الطاقة

هل نفدت منك الطاقة قبل ذلك؟ مثل نفاد الغاز أو فراغ البطارية؟ ولا تستطيع المتابعة؟ أحياناً لا نلاحظ الطاقة حتى تنفد. لكن ما هي الطاقة؟ الطاقة يمكن أن تكون خزانا ممتلئا بالغاز، أو جسما مرتاحا بعد وجبة دسمة، أو وجودك على قمة تلة. فقط وجودك في مكان ما يكون طاقة، كيف؟ حسنا، عند نزولك من الأعلى لأسفل التلة ستحصل على التسارع. الحركة لأسفل التلة شكل من أشكال الطاقة، وتحصل أيضا على بعض الطاقة لصعود جزء من التلة التالية! هل لاحظت ما حدث؟ الطاقة من وجودك أعلى التلة تحولت إلى طاقة حركية، ومن ثم إلى وجودك أعلى التلة ثانية! يمكن للطاقة أن تكون أشياءا مختلفة. مثل الوقود في الخزان أو الطعام في المعدة، وهذين مثالين للطاقة الكيميائية. أو الوقوف على قمة جبل مع إمكانية النزول للأسفل. وهو مثال للطاقة الكامنة. ونزولك بفعل الجاذبية لأسفل التلة هي طاقة حركية. وهناك أشكال أخرى للطاقة، مثل الحرارة، والطاقة النووية، التي نحصل عليها من محطات الطاقة النووية، والضوء أيضا طاقة، وهي الطاقة الإشعاعية، والصوت. الموجات الصوتية أيضا شكل للطاقة. للطاقة خواص رائعة، وهي أنها لا يمكن تدميرها، ولا يمكن إنشائها، ولكن يمكن فقط تحويل الطاقة من شكل لآخر. دفع فيليب لدراجته للأعلى هو تحويل الطاقة الكيميائية في جسده إلي حركة، أي إلى الطاقة الحركية. وعندما وصوله أعلى التلة، تحولت الطاقة الحركية إلى الطاقة الكامنة. والنزول للأسفل هو تحويل الطاقة الكامنة إلى الطاقة الحركية ثانية. الطاقة تتحول إلى أشكال جديدة بالتتابع. لم يتمكن فيليب من الوصول لنفس الارتفاع في التلة الثانية بعد نزوله من الأولى، وذلك لأن بعض الطاقة تسربت في صورة احتكاك على الطريق وتحولت لحرارة مهدرة. هذه الأنواع من تحولات الطاقة المتتابعة في كل مكان. في محطة الطاقة النووية، تتحول الطاقة النووية لطاقة كهربائية، مع بعض الحرارة المهدرة. تعبر الطاقة الكهربائية عبر الأسلاك إلى المصباح فتتحول إلى طاقة إشعاعية، والكثير من الحرارة المهدرة. تهب الرياح في التوربينات، فتتحول الطاقة الحركية من الرياح لطاقة حركية دورانية، وبعض الحرارة المهدورة من احتكاك التوربينات، ثم يحول المولد الحركة الدورانية إلى طاقة كهربائية، مع بعض الحرارة المهدورة تشحن الكهرباء البطارية، فتتحول إلى طاقة كيميائية، وبعض الحرارة المهدورة، والبطارية تغذي المحرك بالطاقة الكهربائية. وبعض الطاقة تهدر. المحرك يحول الطاقة الكهربائية إلى حركية، وبعض الحرارة المهدورة بالطبع، وهكذا... كل جزءِِ من السلسلة هو عملية تحول للطاقة. يدخل نوع من الطاقة، ثم يحدث شيء ما، ثم يخرج نوع جديد من الطاقة، وبعض الطاقة المهدورة. إذا قسنا كمية الطاقة الناتجة من أي عملية وقسمناها على الطاقة الداخلة فسنحصل على مقياس لنسبة فعالية العملية، ويسمى هذا بالكفاءة. فقد طاقة أكثر في is spilled in the العملية يعني كفاءة أقل. يمكننا قياس كفاءة عملية واحدة أو سلسلة عمليات كهذه. بعض طرق توليد الكهرباء فعالة جدا. مثلا، محطة الطاقة المائية تحول أكثر من 90 في المئة من الطاقة الحركية للماء إلى كهرباء. بينما محطة توليد الطاقة بالفحم بالكاد تصل للثلث، وذلك لأن الحرارة شكل فوضوي جدا للطاقة. تتحرك الجسيمات وتهتز في كل الاتجاهات بشكل عشوائي. بينما الطاقة الكهربائية وطاقة مياه السد أكثر تنظيما من الحرارة. الإلكترونات وجزيئات الماء تتحرك في نفس الاتجاه وفي نفس الوقت، والتحول من النظام إلى العشوائية، أسهل بكثير من تحويل العشوائية إلي النظام. شيئين مهمين: الطاقة لا يمكن تدميرها أو إنشائها، ولكن يمكن تحويلها فقط. والتحول من شكل منظم إلى شكل عشوائي من الطاقة أسهل من العكس.