محتويات
- أنواع الطاقة
- الطاقة الحركية
- الطاقة الكامنة
- الطاقة الحرارية
- ما هي الحرارة
- الطاقة الكهربائية
- الطاقة الكيميائية
- طاقة الجاذبية
- الطاقة المشعة
- الطاقة الميكانيكية
- طاقة الصوت
- الطاقة الدورانية
- الطاقة المغناطيسية
- الطاقة الكامنة الكهربائية
يتم تعريف الطاقة على أنها القدرة على القيام بالعمل ، وتأتي الطاقة بأنواع مختلفة مثل الطاقة الحركية والحرارية والكهربائية والميكانيكية ، ويمكن أن تتحول الطاقة من نوع إلى آخر ، ولكن لا يمكن أبدًا تدميرها أو إنشاؤها.
أنواع الطاقة
الطاقة الحركية
الطاقة الحركية هي طاقة الحركة ، وتمثل طاقة جسم له كتلة وسرعة ، أي جسم له كتلة ويتحرك من اتجاه إلى آخر أو يدور لديه طاقة حركية ، الجسم الدوار لديه طاقة حركية دورانية لأنه بدلاً من استخدام سرعته فإنه يستخدم سرعته الزاوية.
الطاقة الكامنة
الطاقة المحتملة هي الطاقة بسبب الموقع ، ولكن يجب أن يتم وضعها حيث يمكننا الحصول على الطاقة مرة أخرى ، على الأرض من خلال رفع شيء ما يمكننا أن نقول أن الجسم لديه طاقة كامنة بسبب وجود قوة محافظة هي الجاذبية ، ومع ذلك إذا لم نرفع الجسم ولكننا نقلناه على سطح ، فلن يكون هناك طاقة محتملة مخزنة في الجسم لأنه لا توجد قوى محافظة هنا.
الطاقة الحرارية
تمثل الطاقة الحرارية الطاقة الإجمالية لجميع الجسيمات في الجسم ، وتعتمد على درجة حرارة الجسم وعدد الجسيمات في ذلك الجسم ، كلما زاد عدد الجسيمات في درجة حرارة معينة ، زادت الطاقة الحرارية.
ما هي الحرارة
الحرارة هي نقل الحرارة من جسم أكثر دفئًا إلى جسم أكثر برودة ، نظرًا لانتقال الحرارة يبرد الجسم الأكثر دفئًا وسيسخن الجسم الأكثر برودة حتى يصل إلى نفس درجة حرارة الجسم الأكثر دفئًا.
سيتوقف نقل الحرارة عندما يكون لكلا الجسمين نفس درجة الحرارة ، ويتم قياس الحرارة بالجول (J) ، ويمكن نقل الحرارة بثلاث طرق مختلفة هم
- الحمل الحراري: ينقل الحرارة من خلال السوائل مثل السوائل والغازات (الماء ، الهواء ، إلخ) ، عندما يتم تسخين الهواء يصبح أقل كثافة ، ويبدأ في الصعود ويصبح الهواء البارد أكثر كثافة ويبدأ في التحرك لأسفل ومصدر الحرارة للهواء في غلافنا الجوي هو الشمس ، وتتسبب الحركة الصاعدة والهابطة للهواء الدافئ / البارد في الغلاف الجوي في تيار حراري يولد الرياح وأنماط الطقس المختلفة.
- التوصيل: ينقل الحرارة بين جسمين من جسيم إلى آخر دعنا نقول أننا نقوم بتسخين الحليب ، سوف تلمس جزيئات الإناء جزيئات الحليب ، ولأن الإناء ساخن ، ستتحرك الجسيمات بشكل أسرع ، عندما تلامس جزيئات الوعاء سريعة الحركة جزيئات الحليب ، ستبدأ أيضًا في التحرك بشكل أسرع ، مما يولد حرارة ويجعل الحليب ساخنًا.
