قانون الطاقة
الطّاقة
تُعتبر الطّاقة أحد مقوّمات الكون وتدخل في تركيب عناصره الرئيسية، وتمتاز بمرونتها وقابليتها للتحوّل والانتقال من شكل إلى آخر تحت ظروف معيّنة؛ فيمكن تحويل إحدى أشكال الطّاقة لشكل آخر يخدم غرضاً معيناً واستخداماً مختلفاً.
هناك أشكال كثيرة للطّاقة، كالطّاقة الحراريّة، والكيميائية، والنووية، والإشعاعية، والكهربائية، والحركية، وغيرها. وتمتاز بعض أشكال الطّاقة بقدرتها على الحركة.
استخدامات الطّاقة
يمكن استخدام الطّاقة بشكلها الأساسي، ويمكن تحويلها من شكل إلى آخر، وتحتاج عملية تحويل الطّاقة إلى مكوّنات وأدوات معقّدة أحياناً، ويُحّول بعضها باستخدام طرق بسيطة، ومن أشهر الأمثلة على أشكال تحويل الطّاقة هو تحويل الطّاقة الكيميائية إلى أخرى كهربائية من خلال أنواع البطاريات المختلفة، وتُستخدم البطاريات في معظم الأدوات الحديثة، وضمن نطاق واسع.
لجأ العلم الحديث لاستخدام أسلوب تحويل الطّاقة للحصول على الوقود اللازم، بعد أن شارف مخزون الوقود الأحفوري على الانتهاء، حيث تُستخدم الطّاقة الشمسية “إحدى مصادر الطّاقة المتجددة ومصدره الشّمس”، في إنتاج قدر من الطّاقة الكهربائية عبر استخدام ألواح شمسيّة مخصصة لذلك.
تتكّون الألواح الشّمسية من قطع زجاجيّة تستقبل أشعّة الشّمس، وتحوّلها إلى طاقة كهربائية بشكل مباشر، ودون وسيط. وحققت أساليب تحويل الطّاقة المستدامة نجاحاً كبيراً في إنتاج جزء من الطّاقة المستخدمة في العالم، حيث يُنتج باستخدامها ما يقارب 5% من حاجة العالم.
قانون الطّاقة
للطّاقة قانون فيزيائي ممثّل بعلاقةٍ رياضيةٍ خطيّةٍ كالآتي: E=M.C^2، ويوضّح رمز E مقدار الطّاقة، ورمز M مقدار كتلة الجسم المطلوب قياسه طاقته، ورمز C سرعة الضوء في الفراغ” وهي قيمة ثابتة”. وتقدّر كمية الطّاقة باستخدام إحدى الوحدات الآتية: الجول، والإرج، والكيلوواط ساعة، والحصان.
مصادر الطّاقة
للطّاقة العشرات من المصادر، ومنها ما يلي:
- الطّاقة الطبيعية: وتصنّف لطاقة غير متجددة أو الوقود الأحفوري المتمثّل بالغاز الحيوي، والنفط بأشكاله المتعددة، والفحم الحجري، والصخر الزيتي، وتتميّز بسهولة الاستخدام، ولكنها تعرّض الكرة الأرضية لمشاكل التلّوث، وتهدد الحياة على سطح الأرض بشكلٍ مباشر، ويعد تفاقم ثقب طبقة الأوزون من أكبر مشاكل استخدام الوقود الأحفوري.
- أمّا الطّاقة المتجددة أو المستدامة فهي الطّاقة الشّمسية، وطاقة الرياح، وطاقة المد والجزر، وطاقة الحرارة الأرضية، حيث تتميّز بحمايتها للبيئة، وعدم تعريضها لخطر التلّوث، ولكن إنتاجها صعب، ويحتاج لعناصر ماديّة وبشرية كثيرة، وذات تكلفة مرتفعة مقارنة بالوقود الأحفوري.
- الطّاقة الصناعية: وتُنتج بفضل استخدام عناصر ماديّة كمخلّفات المصانع، والكائنات الحيّة، ومن أمثلتها إنتاج الغاز الحيوي باستخدام الفضلات الزراعية ضمن شروط محددة.