تحول الطاقة تحويل الطاقة في الفيزياء ، الطاقة هي مقدار الشغل الذي تقوم به قوة أو سرعة أي طاقة حركية في نظام ما ، بغض النظر عن شروط التحول التي تمليها الإنتروبيا.^[1][2][3] تحدث التغييرات في الطاقة الإجمالية للنظام عن طريق إضافة أو طرح الطاقة من النظام مع بقاء الطاقة ولا تموت وفقًا للقانون الأول للديناميكا الحرارية. وفقًا للنظرية النسبية الخاصة ، تتغير طاقة النظام مع كتلته ، والكتلة الكلية للنظام هي مقياس للطاقة.

مقدمة[عدل]

تتغير الطاقة وتتخذ أشكالاً عديدة. نستخدم أحيانًا أنواعًا مختلفة من الطاقة لأداء العمليات الميكانيكية مثل تشغيل الآلات والإضاءة والتدفئة والتدفئة. على سبيل المثال ، يحول محرك الاحتراق الداخلي الطاقة الكيميائية المخزنة في البنزين عن طريق الاحتراق بالأكسجين لتوليد الحرارة ، وهذه الحرارة تدفع مكابس المحرك ، وتولد الطاقة الحركية التي تحرك السيارة. تقوم الخلية الشمسية بتحويل طاقة أشعة الشمس إلى طاقة كهربائية ، ويمكن معها تشغيل جهاز كمبيوتر أو إضاءة أو راديو. يمكن تشغيل الراديو أو الهاتف الخلوي بواسطة بطارية مخزنة للطاقة الكيميائية.

اعتمد الإنسان البدائي على طاقة النار في الطهي والإضاءة وترهيب الحيوانات المفترسة. تتميز حضارتنا اليوم باستغلال كميات هائلة من الطاقة ، مثل الطاقة الكهربائية والطاقة المخزنة في النفط والفحم ، والاستفادة من الطاقة المخزنة في المياه من خلال بناء السدود وتحويل طاقاتها إلى طاقة كهربائية تشغل المصانع. ووسائل النقل لدينا. تشغل التلفزيون والهاتف المحمول والكمبيوتر. وتعلمنا تحويل الطاقة إلى أشكال أخرى من الطاقة حسب الحاجة.

أمثلة على تحويل الطاقة بواسطة الآلات[عدل]

على سبيل المثال ، تقوم محطة طاقة تعمل بالفحم بهذه العمليات:

1. يتم تحويل الطاقة الكيميائية الموجودة في الفحم إلى طاقة حرارية
2. يتم تحويل الطاقة الحرارية المخزنة في البخار إلى طاقة حركية
3. يتم تحويل الطاقة الحركية إلى طاقة ميكانيكية لتشغيل التوربينات
4. يتم تحويل الطاقة الميكانيكية للتوربين إلى طاقة كهربائية ، وهي الطاقة الناتجة.

في مثل هذا النظام تتميز المرحلة النهائية بأعلى كفاءة ، وتتميز المرحلتان الأولى والثانية بكفاءة متوسطة ، لكن المرحلة الثالثة تتميز بضعف الكفاءة. يعتبر توليد الكهرباء بالغاز هو الأعلى كفاءة من بين الطرق الأخرى ، ومع ذلك ، فإن كفاءة إنتاج الكهرباء في المحطات التي تعمل بالغاز هي 50٪ فقط. أما محطات البترول أو الفحم فهي أقل كفاءة.

في السيارات العادية ، يتم تحويل الحرارة من خلال المراحل التالية إلى طاقة حركية:

1. يتم تحويل الطاقة الكامنة في البنزين إلى حركة الغاز المتوسع عن طريق الاحتراق
2. يتم تحويل الطاقة الحركية للغاز إلى حركة خطية للمكبس
3. تتحول الحركة الخطية للمكبس إلى حركة دورانية لمحور المكبس
4. تنتقل الحركة الدورانية لمحور المكبس إلى علبة التروس
5. تنقل الحركة من علبة التروس الحركة إلى المحور الرئيسي
6. تخرج الحركة الدورانية من المحور الرئيسي إلى العجلة
7. تتحول الحركة الدورانية للعجلة إلى تحرك السيارة للأمام.

