اسباب حاجة الانسان الى الطاقة
بسم الله الرحمن الرحيم
منذ ان وجد الانسان على هذه الارض وهو يستخدم الطاقة لسد احتياجاته الضرورية. فشعور الانسان بحاجته الى الطاقة وتعلمه كيفية الحصول عليها وطريقة استخدامها تعد من الامور الفطرية والاساسية في حياة كل البشر.
واذا كانت الاساسيات في حياة الانسان الاول وحاجته الى الطاقة محدودة ويمكن الحصول عليها من مصادر بدائية مثل الحجر والخشب, وتطور لاحقا ليستفيد من طاقة الحيوانات, فانه ومع تطور الحياة البشرية اصبحت تلك الاساليب البدائية في الحصول على الطاقة غير مجدية ولا تسد كل احتياجات الانسان من الطاقة. ولذلك يبحث الانسان باستمرار ودون كلل او ملل عن مصادر جديدة للطاقة توفر له ظروف الحياة المريحة وتؤمن استمرارية بقائه على الارض.
ان اساسيات احتياجات الانسان للطاقة تتلخص في الانارة, القوة, الحرارة والبرودة. والتي يمكن استيعابها في ثلاث نقاط اساسية:
1- الانارة وتوفير الضوء
2- تسهيل عملية النقل والحركة
3- الانتقال الحراري
1. الانارة
الضوء هو ابسط انواع الاشعاع الكهرومغناطيسي الذي يوجد ضمن حدود الطول الموجي الذي يمكن للعين البشرية ان تراه. علاوة على ضوء النهار, فان الانسان يحتاج الى الانارة ليتمكن من الرؤية والحركة وتوجيه نفسه في الظروف المظلمة, كاوقات الليل.
في الماضي كان اكبر مصادر الانارة هو ضوء النهار ( ضوء الشمس ). ولذلك عند مشاهدة المباني الصناعية القديمة نجد انها تحتوي على نوافذ زجاجية في السقف, مهتمها ان تسمح للضوء بالعبور لانارة المكان دون استخدام اي وسيلة اخرى لتوفير الضوء. في الوقت الراهن تسيطر الانارة بالطاقة الكهربائية بشكل كامل, سواء داخل المباني او خارجها. مع ان هناك امكانية كبيرة للاستفادة من ضوء الشمس الطبيعي اثناء ساعات النهار.
2. الانتقال والحركة
تعتبر وسائل المواصلات من الضروريات في حياة الانسان اليومية, سواء للنقل البشري او لنقل البضائع. كذلك فان هناك حاجة ملحة لعملية النقل داخل المباني والمنشات, كنقل الوقود والمواد الصلبة والسائلة وحتى تلك الغازية.
وتكمن الحاجة للطاقة في عمليات وسائل المواصلات لامكانية تحويل طاقة الكتلة الكامنة الى طاقة حركية, وكذلك للتغلب على الاحتكاك ومقاومة الهواء.
واثناء حركة الموائع داخل الانابيب والقنوات يتكون احتكاك ما بين المائع وجدران تلك القنوات. لذلك تستخدم الطاقة لزيادة سرعة تدفق السائل ومقاومة الاحتكاك او لتسهيل عملية ارتفاعه الى مستويات اعلى.
القوة الدافعة الاكثر شيوعا لانجاز عمليات النقل تأتي من مختلف انواع المحركات.
واذا كانت عملية نقل الجسم من مستوى اعلى الى مستوى اقل انخفاضا يوفر بعض الطاقة الكامنة عند ذلك الجسم, فان الامر مختلف فيما لو انخفضت سرعة حركة الجسم حيث لا يوفر الا كمية قليلة جدا من طاقته الكامنة. وللحد من عملية التحول الى الطاقة الحركية تستخدم عادة مكابح الاحتكاك. ولكن استخدام المكابح يعني تحويل طاقتها الميكانيكية, وهي مجموع طاقة حركة المكابح مع طاقة الوضع, الى طاقة حرارية مهدورة. مع ان العلماء والمهندسين لديهم نظرة بعيدة المدى, وهي اعادة تدوير الطاقة الميكانيكية للاستخدام الفوري, مثل انه عندما يستخدم قطار كهربائي مكابحه فانه يعيد الطاقة الى امدادات الطاقة الكهربائية بحيث يستخدمها قطار اخر.
كما يمكن تدوير الطاقة الميكانيكية للاستخدام في وقت لاحق, مثلا في البطاريات الكهربائية للسيارة ذات المحرك الكهربائي.
كذلك تعددت الوسائل البشرية لنقل المعلومات من مكان الى اخر, بل من جيل ومن عصر الى اخر. فقد اعتاد الانسان على نقل الاشياء المحتوية على المعلومات مثل الكتب والمطبوعات باختلافها والرسائل والافلام والاشرطة الصوتية والصور...الخ. ولكن مع تطور التكنولوجيا وتقدمها اصبح للنقل الرقمي لمختلف المعلومات الهيمنة على كل اساليب النقل التقليدية. حيث اصبح للنقل الرقمي عن طريق اجهزة الحاسوب والهواتف وانظمة الراديو والتلفاز الافضلية من ناحية الكفاءة والسرعة في نقل المعلومات والمحافظة على موارد الطبيعة. والمشكلة الوحيدة في النقل النقلي هي انه نظرا للكم الهائل من المعلومات التي تنقل خلال فترة من الزمن قصيرة جدا لابد من توفر اجهزة حاسوب مركزية وعملاقة وتستهلك الكثير من الطاقة الكهربائية لانجاز عمليات نقل المعلومات بسهولة.
3. الانتقال الحراري
تعني الحاجة الى الحرارة او البرودة, سواء في المباني او في العمليات الصناعية, ان محتوي الطاقة في المواد الغازية او السائلة او الصلبة يتغير من حالة اولية الى حالة نهائية. هذه التغيرات يمكن ان تنقسم الى ثلاث انواع:
العملية التغير التسخين والتبريد التغير فقط في محتوى الطاقة للمواد الصلبة والغازية والسائلة, دون تغير الحالة التبخر والتكثيف التغير في محتوى الطاقة يرافقه تغير في الحالة. من الحالة السائلة الى الغازية وبالعكس. الذوبان والتصلب التغير في محتوى الطاقة يرافقه تغير الحالة. من المادة الصلبة الى السائلة وبالعكس.
وتتم عمليات الانتقال الحراري بثلاث طرق, وقد ذكرت كل وسيلة في موضوع مستقل, نذكرها هنا بايجاز:
وسيلة الانتقال الحراري التغير التوصيل يمكن للحرارة ان تخترق مناطق مختلفة من الجسم الصلب وبدرجات حرارة مختلفة. يعتمد ذلك على قابلية الجسم للانتقال الحراري. الحمل يمكن للحرارة ان تخترق احد الموائع, او تنتقل ما بين جسم صلب واحد الموائع بفعل حركة المائع التي بدورها تحدث نتيجة اختلاف الكثافة ما بين الجسمين. الاشعاع بواسطة الاشعاع الكهرومغناطيسي يمكن للحرارة ان تنتقل بين جسمين او اكثر بفعل اختلاف درجة حرارة كل جسم عن الاخر.
رد مع اقتباس
المشاركة الأصلية كتبت بواسطة Gardi
