فيزياء

حفظ الطاقة

الخلفية

يُعد‭ ‬حفظ‭ ‬الطاقة‭ ‬واحدا‭ ‬من‭ ‬أهم‭ ‬المفاهيم‭ ‬في‭ ‬علم‭ ‬الفيزياء‭. ‬وهو‭ ‬ينص‭ ‬على‭ ‬أنه‭ ‬ضمن‭ ‬نظام‭ ‬ما،‭ ‬فإن‭ ‬المقدار‭ ‬الإجمالي‭ ‬من‭ ‬الطاقة‭ ‬يظل‭ ‬ثابتاً‭. ‬ومن‭ ‬الممكن‭ ‬أن‭ ‬تتحول‭ ‬الطاقة‭ ‬من‭ ‬شكل‭ ‬إلى‭ ‬آخر،‭ ‬من‭ ‬كيميائية‭ ‬إلى‭ ‬حرارية‭ ‬مثلا،‭ ‬لكنها‭ ‬لا‭ ‬تفنى‭ ‬أو‭ ‬تستحدث‭ ‬من‭ ‬العدم‭. ‬ويُملي‭ ‬هذا‭ ‬المبدأ‭ ‬معظم‭ ‬فهمنا‭ ‬للعالم‭ ‬من‭ ‬حولنا،‭ ‬كما‭ ‬يُشكِّل‭ ‬واحدا‭ ‬من‭ ‬القوانين‭ ‬الأربعة‭ ‬للديناميكا‭ ‬الحرارية،‭ ‬وهي‭ ‬دراسة‭ ‬الحرارة‭ ‬والطاقة‭.‬

باختصار

في‭ ‬الفيزياء،‭ ‬تصف‭ ‬الطاقةُ‭ ‬القدرةَ‭ ‬على‭ ‬أداء‭ ‬العمل‭. ‬وهي‭ ‬تأتي‭ ‬في‭ ‬العديد‭ ‬من‭ ‬الأشكال‭ ‬المختلفة‭ ‬التي‭ ‬يمكن‭ ‬تقسيمها‭ ‬إلى‭ ‬مجموعتين‭: ‬الحركية‭)  ‬‭(‬الحركة)‭‬، ‭ ‬والكامنة‭)  ‬الوضع )‭. ‬وكثيرا‭ ‬ما‭ ‬يستخدم‭ ‬مثال‭ ‬البندول‭ ‬لإثبات‭ ‬حفظ‭ ‬الطاقة‭ ‬عمليا‭. ‬إذا‭ ‬رفعت‭ ‬كرة‭ ‬مربوطة‭ ‬بخيط،‭ ‬فستكتسب‭ ‬طاقة‭ ‬كامنة‭ ‬تجاذبية‭. ‬إذا‭ ‬تركت‭ ‬الكرة‭ ‬وبدأت‭ ‬في‭ ‬التأرجح‭ ‬لأسفل،‭ ‬فستنخفض‭ ‬طاقتها‭ ‬الكامنة‭ ‬التجاذبية،‭ ‬وستزداد‭ ‬طاقتها‭ ‬الحركية‭. ‬وعندما‭ ‬تمر‭ ‬بقاع‭ ‬قوسها‭ ‬وتبدأ‭ ‬في‭ ‬التأرجح‭ ‬صعودا،‭ ‬ستتباطأ‭ ‬سرعتها؛‭ ‬ستنخفض‭ ‬طاقتها‭ ‬الحركية‭ ‬وتزداد‭ ‬طاقتها‭ ‬التجاذبية‭ ‬مرة‭ ‬أخرى‭. ‬لا‭ ‬تفنى‭ ‬الطاقة،‭ ‬بل‭ ‬تتحول‭ ‬من‭ ‬نوع‭ ‬إلى‭ ‬آخر‭. ‬ومع‭ ‬كل‭ ‬اهتزاز‭ ‬للبندول،‭ ‬تنتقل‭ ‬كمية‭ ‬صغيرة‭ ‬من‭ ‬الطاقة‭ ‬أيضا‭ ‬كحرارة‭ ‬إلى‭ ‬الهواء‭ ‬المحيط،‭ ‬ولهذا‭ ‬السبب‭ ‬تتباطأ‭ ‬الكرة‭ ‬تدريجيا‭.‬

ملخص

يظل‭ ‬المقدار‭ ‬الإجمالي‭ ‬من‭ ‬الطاقة‭ ‬ثابتاً‭ ‬ضمن‭ ‬نظام‭ ‬ما‭. ‬ولذلك،‭ ‬فإن‭ ‬الطاقة‭ ‬لا‭ ‬تفنى‭ ‬ولا‭ ‬تستحدث‭ ‬من‭ ‬العدم،‭ ‬ولكن‭ ‬يمكن‭ ‬تحويلها‭ ‬من‭ ‬شكل‭ ‬إلى‭ ‬آخر‭.‬

