تحول الطاقة

تحول الطاقة (بالإنجليزية:Energy Transformation) في الفيزياء تعبر الطاقة عن كمية الشغل التي تؤدي عن طريق قوة أو سرعة أي طاقة حركية في نظام بصرف النظر عن شروط للتحول تمليها الإنتروبية.[1][2][3] تحدث تغييرات في الطاقة الكلية لنظام عن طريق إضافة أو سحب طاقة من النظام حيث أن الطاقة تبقى ولا تفنى طبقا القانون الأول للديناميكا الحرارية. وطبقا للنظرية النسبية الخاصة تتغير طاقة نظام بتغير كتلته وأن الكتلة الكلية لنظام هي مقياس للطاقة.

مقدمة

تتغير الطاقة وتأخذ صورا كثيرة. وأحيانا نستخدم أنواعا مختلفة من الطاقة لأداء تشغيل ميكانيكي مثل تشغيل الآلات، والإضاءة والتدفئة والتسخين. وعلى سبيل المثال فمحرك الاحتراق الداخلي يحول الطاقة الكيميائية المختزنة في البنزين بالاحتراق مع الأكسجين لتوليد حرارة، وتلك الحرارة تحرك مكابس المحرك مولدة طاقة حركية تحرك السيارة. وتحول الخلية الشمسية طاقة أشعة الشمس إلى طاقة كهربائية وبها يمكن تشغيل حاسوب، أو الإضاءة أو تشغيل راديو. ويمكن تشغيل الراديو أو هاتف محمول ببطارية وهي طاقة كيميائية مخزونة.

كان الإنسان البدائي يعتمد على طاقة النار للطهو والإضاءة وإرهاب الحيوانات المفترسة، أما نحن اليوم فتتسم حضارتنا باستغلال كميات هائلة من الطاقة كالطاقة الكهربائية والطاقة المخزونة في البترول والفحم، والاستفادة من الطاقة المخزونة في المياه بإقامة السدود وتحويل طاقاتها إلى طاقة كهربائية، تشغل لنا المصانع ووسائل المواصلات وتشغل التلفزيون وهاتف محمول والحاسوب. وتعلمنا تحويل الطاقة إلى صور أخرى للطاقة بحسب الاحتياج.

أمثلة لتحول الطاقة بواسطة آلات

على سبيل المثال تقوم محطة قوي كهربائية تعمل بالفحم بتلك العمليات :

  1. الطاقة الكيميائية الموجودة في الفحم تتحول إلى طاقة حرارية
  2. الطاقة الحرارية المخزونة في البخار تتحول إلى طاقة حركية
  3. وتتحول الطاقة حركية إلى طاقة ميكانيكية لتحريك توربين
  4. وتتحول الطاقة الميكانيكية للتوربين إلى طاقة كهربية وتلك هي الطاقة الناتجة.

وفي مثل ذلك النظام تتسم المرحلة النهائية بأعلى كفاءة، والمرحلة الأولى والثانية فيتسمان بكفاءة متوسطة، ولكن المرحلة الثالثة تتسم بكفاءة ضعيفة. وتعتبر توليد الكهرباء بواسطة الغاز هي أعلى كفاءة بين الطرق الأخرى ومع ذلك فتبلغ كفاءة إنتاج الكهرباء في المحطات التي تعمل بالغاز فتصل إلى 50% فقط. وأما المحطات التي تعمل بالبترول أو الفحم فهي أقل كفاءة.

ونجد في السيارات المعتادة تحول الحرارة عبر المراحل التالية إلى طاقة حركة :

  1. تتحول الطاقة الكامنة في البنزين إلى حركة الغاز المتمدد بالاشتعال
  2. طاقة الحركة للغاز تتحول إلى حركة خطية للمكبس
  3. تتحول حركة المكبس الخطية إلى حركة دورانية لمحور المكابس
  4. وتنتقل الحركة الدورانية لمحور المكابس إلى صندوق التروس
  5. وتخرج الحركة من صندوق التروس الحركة إلى المحور الرئيسي
  6. تخرج الحركة الدورانية من المحور الرئيسي إلى العجل
  7. وتتحول الحركة الدورانية للعجل إلى حركة السيارة إلى الأمام.

