بحث عن الطاقه

الطاقه هى المقدره علي القيام بعمل ما (اي احداث تغيير) ، و هنالك صور عديده للطاقة، يتمثل اهمها فالحراره و الضوء.


ضمن الاستعمال الاجتماعى : تطلق كلمه “طاقة” علي جميع ما يندرج ضمن مصادر الطاقه ، انتاج الطاقه ، و استهلاكها و كذلك حفظ موارد الطاقة. بما ان كل الفعاليات الاقتصاديه تتطلب مصدرا من مصدر الطاقه ، فان توافرها و اسعارها هى ضمن الاهتمامات الاساسيه و المفتاحيه . فالسنوات الاخيره برز استهلاك الطاقه كاحد اهم العومل المسببه و المتعلقه بالاحترار العالمى global warming مما جعلها تتحول الي قضيه اساسيه فمعظم دول العالم .


ضمن سياق العلوم الطبيعيه ، الطاقه يمن ان تاخذ اشكالا متنوعه : طاقه حراريه ، كيميائيه ، كهربائيه ، اشعاعيه ، نوويه ، و اخيرا كهرومغناطيسيه .. الخ . هذة النواع الطاقيه تصنف عاده بكونها طاقه حركيه او طاقه كامنه ، مع ان بعض نوعيات الطاقه تقاوم كهذا التصنيف مثلا : الضوء ، فحين ان نوعيات اخري من الطاقه كالحراره ممكن ان تكون مزيجا من الطاقتين الكامنه و الحركيه .


الكثير من نوعيات الطاقه هذة ممكن تحويلها Transformation من شكل لاخر بمساعده ادوات بسيطه او تقنيات معقده : من الطاقه الكيميائيه الي الكهربائيه عن طريق الاداه الشائعه البطاريات او المدخرات ، بالمقابل كذلك قام البرت اينشتاين ضمن سياق نظريه النسبيه بدمج مجالى الماده و الطاقه معا بحيث اصبح من الممكن ان تتحول الطاقه الي ما ده و بالعكس تحول الماده الي طاقه : ذلك الكشف الجديد عبر عنة بمعادلتة الشهيره E=mc2 ، ذلك التحول ترجم عمليا عن طريق الحصول علي الطاقه بعمليات الانشطار النووى او الاندماج النووي


مصطلحات الطاقه و تحولاتها مفيده جدا جدا فشرح العمليات الطبيعيه . فحتي الظواهر الطقسيه كالريح ، و المطر و البرق و الاعاصير tornado تعتبر نتيجه لتحولات الطاقه التي تاتى من الشمس علي الارض . الحياة نفسها تعتبر احد نتائج تحولات الطاقه : فعن كيفية التركيب الضوئى يتم تحويل طاقه الشمس الي طاقه كيميائيه ضمن النباتات ، يتم لاحقا الاستفاده من هذة الطاقه الكيميائيه المختزنه فعمليات الاستقلاب ضمن الطائنات الحيه غيريه التغذيه .

تحول الطاقة


ممكن تحويل الطاقه من صوره الي اخرى. فعلي سبيل المثال، ممكن تحويل الطاقه الكيميائيه المختزنه فبطاريه الجيب الي ضوء.


كميه الطاقه الموجوده فالعالم ثابته علي الدوام، فالطاقه لا تفني و لا تستحدث ، و انما تتحول من شكل الي اخر. و عندما يبدو ان الطاقه ربما استنفذت، فانها فحقيقه الامر تكون ربما تحولت الي صوره اخرى، لهذا نجد ان الطاقه هى قدره الماده للقيام بالشغل (الحركة) كنتيجه لحركتها او موضعها بالنسبه للقوى التي تعمل عليها. فالطاقه التي يصاحبها حركه يطلق عليها طاقه حركية، و الطاقه التي لها صله بالموضع يطلق عليها طاقه كامنه (جهديه او مخزنة). فالبندول المتارجح بة طاقه جهديه فنقاطة النهائية، و فكل اوضاعة النهائيه له طاقه حركيه و طاقه جهديه فاوضاعة المختلفة.


