أنواع الطاقة: هذه هي الطرق العشرون التي تظهر فيها الطاقة نفسها

يوجد نوعان أساسيان من الطاقة في الفيزياء والكيمياء: الخواص الحركية والإمكانيات.

الطاقة الحركية هي الطاقة المرتبطة بالحركة. يمكننا رؤيته في الطبيعة في مياه الأنهار ، أو الأمواج على الشاطئ ، أو الرياح أو تسخين الأشياء.

الطاقة الكامنة ، من جانبها ، تعتمد على حالة الجسم فيما يتعلق بالإشارة. على سبيل المثال ، صخرة أعلى جبل لديها طاقة وضع أعلى من نفس الصخرة في قاعدة الجبل.

20 طريقة تعبر بها الطاقة عن نفسها

يمكن أن تحدث الطاقة الحركية والمحتملة بطرق متنوعة في الطبيعة ، كما سنرى أدناه.

1. طاقة شمسية

مصدر الطاقة الشمسية الاندماج النووي للهيدروجين. في الشمس ، تندمج أربع نوى هيدروجين (أربعة بروتونات) في نواة هيليوم ، والتي لها كتلة أقل من نوى الهيدروجين الأربعة.

يتم تحويل الطاقة من عملية الاندماج النووي إلى طاقة مشعة. يسافر عبر الفضاء على شكل موجات كهرومغناطيسية فوق بنفسجية وضوء مرئي وأشعة تحت حمراء. تعتمد الحياة على الأرض بشكل أساسي على الطاقة الشمسية.

2. طاقة مشعة

الإشعاع مثل الضوء والأشعة السينية والحرارة هي أشكال من الطاقة التي نعرفها طاقة مشعة. تظهر على شكل موجات كهرومغناطيسية تنشأ من الاهتزاز المتزامن للإلكترونات في مجال كهربائي ومغناطيسي. تنتقل هذه الموجات عبر الفضاء بسرعة الضوء 300000 كم / ثانية.

3. الطاقة النووية

ال الطاقة النووية هو الذي يتم تخزينه في نواة الذرة ، نتيجة للقوى التي تمسك البروتونات والنيوترونات معًا.

في تفاعل نووي ، تتحول الذرة إلى ذرة مختلفة مع إطلاق الطاقة ، إما من خلال الاضمحلال الإشعاعي أو الانشطار النووي أو الاندماج النووي.

في حالة الانشطار النووي ، تستقبل النواة الثقيلة نيوترونًا يجعلها غير مستقرة ، وتطلق طاقة وذرتين جديدتين.

4. الطاقة الكيميائية

شكل آخر من أشكال الطاقة الكامنة هو ما نحصل عليه بين الذرات التي تتجمع معًا. هذا ال الطاقة الكيميائية، والتي تعتمد على التركيب الذري والقوى الجاذبة في روابط الجزيء. يمكن إطلاق الطاقة الكيميائية من خلال تفاعل كيميائي.

على سبيل المثال ، البنزين عبارة عن خليط من الهيدروكربونات التي عندما تخضع لتفاعل احتراق ، تطلق طاقتها الكيميائية إلى طاقة حرارية ، والتي تُستخدم لتشغيل المحركات. يتم إطلاق الطاقة الكيميائية للبنزين عن طريق الاحتراق داخل المكابس ، مما ينتج عنه حركة.

5. طاقة الربط

طاقة الربط في الكيمياء هي قياس قوة الرابطة بين ذرتين. يتم حسابه تجريبيًا عن طريق قياس الحرارة اللازمة لتحطيم جزيء مول من الجزيئات إلى ذراتها الفردية. كلما زادت طاقة الربط ، كلما كانت الذرات أقوى وأقرب.

على سبيل المثال ، في جزيء الماء H-O-H ، فإن طاقة الربط تساوي 460 كيلو جول لكل مول (kJ / mol) ، وهو ما يساوي نقول إنها الطاقة المطلوبة لكسر الرابطة بين الأكسجين وذرتين من الهيدروجين في مول واحد من ماء.

6. الطاقة الكهربائية

الطاقة الكهربائية هي نتاج جذب الجسيمات الموجبة والسالبة الشحنة وحركة الشحنات الكهربائية التي تتجلى في كهرباء. إنه شكل من أشكال الطاقة الكامنة والحركية.

في الذرات ، يمكن للإلكترونات سالبة الشحنة أن تتحرك بحرية في مواد معينة تسمى الموصلات. ما نعرفه هو حركة أو تدفق هذه الإلكترونات التيار الكهربائي.

الكهرباء هي محرك الحضارة الحديثة كما نعرفها اليوم. توجد الطاقة الكهربائية في المعدات الكهربائية والإلكترونية ، وفي وسائل النقل لدينا ، وفي وسائل الترفيه لدينا والعديد من الأنشطة البشرية الأخرى.