تحولات الطاقة عند نشأة الكون

يتميز تحول الطاقة في الكون عبر الزمن بمختلف أنواع الطاقة التي نشأت عن الانفجار العظيم. وبعد انطلاق الطاقة بهذا الحدث بدأت تتحول إلى أشكال أخرى نشطة مثل الطاقة الحركية والطاقة الإشعاعية عند انفتاح الظروف لتلك التحولات. وقد تولدت طاقة بتكون الهيدروجين وتجمعه في تشكيلات من المجرات والنجوم والكواكب خلال عمليات تحكمت فيها قوي الجاذبية ونتج عنها أحيانا طاقة حرارية. في كوكب زحل والمشتري وأورانوس على سبيل المثال فتنشأ الحرارة فيها بسبب تقلص الكوكب وتقلص أجوائها، وكذلك تتسبب في هبوب الرياح والأعاصير فيه والأمواج في البحار.

ومن تحولات الطاقة الأخرى التي نشأت عن الانفجار العظيم التحولات النووية والنشاط الإشعاعي والتي تطلق طاقة مخزونة مثل اليورانيوم والثوريوم. وكد اختزنت تلك الطاقة (الإشعاعية) أثناء تخليق العناصر، وهي عملية تستخدم بصفة أساسية مجال الجاذبية الذي يتولد من التقلص نجم أثناء أنفجاره في صورة مستعر أعظم. نتج عنها تكوين العناصر الثقيلة قبل تجمعها في أنظمة مثل المجموعة الشمسية والأرض.

وتنطلق الطاقة المخزونة في اليورانيوم أثناء الانشطار النووي كما في القنبلة الذرية، كما تنطلق طاقة مماثلة مخزونة في أنوية الذرات عند تحللها خلال النشاط الإشعاعي. وفي عملية تسير ببطء تُنتج حرارة من تحلل العناصر ذات النشاط الإشعاي الموجودة في قلب الأرض، والتي تتسبب أحيانا في تكون الجبال عن طريق تحركات الصفائح التكتونية للقارات.

تلك التعلية التي تحدث لطبقات الأرض تمثل نوعا من طاقة الجاذبية المخزونة في صورة طاقة حرارية في باطن الأرض والتي تظهر أحيانا كطاقة حركية للأنزلاقات الأرضية أثناء حدوث الزلازل واندلاع البراكين. وتنتج الزلازل أيضا طاقة وضع مخزونة في الصخور، ومصدرها يرجع أيضا إلى طاقة منطلقة من النشاط الإشعاعي للعناصر الثقيلة في قلب الأرض.

ثم تأتي سلسلة من التحولات بدأت بعد نشأة الكون خلال الاندماج النووي للهيدروجين في الشمس وفي النجوم الأخرى. وفي تلك الحقبة الأولى لتكوّن الكون تمدد الكون وانخفضت درجة حرارته سريعا بحيث بقيت الكمية العظمي من الهيدروجين على حالها ولم تندمج مكونة عناصر أثقل كثيرة. وهذا يعني أن الهيدروجين قام بتخزين طاقة في صورة طاقة وضع والتي يمكن ان تنطلق خلال الاندماج النووي. وينتج الاندماج النووي عن درجة حرارة عالية وضغط عالي تجمعا أثناء تقلص سُحب الهيدروجين في الكون لتكوين نجوم، ويتحول جزء من طاقة الاندماج النووي الناشيئ في الشمس إلى ضوء.

ومن أشعة الشمس يُختزن جزء منها كطاقة وضع تختزن في نشأة الجبال، تظهر عند حدوث انهيارات جبلية وجليدية وشلالات مائية، كما تختزن في الماء ويتبخر الماء من المحيطات ويبقى مخزونا في بعض الأعالي الجبلية بعد المطر، حيث يمكن استغلال ماء الأعالي وبناء السدود والمحطات الكهرومائية حيث يدفع الماء الساقط منها التوربينات والمولدات الكهربائية.

كذلك تدفع أشعة الشمس العديد من ظواهر الطقس على الأرض. ومنها الأعاصير والأعاصير الاستوائية شديدة، وهي تحدث عندما تكتسب مساحات كبيرة من مياه المحيط حرارة كبيرة من الشمس، وترتفع درجة حرارتها عبر عدة أشهر متتالية، ثم تطلق تلك الطاقة المخزونة إلى الجو في وقت قصير بتكوين تلك التحركات الهوائية الهائلة خلال بضعة أيام فتكون بالغة الشدة وتكون الأعاصير.