الطاقه توجد فعده اشكال كالطاقه الميكانيكية، الحرارية، الديناميكيه الحرارية، الكيميائية، الكهربائية، الاشعاعية، و الذرية. و جميع اشكال هذة الطاقات قابله للتحويل الداخلى بواسطه طرق مناسبة. و الاكل الذي نتاوله، بة طاقه كيميائيه يخزنها الجسم و يطلقها عندما نعمل او نبذل مجهودا. hey du

انواع الطاقة


تعتبر الطاقه الحيوانيه اول طاقه استعملها الانسان ففجر الحضاره عندما استعمل الحيوانات الاليفه فاعمالة بعدها شرع و استغل قوه الرياح فتسيير قواربة لافاق بعيدة. و استغل هذة الطاقه مع نمو حضارته، و استعملها كطاقه ميكانيكيه فاداره طواحين الهواء و فاداره عجلات ما كينات الطحن و مناشير الخشب و مضخات رفع الماء من الابار و غيرها. و ذلك ما عرف بالطاقه الميكانيكية.


قوه الحيوانات نجدها مستمده من الطاقه الكيميائيه الموجوده فالاكل بعد هضمة فالانسان و الحيوان. و الطاقه الكيميائيه نجدها فالخشب الذي كان يستخدم منذ القدم فالطبخ و الدفء. و فبدايه الثوره الصناعيه استعملت القوه المائيه كطاقه تشغيليه من اثناء حركيه نظم سيور و بكر و تروس لاداره الكثير من الماكينات.


نجد الطاقه الحراريه فالالات البخاريه التي تحول الطاقه الكيميائيه للوقود الي طاقه ميكانيكية. فالاله البخاريه يطلق عليها اله احتراق خارجي، لان الوقود يحرق بالخارج لتوليد البخار الذي يدير الالات من الداخل. لكن فالقرن 19 اخترعت اله الاحتراق الداخلي، مستعمله و قودا يحترق داخل الاله حسب نظام غرف الاحتراق الداخلى المباشر بها، لتصبح مصدرا للطاقه الميكانيكيه التي استغلت فعده اغراض كتسيير السفن و العربات و القطارات.


فالقرن 19 ظهر مصدر احدث للطاقة، لايحتاج لاحتراق الوقود، و هو الطاقه الكهربائيه المتولده من الدينامو (المولد). اصبحت هذة المولدات تحول الطاقه الميكانيكيه لطاقه كهربائيه التي امكن نقلها الى اماكن بعيده عبر الاسلاك، مما جعلها تنتشر، حتي اصبحت طاقه العصر الحديث و لاسيما و انها متعدده الاغراض، بعدما امكن تحويلها لضوء و حراره و طاقه ميكانيكية، بتشغيلها محركات الالات و الاجهزه الكهربائية. تعتبر طاقه نظيفه الي حد ما .


بعدها ظهرت الطاقه النوويه التي استعملت فالمفاعلات الذرية، حيث يجرى الانشطار النووى الذي يولد حراره هائله تولد البخار الذي يدير المولدات الكهربائيه او محركات السفن و الغواصات. لكن مشكله هذة المفاعلات النوويه تكمن فنفاياتها المشعة، و احتمال حدوث تسرب اشعاعى او انفجار المفاعل، كما حدث فمفاعل تشيرنوبل الشهير.


الطاقه الغير متجدده نحصل عليها من باطن الارض كسائل كما فالنفط، و كغاز كما فالغاز الطبيعي، او كماده صلبه كما فالفحم الحجري. و هى غير متجدده لانة لايمكن صنعها ثانيه او استعواضها مجددا فزمن قصير، عكس الطاقه المتجددة. مصادر الطاقه المتجدده نجدها فطاقه الكتله الحيويه التي تستمد من ما ده عضويه كاحراق النباتات و عظام الحيوانات و روث البهائم و المخلفات الزراعية. فعندما نستخدم الخشب او اغصان الاشجار او روث البهائم فاشتعال الدفايات او الافران، فهذا معناة اننا نستعمل و قود الكتله الحيويه التي تستغل كماده عضويه من النباتات و نفايات الزراعه او الخشب او مخلفات الحيوانات. و فالولايات المتحده تستغل طاقه الكتله الحيويه فتوليد 3% من مجمل الطاقه لديها لتوليد 10 الاف ميجا و ات من القدره الكهربائية.