7. طاقة الجاذبية الكامنة

الطاقة الكامنة للجاذبية هي أحد أشكال الطاقة الكامنة. في هذه الحالة ، نستخدم كـ مرجع الجسم الأرض التي يرتبط بها مجال الجاذبية. تمارس الأرض قوة جذب على الأشياء باتجاه مركزها. هذا هو السبب في أننا نقول أن الأشياء "تقع".

8. طاقة تفكك الرابطة

تُستخدم طاقة تفكك الرابطة أو المحتوى الحراري للرابطة في الكيمياء لتحديد التغير في الطاقة الكلية للنظام. عندما تنكسر الرابطة التساهمية عن طريق التحلل ، أي في فصل الذرات تنقسم الإلكترونات بإنصاف. على سبيل المثال ، في الإيثان (C₂ح₆) ستكون طاقة التفكك لإحدى روابط C-H 423 كيلو جول / مول.

سيكون لكل رابطة في جزيء طاقة تفككها الخاصة ، لذا فإن الجزيء الذي يحتوي على أربع روابط سيحتاج إلى طاقة أكثر للكسر من الجزيء الذي لديه رابطة واحدة فقط.

9. طاقة التفعيل

في الكيمياء ، يستخدم مصطلح "طاقة التنشيط" لتعيين كمية الطاقة اللازمة لحدوث التفاعل. العديد من التفاعلات الكيميائية في الكائنات الحية لا تحدث بشكل عفوي ، لذلك يتطلب الأمر "دفعة" من الطاقة حتى تحدث. عادة ما يكون مصدر طاقة التنشيط هو الطاقة الحرارية للمحيط.

10. الطاقة الكامنة المرنة

الطاقة الكامنة المرنة هي شكل من أشكال الطاقة الكامنة من حيث صلتها بحالة أولية لجسم يمكن شده أو ضغطه أو لفه. يزيد مد الشريط المطاطي من طاقته الكامنة حتى يمكن إنجاز العمل. هذا هو مبدأ عمل السهام والمنجنيق.

11. الطاقة الميكانيكية

تجمع الطاقة الميكانيكية بين الطاقة الكامنة والطاقة الحركية ، أي ، حركة وموضع كائن ما يجتمعان معًا للقيام بالعمل. على سبيل المثال ، يكون للعربة الدوارة الموجودة على الأفعوانية طاقة ميكانيكية تمثل مجموع طاقتها الكامنة عندما تكون في قمة الجبل والطاقة الحركية عندما تكتسب السرعة. في جميع الأوقات ، ستكون الطاقة الميكانيكية هي نفسها ، وما سيختلف هو الطاقات المحتملة والحركية ، اعتمادًا على ارتفاع وسرعة العربة.

قد يثير اهتمامك أيضًا الطاقة الحركية والوضعية.

12. الطاقة السليمة

الطاقة الصوتية هي الطاقة التي نحصل عليها في الصوت. ينعكس على شكل موجات تهتز من خلال الوسائط المادية مثل الماء والهواء والمواد الصلبة. إنه شكل من أشكال الطاقة الميكانيكية من حيث أنه ينطوي على اهتزاز الجسيمات والمسافة التي تقطعها.

تستخدم الطاقة الصوتية في:

• نظام الملاحة والمدى الصوتي SONAR.
• الرسم البيئي.
• الموجات فوق الصوتية بالتأثير دوبلر.

13. طاقة حرارية

يتم عرض الطاقة الحركية بطريقة واحدة في الطاقة الحرارية أو الطاقة الداخلية. أنه الطاقة الحركية لأنها مشتقة من اهتزازات أو حركة الجزيئات والذرات التي تتكون منها الأجسام. يمكننا قياس هذه الطاقة باستخدام مقياس الحرارة ، لأن درجة الحرارة هي انعكاس لهذه الحركة. سيكون للجسم عند درجة حرارة 50 درجة مئوية طاقة حرارية أكثر من نفس الجسم عند درجة حرارة 0 درجة مئوية.

ال الحرارة هي تدفق الطاقة الحرارية بين الجثث. يمكن إعطاء هذه العملية من خلال ثلاث ظواهر:

1. إشعاع: تنتقل الحرارة عن طريق الأشعة تحت الحمراء.
2. القيادة: يحدث النقل عن طريق ملامسة جسدين عند درجات حرارة مختلفة.
3. الحمل: الهواء الساخن ينقل الحرارة.

قد تكون مهتمًا بمعرفة الأشكال الثلاثة لانتقال الحرارة: التوصيل والحمل والإشعاع

14. الطاقة الحرارية الأرضية

يتوافق مع الطاقة الحرارية الجوفية حرارة الأرض، مصدر للطاقة يقع تحت السطح. على الرغم من أنه يُعتقد أن الطاقة الحرارية الأرضية تتجلى في الينابيع الساخنة والسخانات ، إلا أنها تذهب إلى أبعد من ذلك. يمكن تسخير إمكانات الطاقة المخزنة داخل الأرض من خلال الآبار الحرارية الأرضية.