كما يخزن الطاقة الشمسية في النبات طاقة كيميائية عندما يتحول ثاني أكسيد الكربون والماء ويتحولان إلى أكسجين ومواد كربوهيدراتية قابلة للاحتراق. وقد تنطلق حرارة تلك النباتات في الغابات عندما يضرب البرق الأشجار ويتسبب في الحرائق. كما تستغل الطاقة المخزونة في النبات في التغذية والعمليات الحيوية في الإنسان والحيوان، حيث تُهضم جزيئات النبات وينمو الجسم كما ينشأ عنها نشاط جسم الحيوان والإنسان، وتلعب هنا الإنزيمات دورا رئيسيا في عملية الهضم.

ومن خلال كل تلك السلاسل لتحول الطاقة التي تخزنت كطاقة كامنة أثناء الانفجار العظيم، وتتغير تباعا بطرق مختلفة من عمليات وسطية عبر الزمن، وأحيانا تُفي أوساط مختلفة بين مراحل انطلاقها. وهخال تلك الاحداث تتحول صورة من صور الطاقة إلى صورة أخرى، ومن ضمنها الحرارة.

امثلة لتحول الطاقة

توجد أنواع كثيرة مختلفة تحول الطاقة من صورة إلى أخرى. ونعطي هنا قائمة قصيرة كأمثلة:

مراجع

  1. ^ Shinn، E.؛ et.، al. (2012). "Nuclear energy conversion with stacks of graphene nanocapacitors". Complexity. Bibcode:2013Cmplx..18c..24S. DOI:10.1002/cplx.21427.
  2. ^ Wilson، P.D. (1996). .The Nuclear Fuel Cycle: From Ore to Waste. New York: دار نشر جامعة أكسفورد.
  3. ^ Dunbar، W.؛ Mooby، S.؛ et.، al. (1995). "Exergy analysis of an operating boiling-water-reactor nuclear power station". Energy Conversion and Management. ج. 36. DOI:10.1016/0196-8904(94)00054-4.

انظر أيضا

Read other articles:

Dato Keramat Road, George Town

Road in George Town, Penang, Malaysia 5°24′47.72″N 100°19′34.17″E / 5.4132556°N 100.3261583°E / 5.4132556; 100.3261583 Dato Keramat RoadMalay: Jalan Dato KeramatChinese: 柑仔园 / 柑仔園Kam-á-huînn (Hokkien POJ)Tamil: ட்டோ கேரமாத்Maintained byPenang Island City CouncilLocationGeorge TownWest endCity centre: York Road Air Itam: Air Itam Road East endMagazine Circus (next to Komtar)ConstructionInauguration19th centur...

 

Aksara Tibet

Aksara TibetJenis aksara Abugida BahasaTibetDzongkhaLadakhiSikkimBaltiPeriodesekitar 650–sekarangArah penulisanKiri ke kananAksara terkaitSilsilahMenurut hipotesis hubungan antara abjad Aramea dengan Brahmi, maka silsilahnya sebagai berikut: Abjad Proto-Sinai Abjad Fenisia Abjad Aramea Aksara Brahmi Dari aksara Brahmi diturunkanlah:Aksara GuptaAksara SiddhaṃAksara TibetAksara turunanLimbuLepchaPhagspaISO 15924ISO 15924Tibt, 330 , ​TibetanPengkodean UnicodeNama UnicodeTibe...

 

قوائم فرق بطولة أمم أوروبا 2000

يفتقر محتوى هذه المقالة إلى الاستشهاد بمصادر. فضلاً، ساهم في تطوير هذه المقالة من خلال إضافة مصادر موثوق بها. أي معلومات غير موثقة يمكن التشكيك بها وإزالتها. (مارس 2016) القوائم التالية هي قوائم الفرق المشاركة في بطولة أمم أوروبا 2000 التي أقيمت هولندا وبلجيكا في الفترة ما بين 10...

العلاقات البالاوية الكيريباتية

العلاقات البالاوية الكيريباتية بالاو كيريباتي   بالاو   كيريباتي تعديل مصدري - تعديل   العلاقات البالاوية الكيريباتية هي العلاقات الثنائية التي تجمع بين بالاو وكيريباتي.[1][2][3][4][5] مقارنة بين البلدين هذه مقارنة عامة ومرجعية للدولتين: وجه ا...

