الامارات 7 - الطاقة هي القدرة على أداء العمل، وهي موجودة في العديد من الأشكال في العلوم الطبيعية، مثل الطاقة الحرارية، الكهربائية، الحركية، النووية، الميكانيكية، والكيميائية. تُفسر الطاقة العديد من الظواهر الطبيعية مثل الرياح، الأعاصير، المطر، والبرق من خلال التحولات التي تحدث للطاقة التي تنقلها الشمس إلى الأرض. تعد الطاقة أساسية لاستمرار الحياة على كوكب الأرض، حيث تُسهم في عملية التمثيل الضوئي في النباتات من خلال تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كيميائية، التي تُستخدم في عمليات الاستقلاب للكائنات الحية غيرية التغذية. وتعد الطاقة حجر الزاوية لكافة الأنشطة البشرية والصناعية، إذ تساهم في تشغيل المصانع، وسائل النقل، وأجهزة المنازل.
على سبيل المثال، الطاقة الحرارية في المحركات البخارية تحول الطاقة الكيميائية في الوقود إلى طاقة ميكانيكية. الطاقة النووية الناتجة عن الانشطار النووي تُستخدم في توليد البخار الذي يُشغل المولدات الكهربائية أو محركات السفن والغواصات.
تنتقل الطاقة الحرارية من جسم لآخر نتيجة الفروق في درجات الحرارة، حيث تعبر عن كمية الحرارة التي تدخل أو تخرج من جسم. وهي طاقة يمتلكها جسم أو نظام بسبب حركة الجسيمات داخله. تعد الطاقة الحرارية من أهم أنواع الطاقة، وهي الشكل الأساسي الذي تتحول إليه جميع أنواع الطاقة الأخرى، وهي نوع من الطاقة الحركية لأنها تنتج عن حركة الجسيمات. على سبيل المثال، عند حرق الوقود الهيدروكربوني، يتحول الوقود إلى طاقة حرارية ومن ثم إلى طاقة ميكانيكية.
تتعدد مصادر الطاقة الحرارية، ومنها التفاعلات الكيميائية التي تولّد طاقة حرارية عند تفاعل مواد كيميائية مع بعضها البعض، مثل احتراق الوقود. كما تنتج الطاقة الحرارية أحيانًا من التحولات الميكانيكية، مثل احتكاك الأجسام. كذلك، تتحول الطاقة الكهربائية إلى طاقة حرارية عند مرور التيار الكهربائي في موصلات مقاومة. وتعتبر التفاعلات النووية مثل الانشطار النووي مصدراً رئيسياً للطاقة الحرارية، حيث تُنتج كميات هائلة من الحرارة.
من بين المصادر الأخرى للطاقة الحرارية: الطاقة الشمسية التي تأتي من تفاعلات نووية في الشمس، وحرارة باطن الأرض الناتجة عن التحلل الإشعاعي للعناصر المشعة وحرارة متبقية من تكوّن الأرض.
تنتقل الطاقة الحرارية عبر ثلاثة أنواع من الأوساط: الوسط الشفاف الذي يسمح بمرور الإشعاعات الحرارية، والوسط نصف الشفاف الذي يسمح بمرور نسبة من الإشعاعات، والوسط المعتم الذي يمتص معظم الإشعاعات ويحوّلها إلى حرارة.
على سبيل المثال، الطاقة الحرارية في المحركات البخارية تحول الطاقة الكيميائية في الوقود إلى طاقة ميكانيكية. الطاقة النووية الناتجة عن الانشطار النووي تُستخدم في توليد البخار الذي يُشغل المولدات الكهربائية أو محركات السفن والغواصات.
تنتقل الطاقة الحرارية من جسم لآخر نتيجة الفروق في درجات الحرارة، حيث تعبر عن كمية الحرارة التي تدخل أو تخرج من جسم. وهي طاقة يمتلكها جسم أو نظام بسبب حركة الجسيمات داخله. تعد الطاقة الحرارية من أهم أنواع الطاقة، وهي الشكل الأساسي الذي تتحول إليه جميع أنواع الطاقة الأخرى، وهي نوع من الطاقة الحركية لأنها تنتج عن حركة الجسيمات. على سبيل المثال، عند حرق الوقود الهيدروكربوني، يتحول الوقود إلى طاقة حرارية ومن ثم إلى طاقة ميكانيكية.
تتعدد مصادر الطاقة الحرارية، ومنها التفاعلات الكيميائية التي تولّد طاقة حرارية عند تفاعل مواد كيميائية مع بعضها البعض، مثل احتراق الوقود. كما تنتج الطاقة الحرارية أحيانًا من التحولات الميكانيكية، مثل احتكاك الأجسام. كذلك، تتحول الطاقة الكهربائية إلى طاقة حرارية عند مرور التيار الكهربائي في موصلات مقاومة. وتعتبر التفاعلات النووية مثل الانشطار النووي مصدراً رئيسياً للطاقة الحرارية، حيث تُنتج كميات هائلة من الحرارة.
من بين المصادر الأخرى للطاقة الحرارية: الطاقة الشمسية التي تأتي من تفاعلات نووية في الشمس، وحرارة باطن الأرض الناتجة عن التحلل الإشعاعي للعناصر المشعة وحرارة متبقية من تكوّن الأرض.
تنتقل الطاقة الحرارية عبر ثلاثة أنواع من الأوساط: الوسط الشفاف الذي يسمح بمرور الإشعاعات الحرارية، والوسط نصف الشفاف الذي يسمح بمرور نسبة من الإشعاعات، والوسط المعتم الذي يمتص معظم الإشعاعات ويحوّلها إلى حرارة.