و تستغل طاقه الحراره الارضيه لتوليد الكهرباء و التسخين. حاليا نص الطاقه المتجدده فالولايات المتحده الامريكيه تاتى من قوه دفع المياة التي تدير التوربينات، و التي تسير االمحركات لتوليد الكهرباء، كما يحدث فمصر فالسد العالي. و فامريكا تمثل كهرباء الطاقه المائيه 12% من جمله الكهرباء. و ممكن مضاعفتها الى 72 الف ميجاوات.


هنالك كذلك طاقه قوه الرياح حيث ان شفرات (الواح) كبيره تدور بالهواء فوق الابراج بحركه مروحية، و مثبت فيها مولدات كهرباء. كانت قوه الرياح تستغل فاداره طواحين الهواء و مضخات رفع المياه، كما اتبع فهولندا عندما نزح الهولنديون مساحات ما ئيه من البحر لتوسيع الرقعه الزراعيه عندهم. اسباب عدم انتشارها فالعالم اصواتها المزعجه و قتلها للطيور التي ترتطم بشفراتها السريعة، و عدم توفر الرياح فمعظم المناطق بشكل مناسب.


كذلك فخلايا الطاقه التي هى خلايا و قود الهيدروجين تنتج الكهرباء من اثناء تفاعل كهربائى كيميائى باستعمال الهيدروجين و الاوكسجين.

مصادر الطاقة


بترول


البترول عباره عن سائل كثيف، قابل للاشتعال، بنى غامق او بنى مخضر، يوجد فالطبقه العليا من القشره الارضية. و احيانا يسمي نافثا، من اللغه الفارسيه (“نافت” او “نافاتا” و التي تعنى قابليتة للسريان). و هو يتكون من خليط معقد من الهيدروكربونات، و خاصه من سلسله الكان، و لكنة يختلف فمظهرة و تركيبة و نقاوتة بشده من مكان لاخر. و هو مصدر من مصادر الطاقه الاوليه الهام للغايه (حسب احصائيات الطاقه فالعالم). البترول هو الماده الخام لكثير من المنتجات الكيميائية، بما بها الاسمدة، مبيدات الحشرات، اللدائن.

وقود


الوقود له نوعيات مختلفه من اهمها الوقود الاحفوري، و هو الذي يشمل جميع من النفط و الفحم و الغاز، و الذي استعمل باسراف منذ القرن الماضى و لا يزال يستعمل بنفس الاسراف مع ارتفاع اسعارة يوما بعد يوم، مع اضرارة الشديده للبيئة. و مثلة و قود السجيل و هو كالنفط يصبح مخلوط مع الرمال.


من نوعيات الوقود الاخري هو الوقود الخشبى و الذي يغطى استخدامة حوالى 6% من الطاقه الاوليه العالمية، و هنالك الوقود المستخرج من النفايات الحيوانيه او المياة الثقيله للمجاري، حيث بالمستطاع استعمال هذة النفايات فتوليد الطاقه بالاعتماد عليها بعد عمليات التخمير، و تستعمل فالكثير من دول العالم معالجه المياة الثقيله للاستفاده من الغازات المنبعثه لاغراض توفير الطاقة.


من الطرق الجديدة و النظيفه فتوفير الوقود النظيف ممكن ان يصبح من نباتات الاشجار سريعه النمو، او بعض الحبوب او الزيوت النباتيه او المخلفات الزراعيه او بقايا قصب سكر، امكن تحويل بعض منتجات السكر الي كحول لاستخدامة كوقود للسيارات و ايضا زيت النخيل. يتميز ذلك النوع من الوقود بانة يقلل من التلوث، حيث لا حاجه هنالك لاستخدام الرصاص فمثل ذلك النوع من الوقود لرفع اوكتان الوقود كما هو الحال فالبنزين المستحصل علية من النفط الاحفوري، و من بعدها فانة بنزين خال من الرصاص.


