|
עמוד:10
تغيرات في الطاقة : تحولات طاقة وانتقالات طاقة في كثير من الأحيان نستعمل مصطلح طاقة عندما نتحدث عن استعمال موارد مختلفة ( نفط ، فحم ، غاز ، أشعة الشمس وما شابه ) لحاجات الإنسان : سفر ، تسخين ، إضاءة وما شابه . في هذه العمليات تحدث تغيرات معينة ، مثلا : في سرعة الأجسام ، في ارتفاعها ، في درجة حرارتها وغيرها ، تنطوي هذه التغيرات دائما على تغير في نوع الطاقة . وبالفعل ، فإن الطاقة تتكشف أمام ناظرينا في ظواهر الطبيعية وكذلك في ظواهر من صنع يد الإنسان ، في العمليات التي يحدث فيها تغير . في هذه العمليات تحدث تحولات طاقة – يتغير نوع الطاقة ، أو انتقال طاقة – تنتقل الطاقة من جسم إلى جسم أو من مكان إلى مكان دون أن يتغير نوعها . فمثلا ، نستطيع تمييز طاقة الحجر إذا سقط من يدنا . التغير الذي طرأ على الحجر الساقط هو تغير في نوع طاقته – تبدأ طاقة الارتفاع للحجر بالتناقص وتتحول تدريجيا إلى طاقة حركة آخذة في التزايد . مثال آخر هي طاقة الأشعة التي تصل من الشمس . نستطيع تمييز طاقة الأشعة التي تنتقل من الشمس إلينا بصورة ضوء . عندما تصطدم هذه الأشعة بأجسام مثل السيارة تسخنها ، ونحن نشعر بذلك عندما نلمس السيارة الواقفة في الشمس . في هذه العملية طاقة الأشعة التي وصلت من الشمس تحولت في السيارة إلى حرارة . لفهم موضوع تحولات الطاقة أهمية كبيرة جدا بالنسبة إلينا ، نحن البشر . نحن موجودون في عصر يتزايد فيه استهلاك الطاقة في العالم بشكل متواصل ، وعلينا أن نجد حلولا تضمن لنا ولأولادنا تزويدا متواصلا للطاقة بكميات ضرورية لبقائنا . تصل إلى الكرة الأرضية أشعة من الشمس بكميات يمكن أن تكفي جميع حاجات البشر . تتحول هذه الطاقة إلى أنواع كثيرة من الطاقة ، مثل طاقة حركة الرياح والأمواج ، طاقة كيميائية في مواد الوقود وطاقة كيميائية في الكائنات الحية . علينا أن نطور تقنيات مناسبة تمكننا من تحويل أنواع الطاقة المختلفة بنجاعة وتكاليف معقولة ، لكي يتوفر لنا المزيد من الطاقة لاستخداماتنا . بحث موضوع الطاقة وتطوير مصادر طاقة بديلة يحتل رأس سل َّ م الأولويات لدول كثيرة في العالم ، والتي تمنح ميزانيات بحث وتطوير لعلماء ولمهندسين يعملون بهذا الموضوع . قانون حفظ الطاقة تستطيع الطاقة الانتقال من جسم إلى آخر كما تستطيع تغيير نوعها ، إلا أن الكمية الإجمالية للطاقة تبقى ثابتة دائما . لا يمكن استحداث طاقة من العدم كما أنها لا تفنى . صيغت هذه الحقيقة على شكل قانون حفظ الطاقة : الكمية الإجمالية للطاقة في أي نظام معزول ( أي في نظام لا يوجد بينه وبين بيئته تبادل طاقة ) ثابتة . قوانين الحفظ ، مثل قانون حفظ الطاقة وقانون حفظ المادة ( الكتلة ، ( هي قوانين أساسية في علوم الطبيعة بشكل عام وفي الفيزياء بشكل خاص . قانون حفظ الطاقة هو قانون تجريبي يستند على معطيات جمعت خلال مشاهدات ومن تجارب أجراها علماء طوال عشرات السنين . الشمس هي مصدر الطاقة الرئيس للكرة الأرضية
|