كان أحد أقدم استخدامات الطاقة الحرارية الأرضية هو تدفئة الأماكن والاستجمام والعلاج باستخدام المياه الحرارية. أيسلندا هي واحدة من البلدان التي تحصل على أكبر فائدة من الطاقة الحرارية الأرضية

15. الطاقة المغناطيسية

ال الطاقة المغناطيسية إنه نتاج الطاقة لجذب الأجسام وموضعها في مجال قوة مغناطيسية قادر على القيام بالعمل. المثال الكلاسيكي الذي نحصل عليه في مغناطيسين عندما نبقيهما منفصلين. في هذه المرحلة تكون طاقتهم الكامنة المغناطيسية أكبر مما كانت عليه عندما يكونون معًا.

يحتوي كل مغناطيس على مجال مغناطيسي ، وهو منطقة العمل حيث يتم الشعور بالجاذبية ، ومنطقتين متعاكستين موجبة وسالبة ، تسمى الأقطاب المغناطيسية. يجذب القطب الموجب القطب السالب ، بينما الأقطاب المتشابهة تتنافر.

Maglevs هي خطوط سكك حديدية تتحرك بفضل الطاقة المغناطيسية. تطفو أو تطفو على منصة ممغنطة على فترات تنتج الحركة. إنه أيضًا مثال على كيفية تحويل الطاقة المغناطيسية إلى طاقة حركية.

16. قوة الرياح

عندما يتحرك الهواء هذا ما نعرفه بالريح. تم استخدام الطاقة الحركية للرياح منذ العصور القديمة لأداء مجموعة متنوعة من الوظائف ، مثل الشراع ، طحن الحبوب (طواحين الهواء) ، ومؤخرا ، لتوليد الكهرباء عن طريق التوربينات قوة الرياح.

قد يثير اهتمامك أن ترى مزايا وعيوب طاقة الرياح.

17. طاقة مياه البحر

تستفيد الطاقة الحركية للتيارات البحرية من صعود وهبوط مياه البحر الناتجة عن قوى الجاذبية للشمس والقمر على شكل طاقة مياه البحر.

18. الطاقة الزرقاء

ال الطاقة من المحيط تعرف بالطاقة الزرقاء وتشمل:

• طاقة المد والجزر ،
• طاقة التيارات ،
• طاقة الأمواج
• الطاقة الحرارية و
• التنافذ.

يُعد المحيط أحد أكثر مصادر الطاقة وفرة على وجه الأرض ولكنه على الأرجح الأقل استغلالًا. من الناحية النظرية ، يمكن للمحيطات توفير الطاقة لكوكب الأرض بأكمله دون تلويث أكثر موثوقية وتوقعًا من الشمس والرياح.

19. الطاقة المظلمة

الطاقة المظلمة هي أ الطاقة التي تتخلل الفضاءفي الواقع ، يمثل حوالي 70٪ من مكونات الكون. صاغ عالم الكونيات مايكل تورنر مصطلح "الطاقة المظلمة" في عام 1998 لإعطاء اسم للثابت الكوني الذي اقترحه أينشتاين في بداية القرن العشرين.

في نهاية القرن العشرين ، قامت مجموعتان من علماء الفلك بدراسة سطوع نوع معين من المستعرات الأعظمية ، المستعر الأعظم Ia. هذه هي النجوم القزمة البيضاء التي تنفجر بكثافة وسطوع تبدو وكأنها مليار شموس.

وجدت كلتا المجموعتين أن سطوع المستعرات الأعظمية كان أقل كثافة مما كان متوقعًا ، أي أنها كانت أبعد من التقدير الأولي الذي تم الحصول عليه لكون من المادة فقط. يفسر هذا التوسع المتسارع للكون بمكون له ضغط سلبي قوي يسمى الطاقة المظلمة.

20. طاقة المادة

في عام 1905 ، قدم ألبرت أينشتاين "نظرية النسبية الخاصة" ، حيث اشتق معادلته الشهيرةه = مك²، يسمى أحيانًا قانون معادلة الكتلة والطاقة. تشير هذه الصيغة إلى أن كتلة الجسم (م) مقياس لمحتوى الطاقة (و) وسرعة الضوء في الفراغ (ج) ثابت يساوي حوالي 300 مليون متر في الثانية.

تحول العناصر المشعة جزءًا من كتلتها إلى طاقة. باستخدام هذه الصيغة ، يمكنك حساب الطاقة المنبعثة في تفاعل نووي ، وهي طاقة الربط التي تحافظ على نواة الذرة مضغوطة.

قد تكون أيضا مهتما ب:

• المادة و الطاقة
• الطاقات المتجددة وغير المتجددة
• الموارد المتجددة وغير المتجددة