هنالك الوقود النووى و تحطة العديد من المشاكل و القوانين الضابطه و التي ربما لا تخلو من ازدواجيه فالمعايير و اجحاف بالسماح لاستخدامها علي البعض، اضافه لخطوره استخدامها و تاثيرها السيئ علي البيئة.

طاقه شمسية


تعتبر الطاقه الشمسيه الطاقه الام فوق كوكبنا، حيث تنبعث من اشعتها جميع الطاقات المذكوره سابقا لانها تسير جميع ما كينات و اليه الارض بتسخين الجو المحيط و اليابسه و تولد الرياح و تصريفها، و تدفع دوره تدوير المياه، و تدفيء المحيطات، و تنمى النباتات و تطعم الحيوانات. و مع الزمن تكون الوقود الاحفورى فباطن الارض. و هذة الطاقه ممكن تحويلها مباشره او بطرق غير مباشره لحراره و بروده و كهرباء و قوه محركة. اشعه الشمس اشعه كهرومغناطيسية، و طيفها المرئى يشكل 49% منها، و الغير مرئى كالاشعه الفوق بنفسجيه يشكل 2%، و الاشعه دون حمراء 49%.


الطاقه الشمسيه تختلف حسب حركتها و بعدين من الارض، فتختلف كثافه اشعه الشمس و شدتها فوق خريطه الارض حسب فصول السنه فوق نصفى الكره الارضيه و بعدين عن الارض و ميولها و و ضعها فوق المواقع الجغرافيه طوال النهار او اثناء السنة، و حسب كثافه السحب التي تحجبها، لانها تقلل او تتحكم فكميه الاشعه التي تصل لليابسة، عكس السماء الصحوه الخاليه من السحب او الادخنة. و اشعه الشمس تسقط على الجدران و النوافذ و اليابسه و البنايات و المياه، و تمتص الاشعه و تخزنها فكتله (مادة) حراريه Thermal mass. هذة الحراره المخزونه تشع بعد هذا داخل المباني. تعتبر هذة الكتله الحراريه نظام تسخين شمسى يقوم بنفس و ظيفه البطاريات فنظام كهربائى شمسى (الفولتيه الضوئية). فكلاهما يختزن حراره الشمس لتستعمل فيما بعد.


و المهم معرفه ان الاسطح الغامقه تمتص الحراره و لا تعكسها كثيرا، لهذا تسخن. عكس الاسطح الفاتحه التي تعكس حراره الشمس، لهذا لا تسخن. و الحراره تنتقل بثلاث طرق ،اما بالتوصيل conduction من اثناء مواد صلبة، او بالحمل convection من اثناء الغازات او السوائل، او بالاشعاع radiation. من هنا نجد الحاجه لانتقال الحراره بصفه عامه لنوعيه الماده الحراريه التي ستختزنه،, لتوفير الطاقه و تكاليفها. لهذا توجد عده مباديء يتبعها المصممون لمشروعات الطاقه الشمسية، من بينها قدره المواد الحراريه المختاره علي تجميع و تخزين الطاقه الشمسيه حتي فتصميم المبانى و اختيار مواد بنائها حسب مناطقها المناخيه سواء فالمناطق الحاره او المعتاده او الباردة. كما يكونون على بينه بمساقط الشمس على المبنى و البيئه من حولة كقربة من المياة و اتجاة الريح و الخضره و نوع التربة، و الكتله الحراريه التي تشمل الاسقف و الجدران و خزانات الماء. جميع هذة الاعتبارات لها اهميتها فامتصاص الحراره خلال النهار و تسربها خلال الليل.

طاقه البحار و المحيطات


هنالك مصادر نظيفه للطاقه ممكن استخدامها كوقود بديل و منها:


طاقه المد و الجزر.


طاقه الحراره الارضية.


طاقه امواج البحر.

 

• اجمل بحث عن مصادر الطاقة