انواع الطاقة واشكالها

انواع الطاقة واشكالها سنتحدث من خلال السطور القادمة عن انواع الطاقة واشكالها واهم مصادرها في هذه السطور التالية

مفهوم الطاقة

الطاقة هي إحدى صور الوجود، فالكون مكون من أجرام وطاقة.منذ النظرية النسبية لاينشتاين نعرف تكافؤ المادة والطاقة، فالطاقة يمكن ان تتحول إلى مادة وبالعكس يمكن للمادة أن تتحول إلى طاقة. وقد رأينا تحول المادة إلى طاقة في اختراع القنبلة الذرية.
يمكن للطاقة أن تأخذ أشكالًا متنوعة منها طاقة حرارية، كيميائية، كهربائية، إشعاعية ، نووية، طاقة كهرومغناطيسية، وطاقة حركية. هذه الأنواع من الطاقة يمكن تصنيفها بكونها طاقة حركية أو طاقة كامنة، في حين أن بعضها يمكن أن يكون مزيجًا من الطاقتين الكامنة والحركية معًا، وهذا يدرس في الديناميكا الحرارية.
جميع أنواع الطاقة يمكن تحويلها مِن شكل لآخر بمساعدة أدوات بسيطة أو أحياناً تستلزم تقنيات معقدة مثلاً من الطاقة الكيميائية إلى الكهربائية عن طريق الأداة الشائعة البطاريات أو المركمات، أو تحويل الطاقة الحرارية إلى طاقة ميكانيكية وهذا نجده في محرك احتراق داخلي، أو تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية، وهكذا.

أنواع الطاقة

-الطاقة الحرارية: تتواجد في حياتنا بشكل كبير، ويمكن أن نلاحظ وجودها في مختلف التطبيقات ومنها:
-الطاقة الناتجة عن احتراق الخشب والأوراق.
-الطاقة الناتجة عن تحريك اليدين ببعضهما البعض فتنتج طاقة حرارية نتيجة الاحتكاك.
-الطاقة الحرارية الأرضية وتكون في طبقات عميقة جدا.
-الطاقة الناتجة عن أشعة الشمس وخصوصاً في الحمامات الشمسية.
-الطاقة الكهربائية: هي حركة الإلكترونات داخل الموصل، ويمكن إنتاجها من خلال الصواعق؛ حيث توضع لواقط خاصة على أعلى المباني لجذب الشحنات الكهربائية وتخزين الطاقة في بطاريات خاصة.
-الكهرباء السكونية: الناتجة عن دلك قطعة صوف مع مسطرة بلاستيك.
-الطاقة الكهربائية: الناتجة عن المولدات، أو تحريك سلك كهربائي داخل مجال مغناطيسي.
-الطاقة الكهروميائية ويمكن إنتاجها من خلال استعمال طاقة المياه في تحريك توربينات خاصّة، وتستخدم غالباً في السدود ومجاري الأنهار.
-الطاقة الكميائية: والتي تحدث نتيجة تفاعل عدّة عناصر مع بعضها البعض، مثل التفاعل الكيميائي الذي يحدث داخل البطارية لإنتاج الطاقة الكهربائية.
-الطاقة النووية وهي الطاقة الناتجة عن ذرات الجسيمات والتحكّم في طريقة انشطارها وانقسامها، وقد استغلت مؤخراً في إنتاج الطاقة الكهربائية وخصوصاً في دول إيران وأمريكا والصين.
أشكال الطاقة
تقسم الطاقة بشكل رئيس إلى قسمين وهما:

الطاقة المتجددة

هي الطاقة التي لا تنفذ مع الوقت، وتمتاز بوفرتها وعدم تلويثها للبيئة، ويمكن استغلالها بعدة أشكال ومنها:
-الطاقة الشمسية: وهي الطاقة القادمة من أشعة الشمس، ويمكن استخدامها في إنتاج الكهرباء عن طريق الخلايا الشمسية وتخزينها في بطاريات خاصّة، أو تسخين المياه واستخدام الطاقة الشمسية في عملية الطهي باستخدام الأفران الشمسية.
-طاقة الرياح: تستخدم الرياح لإنتاج الطاقة الكهربائية عبر استخدام الطواحين الكهربائية ـ حيث تعمل الرياح على تحريك الأجنحة المركبة على مولدات كهربائية، مما يؤدي إلى إحداث طاقة حركية تولد مجالاً مغناطيسياً يعمل على تكوين التيار الكهربائي أو يما يعرف بالتيار العكسي، كما تستخدم طاقة الرياح بالشكل البسيط في عملية تجفيف الملابس بالإضافة إلى أشعة الشمس.
-طاقة المياه: هي الطاقة الحركية الناتجة من تحرّك المياه من مكان إلى آخر مثل الأنهار والسدود وأمواج البحار، حيث توضع توربينات خاصّة تولد طاقة حركية لإنتاج الطاقة الكهربائية، أو تستخدم الطاقة الحركية التي تسبّبها المياه للانتقال من مكان إلى آخر باستخدام السفن والقوارب الشراعية.
-الطاقة الحرارية الأرضية: فكما هو معروف أنّ جوف الأرض عبارة عن كتلة كبيرة من المعادن والصخور المنصهرة، فيمكن استخدام هذه الحرارة لإنتاج بخار الماء بشكل مستمر لتحريك توربينات خاصة تعمل على إنتاج الكهرباء، لكنها باهظة الثمن إذ تتطلّب معدات خاصة للحفر للوصول إلى مسافات كبيرة تحت الأرض.