يوليوس‭ ‬ماير

وصف‭ ‬الطبيب‭ ‬الألماني‭ ‬يوليوس‭ ‬ماير‭ ‬Mayer‭ ‬قانون‭ ‬حفظ‭ ‬الطاقة‭ ‬لأول‭ ‬مرة‭ ‬في‭ ‬القرن‭ ‬التاسع‭ ‬عشر‭. ‬وقد‭ ‬بدأ‭ ‬ماير‭ ‬تجاربه‭ ‬عندما‭ ‬كان‭ ‬طفلا،‭ ‬إذ‭ ‬أراد‭ ‬صنع‭ ‬جهاز‭ ‬يمكنه‭ ‬ضخ‭ ‬المياه‭ ‬حول‭ ‬ساقية‭ ‬Water wheel‭ ‬باستخدام‭ ‬الطاقة‭ ‬التي‭ ‬تولدها‭ ‬العجلة‭ ‬نفسها‭ ‬–‭ ‬جوهريا‭ ‬آلة‭ ‬تزوّد‭ ‬نفسها‭ ‬بالطاقة،‭ ‬والتي‭ ‬تولّد‭ ‬الطاقة‭ ‬من‭ ‬العدم‭. ‬وعلى‭ ‬الرغم‭ ‬من‭ ‬جميع‭ ‬محاولاته،‭ ‬لم‭ ‬يتمكن‭ ‬من‭ ‬إيجاد‭ ‬حل‭. ‬وعندما‭ ‬صار‭ ‬بالغا،‭ ‬حوّل‭ ‬اهتمامه‭ ‬إلى‭ ‬الطاقة‭ ‬التي‭ ‬ينتجها‭ ‬الجسم‭ ‬البشري‭. ‬وقد‭ ‬استخدم‭ ‬ملاحظاته‭ ‬لتحديد‭ ‬العلاقة‭ ‬بين‭ ‬الطاقة‭ ‬الحرارية‭ ‬والطاقة‭ ‬الميكانيكية،‭ ‬فخلص‭ ‬إلى‭ ‬أن‭ ‬الكائنات‭ ‬الحية‭ ‬هي‭ ‬مجرد‭ ‬آلات،‭ ‬وأنها‭ ‬أيضا‭ ‬لا‭ ‬تستطيع‭ ‬توليد‭ ‬الطاقة‭ ‬من‭ ‬العدم‭.‬

اظهر المزيد

مقالات ذات صلة

تعليق واحد

  1. ان موضوع الطاقة واسع جدا ومتشعب وتناوله بهذه الطريقة اراه مجحفا في حق الطاقة وانحفاضها
    ان مبدأ انحفاظ الطاقة اخد المبادئ الاساسية للفيزياء مثله مثل مبدا الفعلين المتبادلين ( المعروف سابقا بمبدأ الفعل ورد الفعل ) ومبدأ انحفظ الشحنة و مبدأ انحفاظ المادة
    ان مبدأ انحفاظ الطاقة يدعونا بالحديث عن الطاقة وماهيتها بالدرجة الاولى فالطاقة هي ذلك المقدار الفيزيائي الحقيقي ( غير شعاعي)
    في‭ ‬الفيزياء،‭ ‬تصف‭ ‬الطاقةُ‭ ‬القدرةَ‭ ‬على‭ ‬أداء‭ ‬العمل فالعمل والحرارة و الاشعاع و الكهرباء انماط تحولات الطاقة الاساسية
    اما اشكال الطاقة نذكر منها الطاقة الحركية Ec المرتبطة بالحركة ( السرعة v ) و الطاقة الكامنة Ep ( التي تتنوع الى ثلاثة اشكال وهي الثقالية( الجادبية) Eppو المرونية ُEpe والفتلية Ept) المرتبطة بوضعية الجملة الميكانيكية المدروسة ) و الطاقة الداخلية Ei
    تغيرات الطاقة ينتج عنها عمل W(F اما القوة F كمقدار فيزيائي شعاعي مشتقة من الحقل
    نعود الى مبدأ انحفاظ الطاقة الذي ينص على ان الطاقة كمقدار حقيقي لاتفنى ولا تستحدث أي بتعبير اخر نقول ان الطاقة لالا تنعدم ولا تنشأ من العدم ( أي جملة تغيرت طاقتها بين لحظتين زمنيتين اكيد اما اكتسبتها من جملة اخرى او قدمتها الى جملة اخرى اثناء هذا التغيير ) فالا خير تبقى طاقة الجملة والنظام المحيط بتلك الجملة ثابتة بمرور الزمن وذلك لجملة معزولة طاقويا اما اذا كانت الجملة غير معزولة أي تتبادل طاقة من الوسط الخارجي فانها بالضرورة طاقتها تتغير اما بالظيادة او بالنقصان فالانسان حاليا وعلى مر الزمان يبحث عن جملة تبقى طاقتها محفوظة الى الابد وهذا لم يتحقق لحد الساعة اغلب الجملة المتوصل اليها لتحقق طاقة دائمة ولا تتغير بمرور الزمن لجملة ما لابد علينا من تغذية خارجية
    وللحديث بقية في الحلقات القادمة انشاء الله اخوكم ومحبكم علي الصادق طولقة الجزائر

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

زر الذهاب إلى الأعلى
إغلاق
إغلاق