עמוד:10

10 تغيّرات في الطاقة: تحوّلات طاقة وانتقالات طاقة في كثير من الأحيان نستعمل مصطلح طاقة عندما نتحدّث عن استعمال موارد مختلفة ( نفط، فحم، غاز، أشعّة الشمس وما شابه ) لحاجات الإنسان : سفر، تسخين، إضاءة وما شابه. في هذه العمليّات تحدث تغيّرات معيّنة، مثلاً : في سرعة الأجسام، في ارتفاعها، في درجة حرارتها وغيرها، تنطوي هذه التغيّرات دائمًا على تغيّر في نوع الطاقة . وبالفعل، فإنّ الطاقة تتكشّف أمام ناظرينا في ظواهر الطبيعيّة وكذلك في ظواهر من صنع يد الإنسان، في العمليّات التي يحدث فيها تغيّر . في هذه العمليّات تحدث تحوّلات طاقة – يتغيّر نوع الطاقة، أو انتقال طاقة – تنتقل الطاقة من جسم إلى جسم أو من مكان إلى مكان دون أن يتغيّر نوعها. فمثلاً، نستطيع تمييز طاقة الحجر إذا سقط من يدنا. التغيّر الذي طرأ على الحجر الساقط هو تغيّر في نوع طاقته – تبدأ طاقة الارتفاع للحجر بالتناقص و تتحوّل تدريجيًّا إلى طاقة حركة آخذة في التزايد. مثال آخر هي طاقة الأشعّة التي تصل من الشمس. نستطيع تمييز طاقة الأشعّة التي تنتقل من الشمس إلينا بصورة ضوء. عندما تصطدم هذه الأشعّة بأجسام مثل السيّارة تسخّنها، ونحن نشعر بذلك عندما نلمس السيّارة الواقفة في الشمس. في هذه العمليّة طاقة الأشعّة التي وصلت من الشمس تحوّلت في السيّارة إلى حرارة . لفهم موضوع تحوّلات الطاقة أهمّيّة كبيرة جدًّا بالنسبة إلينا، نحن البشر. الشمس هي مصدر الطاقة الرئيس للكرة الأرضية نحن موجودون في عصر يتزايد فيه استهلاك الطاقة في العالم بشكل متواصل، وعلينا أن نجد حلولاً تضمن لنا ولأولادنا تزويدًا متواصلاً للطاقة بكمّيّات ضرورية لبقائنا. تصل إلى الكرة الأرضيّة أشعّة من الشمس بكمّيّات يمكن أن تكفي جميع حاجات البشر. تتحوّل هذه الطاقة إلى أنواع كثيرة من الطاقة، مثل طاقة حركة الرياح والأمواج، طاقة كيميائيّة في موادّ الوقود وطاقة كيميائيّة في الكائنات الحيّة. علينا أن نطوّر تقنيّات مناسبة تمكّننا من تحويل أنواع الطاقة المختلفة بنجاعة وتكاليف معقولة، لكي يتوفّر لنا المزيد من الطاقة لاستخداماتنا. بحث موضوع الطاقة وتطوير مصادر طاقة بديلة يحتلّ رأس سُلَّم الأولويّات لدول كثيرة في العالم، والتي تمنح ميزانيّات بحث وتطوير لعلماء ولمهندسين يعملون بهذا الموضوع. قانون حفظ الطاقة تستطيع الطاقة الانتقال من جسم إلى آخر كما تستطيع تغيير نوعها، إلاّ أنّ الكمّيّة الإجماليّة للطاقة تبقى ثابتة دائمًا. لا يمكن استحداث طاقة من العدم كما أنّها لا تفنى. صيغت هذه الحقيقة على شكل قانون حفظ الطاقة : الكمّيّة الإجماليّة للطاقة في أي نظام معزول ( أي في نظام لا يوجد بينه وبين بيئته تبادل طاقة ) ثابتة. قوانين الحفظ، مثل قانون حفظ الطاقة وقانون حفظ المادّة ( الكتلة ( ، هي قوانين أساسيّة في علوم الطبيعة بشكل عام وفي الفيزياء بشكل خاصّ. قانون حفظ الطاقة هو قانون تجريبيّ يستند على معطيات جمعت خلال مشاهدات ومن تجارب أجراها علماء طوال عشرات السنين.


לצפייה מיטבית ורציפה בכותר