- الإشعاع: هو نقل الطاقة باستخدام الموجات الكهرومغناطيسية ، يعمل الإشعاع بدون وجود مادة ، وهذا هو السبب الذي يجعلنا نشعر بإشعاع الجسم دون لمسه ، نشعر بحرارة الشمس دون لمسها ، تسمى المادة التي توصل الحرارة بشكل جيد بموصل المعادن مثال جيد هنا ، المادة التي توصل الحرارة بشكل سيئ مقابل الموصل تسمى عازل مثل الصوف ، بلاستيك ، زجاج ، إلخ.
الطاقة الكهربائية
الطاقة الكهربائية هي الطاقة المخزنة في الجسيمات المشحونة داخل المجال الكهربائي ، تقوم الجسيمات المشحونة بإنشاء المجال الكهربائي الذي يمارس قوة على الجسيمات المشحونة الأخرى داخل المجال.
يطبق المجال الكهربائي القوة على الجسيمات المشحونة مما يجعلها تتحرك للقيام بالعمل وهذا ما نسميه الطاقة الكهربائية.
الطاقة الكيميائية
الطاقة الكيميائية هي الطاقة المخزنة في مادة أو في مواد ، مثال ، تتكون الشمعة من مادة صلبة مثل الشمع أو الشحم كلاهما من المواد القابلة للاشتعال.
عندما نشعل الشمعة ، يحدث تغيير كيميائي وتتحول الطاقة الكيميائية المخزنة في الشمع أو الشحم إلى طاقة حرارية وخفيفة ، لهب الشمعة ينتج الضوء ويشع الحرارة ، ويحتوي الطعام الذي نتناوله يوميًا على طاقة كيميائية.
يتم إطلاق الطاقة عند هضم الطعام في وجود الأكسجين في الجسم ، في الواقع ، يتم إطلاق الطاقة الكيميائية عند حدوث تفاعل كيميائي.
طاقة الجاذبية
تمثل طاقة الجاذبية الطاقة الكامنة لجسم له كتلة ويتعلق بجسم ضخم بسبب وجود الجاذبية ، يشير إلى الطاقة الكامنة فيما يتعلق بمجال الجاذبية ، ويمكن حسابه إذا عرفنا كتل الجسدين والمسافة بينهما وثابت الجاذبية (G).
كمثال يمكننا أخذ كرة تسقط على الأرض من ارتفاع معين ، في هذه الحالة ، يكون لطاقة الجاذبية الكامنة (U) الصيغة التالية:
U = mgh
في هذه المعادلة (U) هي طاقة الجاذبية الكامنة (m) هي كتلة الكرة ، (g) هي تسارع الجاذبية و (h) هي المسافة بين الجسمين أي الارتفاع الذي تسقط منه الكرة إلى الارض.
الطاقة المشعة
تمثل الطاقة الإشعاعية أو الإشعاعية الطاقة المنقولة عبر الموجات الكهرومغناطيسية أو الجاذبية ، يتم قياس الطاقة المشعة بالجول (J) ، مثال يحمل ضوء الشمس طاقة مشعة تستخدمها الألواح الشمسية أو المرايا لإنتاج الطاقة الكهربائية أو الطاقة الحرارية.
تنتج الشمعة المحترقة طاقة مشعة وطاقة خفيفة وكذلك طاقة حرارية ، تشع الحرارة فعليًا في المساحة المحيطة حول الشمعة بسبب وجود اللهب.
الطاقة الميكانيكية
تشير الطاقة الميكانيكية إلى الطاقة الحركية لجسم ما بسبب حركته ، يمكننا أيضًا أن نقول أن الطاقة الميكانيكية هي طاقة محتملة لجسم ما بسبب موقعه مثال ، محرك كهربائي يحول الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية.
ويدور توربين الرياح بسبب عمل الطاقة الحركية للرياح ، ودوران المروحة الذي يتم نقله إلى المولد هو في الواقع طاقة ميكانيكية وسيقوم المولد بتحويل الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية.