 

L'Unità

Disambiguazione – Se stai cercando altri significati, vedi L'Unità (disambigua). l'UnitàLogoStato Italia LinguaItaliano PeriodicitàQuotidiano GenereQuotidiano politico FormatoBroadsheet FondatoreAntonio Gramsci Fondazione12 febbraio 1924 SedeVia di Pallacorda 7, Roma EditoreSocietà editrice l'Unità (1944-1994)L'Arca (1994-1998)L'Unità editrice multimediale (1998-2000)Nuova Iniziativa Editoriale S.p.A. (2001-2014) Nuova società Unità srl (2015-2022)[1] Romeo editore...

 

تبرير

التبرير عبارة عن أعذار وأسباب تبدو للنظرة العابرة مقنعة ومنطقية ولكنها ليست الأسباب الحقيقية والدوافع الفعلية وراء السلوك وهي عبارة عن تبرير لسلوك الفرد ومعتقداته الذي يعتقد هو في قرارة نفسه أنه خاطئ، فظابط الشرطة الذي يقسو على المتهمين يختلق عيوبا تبرر سلوكه نحوهم و من ...

Zlatitsa (Bulgarie)

Cet article est une ébauche concernant une localité bulgare. Vous pouvez partager vos connaissances en l’améliorant (comment ?) selon les recommandations des projets correspondants. Pour l’article homonyme, voir Zlatica. Zlatitsa Златица Le centre-ville de Zlatitsa Administration Pays Bulgarie Oblast Sofia Municipalité Zlatitsa Démographie Population 4 503 hab. (2022) Densité 67 hab./km2 Géographie Coordonnées 42° 42′ 48″ nord, 24°&...

 

Abraham Lincoln's Lyceum address

1838 speech by Abraham Lincoln An 1860 lithograph of a young Lincoln Abraham Lincoln's Lyceum Address was delivered to the Young Men's Lyceum of Springfield, Illinois on January 27, 1838, titled The Perpetuation of Our Political Institutions.[1][2] In his speech, a 28-year-old Lincoln warned that mobs or people who disrespected U.S. laws and courts could destroy the United States. He went on to say the Constitution and rule of law in the United States are the political religio...

 

2 Horatio Street

Co-op apartment in New York , U.S.2 Horatio StreetGeneral informationStatusCompletedTypeCo-op apartmentArchitectural styleArt DecoLocationat Jackson Square ParkAddress2-8 Horatio StreetTown or cityNew York, New York 10014, U.S.Coordinates40°44′19.3″N 74°0′9.5″W / 40.738694°N 74.002639°W / 40.738694; -74.002639Current tenants242 apartmentsConstruction started1929InauguratedAugust 7, 1931Renovated1959-63 west wing additionHeightTip61.88 mRoof49.68 mTechnical ...

Grosseto Airport

AirportGrosseto AirportAeroporto di Grosseto IATA: GRSICAO: LIRSSummaryAirport typeMilitary / PublicOperatorAeronautica Militare / Società di Esercizio dell'Aeroporto della Maremma S.p.A. (SEAM)ServesGrosseto, ItalyElevation AMSL15 ft / 5 mCoordinates42°45′35″N 011°04′18″E / 42.75972°N 11.07167°E / 42.75972; 11.07167MapGrossetoLocation of air base in ItalyRunways Direction Length Surface m ft 03L/21R 2,994 9,823 Asphalt 03R/21L 2,356 7,729 A...

 

1953 Avro Lincoln shootdown incident

1953 Avro Lincoln shootdown incidentPart of the Cold WarAvro Lincoln aircraft similar to the one shot down over East GermanyTypeAircraft Shot-downLocationwest of Boizenburg, East Germany53°22′40″N 10°39′40″E / 53.37778°N 10.66111°E / 53.37778; 10.66111ObjectiveIntercept RAF Avro Lincoln aircraftDate12 March 1953Executed bySoviet Air ForceCasualties7 British airmen killed The 1953 Avro Lincoln shootdown incident was the shooting down of a British Avro L...

 

Monopoly profit

Economics term Monopoly profit is an inflated level of profit due to the monopolistic practices of an enterprise.[1] Basic classical and neoclassical theory Traditional economics state that in a competitive market, no firm can command elevated premiums for the price of goods and services as a result of sufficient competition. In contrast, insufficient competition can provide a producer with disproportionate pricing power. Withholding production to drive prices higher produces addition...