تحولات الطاقة عند ولادة الكون[عدل]

يتميز تحول الطاقة في الكون عبر الزمن بأنواع مختلفة من الطاقة التي نشأت من الانفجار العظيم. بعد إطلاق الطاقة في هذا الحدث ، بدأت في التحول إلى أشكال نشطة أخرى مثل الطاقة الحركية والطاقة المشعة عندما تفتح ظروف هذه التحولات. تم توليد الطاقة من خلال تكوين الهيدروجين وتجمعه في تشكيلات المجرات والنجوم والكواكب من خلال عمليات تتحكم فيها قوى الجاذبية وأحيانًا ينتج عنها طاقة حرارية. في كوكب زحل والمشتري وأورانوس على سبيل المثال ، تنشأ الحرارة فيها بسبب تقلص الكوكب وانكماش غلافه الجوي ، فضلاً عن التسبب في رياح وأعاصير فيه وموجات في البحار.

من بين تحولات الطاقة الأخرى التي نشأت عن الانفجار العظيم التحولات النووية والنشاط الإشعاعي ، والتي تطلق الطاقة المخزنة مثل اليورانيوم والثوريوم. تم تخزين هذه الطاقة (المشعة) تقريبًا أثناء تخليق العناصر ، وهي عملية تستخدم في المقام الأول مجال الجاذبية الناتج عن تقلص نجم عندما ينفجر على شكل مستعر أعظم. أدى ذلك إلى تكوين عناصر ثقيلة قبل أن يتم تجميعها في أنظمة مثل النظام الشمسي والأرض.

يتم إطلاق الطاقة المخزنة في اليورانيوم أثناء الانشطار النووي ، كما هو الحال في القنبلة الذرية ، ويتم إطلاق الطاقة المماثلة المخزنة في نوى الذرات عندما تتحلل من خلال النشاط الإشعاعي. في عملية تتحرك ببطء ، تنتج الحرارة من تحلل العناصر المشعة في قلب الأرض ، مما يتسبب في بعض الأحيان في تشكل الجبال من خلال حركات الصفائح التكتونية للقارات.

ويمثل هذا الانحدار الذي يحدث لطبقات الأرض نوعًا من طاقة الجاذبية المخزنة على شكل طاقة حرارية في الأرض ، والتي تظهر أحيانًا كطاقة حركية للانهيارات الأرضية أثناء الزلازل وثورات البراكين. تنتج الزلازل أيضًا طاقة كامنة مخزنة في الصخور ، ويرجع مصدرها أيضًا إلى الطاقة المنبعثة من النشاط الإشعاعي للعناصر الثقيلة في قلب الأرض.

ثم تأتي سلسلة من التحولات التي بدأت بعد خلق الكون من خلال الاندماج النووي للهيدروجين في الشمس والنجوم الأخرى. في تلك الحقبة الأولى من تكوين الكون ، توسع الكون وانخفضت درجة حرارته بسرعة ، وبقي الجزء الأكبر من الهيدروجين كما هو ولم يندمج في العديد من العناصر الأثقل. هذا يعني أن الهيدروجين قد خزن الطاقة في شكل طاقة كامنة ، والتي يمكن إطلاقها أثناء الاندماج النووي. ينتج الاندماج النووي عن ارتفاع درجة الحرارة والضغط المرتفع ، ويتجمعان أثناء تقلص سحب الهيدروجين في الكون لتكوين النجوم ، ويتحول جزء من طاقة الاندماج النووي الناشئة في الشمس إلى ضوء.