طاقة الصوت
الصوت هو أيضًا شكل من أشكال الطاقة ، ويتم إنتاجه عن طريق الاهتزازات ، يمكننا سماع الأصوات المحيطة بسبب حقيقة أن الموجات الصوتية الموجودة في فضاءنا تضرب طبلة الأذن ، والتي تبدأ في الاهتزاز.
اهتزاز طبلة الأذن يجعلنا نسمع جزءًا هامًا من الأصوات المحيطة ، في الهواء ، تنتشر الموجات الصوتية بسرعة 340 مترًا / ثانية ، لذا في حالة حدوث عاصفة مع الرعد ، فإن الصوت العالي جدًا الناتج عن الرعد سيجعل النوافذ والأبواب تهتز بسبب حقيقة أن الرعد ينتج صوتًا الطاقة.
من خلال معرفة سرعة طاقة الصوت سرعة الموجات الصوتية في بيئات مختلفة يمكننا قياس المسافة بين الرعد العاصفة وبيننا بقياس الوقت بالثواني من اللحظة التي نرى فيها البرق و اللحظة التي نسمع فيها الرعد.
الطاقة الدورانية
الطاقة الدورانية هي شكل من أشكال الطاقة الحركية بسبب حقيقة أن الجسم يدور ، والطاقة الدورانية هي جزء من إجمالي الطاقة الحركية.
في حالة جسم يدور حول محور واحد دوران أحادي البعد ، فإن الطاقة الدورانية للكائن لها الصيغة التالية.
الطاقة المغناطيسية
تمتلك المغناطيس طاقة ويمكن استخدامها كألعاب وأيضًا لتشغيل أشياء كبيرة مثل السفينة الدوارة أو قطارات ماجليف عالية السرعة ، يمتلك المغناطيس طاقة مغناطيسية محتملة ، والتي يمكن استخدامها لإنشاء كميات كبيرة من الطاقة الحركية ، المجال المغناطيسي هو المنطقة المحيطة بالمغناطيس ، يحتوي أي مغناطيس على قطبين ، أحدهما القطب الشمالي والآخر القطب الجنوبي.
الأقطاب المغناطيسية المتشابهة تتنافر ، ولكن إذا جمعنا نهايات مغناطيسية مختلفة ، فستجذب بعضها البعض ، تعتمد الطاقة المغناطيسية الكامنة للمغناطيس على موقع القطبين وقوة المجال المغناطيسي والمسافة البعيدة.
تزداد الطاقة المغناطيسية الكامنة للمغناطيس عندما نجمع أقطابًا مغناطيسية متشابهة كلما كانت الأقرب هي الطاقة الكامنة المغناطيسية.
إذا قمنا بتجميع أقطاب مغناطيسية مختلفة ، فستجذب بعضها البعض وستنخفض الطاقة الكامنة المغناطيسية بشكل كبير ، تزداد الطاقة الكامنة المغناطيسية مع تحرك القطبين المتعارضين بعيدًا عن بعضهما البعض.
الطاقة الكامنة الكهربائية
لنفترض أن لدينا نظامًا يتكون من شحنتين إيجابيتين ، إذا جمعنا هاتين الشحنتين معًا ، فسوف يصدان بعضهما البعض وسيبدآن في الابتعاد عن أحدهما الآخر ، عندما يبتعدون يبدأون في اكتساب طاقة حركية يكون مصدر هذه الطاقة الحركية من الشحنتين هو الطاقة الكامنة الكهربائية ، في البداية ، في النظام كان لدينا الشحنتين الموجبتين وكان هناك طاقة كامنة كهربائية ، عندما بدأت الشحنتان الموجبتان في صد بعضهما البعض ، تحولت الطاقة الكامنة الكهربائية إلى طاقة حركية ، كلما كانت الطاقة الكهربية الأقل في النظام ، زادت الطاقة الحركية ، ومع ذلك تظل الطاقة الإجمالية في النظام كما هي
رد مع اقتباس