الطاقة غير المتجددة

هي الطاقة التي تنفذ مع الوقت، وتعتبر بشكل عام ملوثة للبيئة، وينتج عن استخدامها عدة مخلفات تعتبر ضارة للإنسان، ومنها
-النفط: أو كما يعرف بالذهب الأسود، وهو خليط أسود يتكون من مواد عضوية ناتجة عن اتحاد عنصري الكربون والهيدروجين تحت درجة حرارة وضغط عاليين، ويمكن إنتاج الكثير من مصادر الطاقة من النفط مثل البنزين والكاز والسولار، والتي تتميّز بأنّها سريعة الاشتعال مما ينتج طاقة حرارية عالية، كما تستخدم مشتقّات النفط في تصنيع البلاستيك الصناعي والملابس أيضاً.
-الفحم الحجري: وهو عبارة عن كتل سوداء تتكون بشكل أساسي من عنصر الكربون، ويتواجد في طبقات الأرض السفلى، وهو قابل للاشتعال وقد استخدم في تحريك القطارات في العصور الوسطى، ولكنه ملوّث للبيئة بسبب الغازات المنبعثة الناتجة عن عملية الاحتراق.
-الغاز الطبيعي: يتكون من تحلل المخلفات العضوية، ويمكن إنتاجه من ترك المأكولات والمخلفات الطبيعية وبراز الحيوانات في غرفة محكمة الإغلاق لوقت طويل، فيتكون غاز الميثان القابل للاشتعال، ويتمّ إنتاج غاز الطبخ المستخدم في البيوت بعد مرور غاز الميثان بعدة عمليات من التنقية وعمليات الفصل.

أشكال الطاقة

الطاقة الكيميائية
الطاقة الكيميائية أو Chemical Energy هي إحدى أنواع الطاقة التي تنتج بشكلٍ أساسي من التفاعلات الكيميائية، كما تنتج عن احتراق كربون الخشب مع الأكسجين، ويتمّ تقديرها من خلال قانون هس، بالإضافة إلى أنّها تنتج عن طريق الاحتراق الداخلي للطائرة؛ حيث تتحول تلقائياً إلى طاقة ميكانيكية، أو من خلال شحن البطارية؛ ولا بدّ من الإشارة إلى أنّ هذه العملية يتم تحويل الطاقة الكهربائية فيها إلى طاقة كيميائية مخزنة.
الطاقة الميكانيكية
الطاقة الميكانيكية هي الطاقة التي تنتج بشكلٍ أساسي من حركة وانتقال الأجسام من مكان إلى مكان آخر، وتكون ناتجة عن انتقال الأجسام من طاقة الوضع إلى طاقة حركية، والتي تظهر بشكلٍ أساسي من خلال استخدام المروحة الكهربائية في تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية، ويتم قياسها بوحدة الجول، كما يوجد العديد من الأمثلة عليها، ونذكر منها: حركة الرياح، وظاهرة المدّ والجزر
الطاقة الحرارية
تعّدّ الطاقة الحرارية أقدم أنواع الطاقة، وتنتقل من خلال الإشعاع أو التوصيل أو الحمل، كما أنها تنتقل من الجسم الساخن إلى الجسم البارد، وتستخدم في إدارة الآلة البخارية، والصواريخ، والمحركات، كما أنها تتحول إلى الطاقة الميكانيكية عند تشغيل السيارة، أو إلى الطاقة الكهربائية عند تشغيل محطات الطاقة المختلفة، وفي القرن التاسع عشر سُميت بالترموديناميكا، ويتم قياسها بشكلٍ أساسي بالسعرة أو وحدة الجول.
الطاقة الشمسية
الطاقة الشمسية هي إحدى أنواع الطاقة الضرورية في حياة الإنسان، حيث تعدّ الشمس المصدر الرئيسيّ لها، ويُمكن اعتبارها أحد أنواع الطاقة القديمة التي استخدمها الإنسان لمزاولة نشاطاته المختلفة، وهي تتحول إلى أشكال مختلفة، حيث بإمكانها التحوّل إلى طاقة كهربائية، أو كهروضوئية وذلك من خلال استخدام ألواح الخلايا الضوئية، وقد صنفها العلماء على أن بعضها طاقة سلبية، والبعض الآخر طاقة إيجابية، وذلك حسب كيفية استخدامها.
الطاقة النووية
الطاقة النووية هي أخطر أنواع الطاقة، وتصنّع مباشرة من خلال التحكم في تفاعلات واندماج الأنوية الذرية، وتستخدم هذه الطاقة في المحطات المخصصة لتوليد الكهرباء النووية، وحسب إحصائيات عام 2009م، فقد أثبت بأنه تم تشكيل نسبة الكهرباء في العالم بنسبة حوالي 14%، وفي الوقت الحالي يتم تشغيل حوالي أكثر من 150غواصة تعمل بها.
الطاقة الكهربائية
الطاقة الكهربائية هي إحدى أنواع الطاقة التي توجد بشكلٍ أساسي في الطبيعية؛ حيث يمكن الحصول عليها من خلال الصواعق والاحتكاك، كما يمكن الحصول عليها من خلال تحويل الطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربائية مثل البطاريات، وتستخدم في العديد من المجالات الحياتية كالتدفئة، والأجهزة الكهربائية المنزلية مثل: الثلاجة، والتلفاز، ويتم قياسها عادةً بوحدة فولت.