ويتم تخزين جزء من أشعة الشمس كطاقة كامنة يتم تخزينها في تكوين الجبال. تظهر عندما تنهار الجبال والأنهار الجليدية وتحدث الشلالات. يتم تخزينه أيضًا في الماء ، ويتبخر الماء من المحيطات ويظل مخزناً في بعض قمم الجبال بعد هطول الأمطار. سقوط المياه من التوربينات والمولدات الكهربائية.

تدفع أشعة الشمس أيضًا العديد من الظواهر الجوية على الأرض. بما في ذلك الأعاصير والأعاصير المدارية شديدة ، وتحدث عندما تكتسب مساحات كبيرة من مياه المحيط حرارة كبيرة من الشمس ، وترتفع درجة حرارتها على مدى عدة أشهر متتالية ، ثم يتم إطلاق تلك الطاقة المخزنة في الغلاف الجوي في وقت قصير عن طريق تكوين هذه الطاقة الضخمة حركات الهواء في غضون أيام قليلة ، لذلك فهي شديدة جدا وتكون تورنادو.

يتم تخزين الطاقة الشمسية أيضًا في المصنع كطاقة كيميائية عندما يتم تحويل ثاني أكسيد الكربون والماء إلى أكسجين وكربوهيدرات قابلة للاحتراق. قد تسخن هذه النباتات في الغابات عندما يضرب البرق الأشجار ويسبب الحرائق. تستخدم الطاقة المخزنة في النبات أيضًا للتغذية والعمليات الحيوية عند الإنسان والحيوان ، حيث يتم هضم جزيئات النبات وينمو الجسم ، وكذلك نشاط جسم الإنسان والحيوان ، وهنا تلعب الإنزيمات دورًا رئيسيًا في عملية الهضم.

ومن خلال كل سلاسل تحويل الطاقة تلك التي تم تخزينها كطاقة محتملة أثناء الانفجار العظيم ، وتتغير تباعاً بطرق مختلفة من العمليات الوسيطة عبر الزمن ، وفي بعض الأحيان تلتقي الوسائط المختلفة بين مراحل إطلاقها. خلال هذه الأحداث ، يتحول شكل من أشكال الطاقة إلى شكل آخر ، بما في ذلك الحرارة.

أمثلة على نقل الطاقة[عدل]

هناك العديد من الأنواع المختلفة لتحويل الطاقة من شكل إلى آخر. نقدم هنا قائمة قصيرة من الأمثلة:

• الطاقة الحرارية: (حرارة ← كهرباء)
• الطاقة الحرارية الأرضية: (الحرارة ← الكهرباء)
• الطاقة الحرارية: محرك احتراق داخلي أو محرك بخاري (حرارة ← طاقة ميكانيكية)
• الطاقة النووية: (حرارة ← كهرباء)
• السد الكهرمائي: (طاقة الجاذبية الكامنة ← الكهرباء)
• المولد الكهربائي: (الطاقة الحركية ← الكهرباء)
• خلية الوقود: (طاقة كيميائية ← كهرباء)
• البطارية: (طاقة كيميائية ← كهرباء)
• النار: (الطاقة الكيميائية ← الحرارة والضوء)
• المصباح: (كهرباء ← حرارة وضوء)
• الميكروفون: (صوت ← كهرباء)
• طاقة المد والجزر: الطاقة الحركية ← الكهرباء
• طاقة الرياح: (طاقة الرياح ← كهرباء أو طاقة حركية)
• Electroacoustic: (صوت ← كهرباء)
• الاحتكاك: الطاقة الحركية ← الحرارة

مرجع[عدل]

أنظر أيضا[عدل]

• وحدة الطاقة
• إلكترون فولت
• بولومتر
• طاقة شمسية
• إبادة
• الإنتاج الزوجي
• الكفاءة الحرارية

• بوابة الفيزياء

في كومنز ، الصور والملفات الموجودة على: Energy Transition

تم الاسترجاع من «https://en.wikipedia.org/w/index.php؟title=energy transfer & oldid = 60059261»