コルク

この記事は検証可能な参考文献や出典が全く示されていないか、不十分です。出典を追加して記事の信頼性向上にご協力ください。（このテンプレートの使い方）出典検索?: コルク – ニュース · 書籍 · スカラー · CiNii · J-STAGE · NDL · dlib.jp · ジャパンサーチ · TWL（2017年4月） コルクを打ち抜いて作った瓶の栓 コルク（木栓、�...

 

The Underground Railroad

Cet article concerne la série télévisée. Pour le roman de Colson Whitehead sur lequel elle est basée, voir Underground Railroad. Ne doit pas être confondu avec Chemin de fer clandestin. The Underground Railroad Données clés Titre original The Underground Railroad Genre drame historique, adaptation d'un roman Création Barry Jenkins Production Barry Jenkins, Adèle Romanski, Marc Ceryak, Brad Pitt, Dede Gardner, Jérémy Kleiner, Richard Heus, Colson Whitehead Acteurs principaux T...

 

Hungary in the Eurovision Song Contest 2016

Eurovision Song Contest 2016Country HungaryNational selectionSelection processA Dal 2016Selection date(s)Heats:23 January 201630 January 20166 February 2016Semi-finals:13 February 201620 February 2016Final:27 February 2016Selected entrantFreddieSelected songPioneerSelected songwriter(s)Zé SzabóBorbála CsarnaiFinals performanceSemi-final resultQualified (4th, 197 points)Final result19th, 108 pointsHungary in the Eurovision Song Contest ◄2015 • 20...

2020年夏季奧林匹克運動會波蘭代表團

2020年夏季奥林匹克运动会波兰代表團波兰国旗IOC編碼POLNOC波蘭奧林匹克委員會網站olimpijski.pl（英文）（波兰文）2020年夏季奥林匹克运动会（東京）2021年7月23日至8月8日（受2019冠状病毒病疫情影响推迟，但仍保留原定名称）運動員206參賽項目24个大项旗手开幕式：帕维尔·科热尼奥夫斯基（游泳）和马娅·沃什乔夫斯卡（自行车）[1]闭幕式：卡罗利娜·纳亚（皮划艇）&#...

 

Kliment Voroshilov

Soviet military officer and politician (1881–1969) In this name that follows Eastern Slavic naming customs, the patronymic is Yefremovich and the family name is Voroshilov. Kliment VoroshilovКлимент ВорошиловVoroshilov in 1961Chairman of the Presidium of the Supreme Soviet of the Soviet UnionIn office15 March 1953 – 7 May 1960General SecretaryNikita KhrushchevPreceded byNikolay ShvernikSucceeded byLeonid BrezhnevPeople's Commissar for Defense of the Sovie...

 

حوار الحضارات

حوار الحضارات فكرة من أول من تكلم بها المفكر الفرنسي روجيه جارودي عبر نظريته الرائدة ومشروعه للجمع بين الحضارات المختلفة على أساس أرضية مشتركة للتفاهم على مستوى شعوب الأرض وسماه بـ' حوار الحضارات '.[1] طرح الرئيس الإيراني محمد خاتمي نظرية حوار الحضارات في سبتمبر/أيلول 1...

南環 (香港)

此條目没有列出任何参考或来源。 (2011年4月28日)維基百科所有的內容都應該可供查證。请协助補充可靠来源以改善这篇条目。无法查证的內容可能會因為異議提出而被移除。 南環的油庫 南環（英語：Nam Wan），又稱南灣[註 1]或大南灣（英語：Tai Nam Wan）[註 2]，是香港一個已消失的海灣，位於新界青衣島南面，茜草灣以南，是中華電力前青衣發電廠的所在地，現�...

 

United States Public Health Service Commissioned Corps

Federal uniformed service This article is about the uniformed service. For the HRSA program, see National Health Service Corps. United States Public Health ServiceCommissioned CorpsSeal of the USPHS Commissioned CorpsFounded16 July 1798 (1798-07-16) (226 years and 11 days)[1][2]CountryUnited StatesTypeUniformed serviceRoleMedical servicesSize6,000+ officers[3]Part of U.S. Public Health ServiceHeadquartersDivision of Commissioned Corps Pers...