارات. لذلك تتحول طاقة الدوران إلى طاقة حركية تجعل السيارة تنطلق بالطرقات.

تاريخ تحول الطاقة بعد الانفجار العظيم

عبر الأزمان والطاقة تتشكل وتتحول من شكل لآخر خاصة بعد الانفجار العظيم هذا الانفجار هو سؤال حير العلماء العلماء. حيث إن نظرية الانفجار العظيم تشير إلى أن العالم كان كتلة كثيفة بدون ذرات أو جزيئات ولا طاقات. ثم حدث الانفجار العظيم منذ 13.8 مليار عام، الانفجار الذي تم بعده تشكيل الكون وانطلاق الطاقة.

ورغم أن هذه النظرية تفتقر للدلالة العلمية المؤكدة، إلا أن علماء الفيزياء يبرروا دائماً أن الطاقة وجدت بفضل تكتل ذرات هيدروجينية. وبفضل الجاذبية، تشكلت هذه الذرات في صورة كواكب ومجرات ونجوم، وهنا جاء تفسير وجود الطاقة الحرارية.

كما تم تفسير تحولات الطاقة المصقولة داخل اليورانيوم إلى طاقة نووية وإشعاعية. فخلال عملية الانشطار النووي تنطلق هذه الطاقة من اليورانيوم، حتى الطَاقة الإشعاعية المتولدة من باطن الأرض تتحلل وتتحول إلى طاقة حرارية، تلك الطاقة وراء حدوث الزلازل وثورة البراكين.

بعد الانفجار العظيم حدث نوع من التلاحم النووي داخل ذرات الهيدروجين داخل الشمس، كما حدث نفس التلاحم داخل النجوم. هذه التحولات تؤكد أن الكون نشأ من خلال التمدد لهذه الذرات. رغم هذا هناك ذرات هيدروجينية رفضت هذا التلاحم النووي خاصة وأن هذا التلاحم يتطلب وجود درجة حرارة عالية وأيضا الضغط المناسب لسحب ذرات الهيدروجين التي تشكل فيما بعد النجوم.

طاقة مُختزنة

أما عن طاقة الشمس كصورة من صور تحولات الطاقة. فأشعة الشمس تتوزع بشكل كبير بين مناحي الكوكب. حتى أن بعض منها يتم تخزينه بين الصخور والجبال وشلالات الماء. وعند حدوث أي كارثة كونية كهزة أرضية أو انهيار جبلي تظهر تلك الطاقة المُختزنة.

نفس الأمر يحدث مع المياه عند تبخيرها في المحيطات وتحويلها إلى سحب وأمطار. فعند سقوط الأمطار قد يبقى بعضاً منها مُختزن بالجبال من أعلى. هذه المياه يتم استغلالها كصورة من صور تحويل الطَاقة المائية إلى طاقة كهرومائية عن طريق مولدات وتوربينات.

وتعتبر الطاقة المُختزنة هي السبب خلف حدوث ظواهر الأعاصير. حيث إن الإعصار ينتج من تعرض مياه المحيطات لطاقة الشمس. يتم تخزين هذه الطاقة لشهور عديدة، فجأة تنطلق الطاقة المُختزنة مما يتسبب في حدوث طاقة حركية هوائية شديدة وهي الأعاصير.

من أنواع الطاقة البديلة الطَاقة الشمسية المُختزنة في النباتات بالغابات، تتحول داخل جسم الإنسان إلى طاقة حيوية من خلال امتصاص تلك الطَاقة المُختزنة. مما يساعد في نمو وتغذية الإنسان. فالطاقة لا تتوقف عند نقطة معينة. بل تتحور وتتأثر بالكثير من العوامل بداية بالانفجار العظيم وثورة الطبيعة حتى اختراعات البشر ونظريات الفيزياء التي ساهمت في الكثير من صور تحول الطاقة ومن أبرزها:

صور تحول الطاقة

  • طاقَة حرارية تتحول إلى طَاقة كهربائية = طَاقة كهروحرارية.
  • طَاقة حرارية تتحول إلى طَاقة ميكانيكية = طَاقة آلة بخارية أو محرك.
  • طاقَة وضع تتحول إلى طَاقة كهربائية = طَاقة كهرومائية كما يحدث في السد العالي.
  • طَاقة حرارية تَتحوّل إلى طَاقة كهربائية = طاقة مولد كهربائي.
  • طاقَة كيميائية تتحول إلى طَاقة كهربائية = خلية وقود.
  • طَاقة كيميائية تتحوّل إلى طَاقة حرارية = النار كما يحدث في القداحة.
  • طَاقَة كيميائية تتحوّل إلى طَاقة كهربائية = البطارية.
  • طَاقة حركية تتحوّل إلى طَاقة حرارية = التدفئة والاحتكاك.
  • طَاقة كهربائية تتحوّل إلى طَاقة ضوئية = المصباح.
  • طاقَة الرياح تتحوّل إلى طَاقة حركية = طَاقة الرياح.
  • طَاقة صوتية تتحوّل إلى طَاقة كهربائية = الميكروفون.
  • طاقَة صوتية تتحوّل إلى طَاقة كهربائية = طَاقة كهروصوتية.

ويستمر الإنسان في السعي خلف الاستفادة من أنواع الطاقة المتجددة والغير متجددة خوفاً من العودة للعصور الحجرية. فلو توقفت الحياة عن إنتاج وتحويل الطاقات يمكننا أن نقول وقتها بكل تأكيد أن كوكب الأرض يحتضر.

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني.

هذا الموقع يستخدم Akismet للحدّ من التعليقات المزعجة والغير مرغوبة. تعرّف على كيفية معالجة بيانات تعليقك.

مقالات ذات صلة

زر الذهاب إلى الأعلى
error: Content is protected !!