أبسط تعريف للطاقة هو "القدرة على القيام بالعمل". الطاقة هي كيف تتغير الأشياء وتتحرك. إنه في كل مكان من حولنا ويأخذ كل أنواع الأشكال. يتطلب الأمر طاقة لطهي الطعام ، والقيادة إلى المدرسة والقفز في الهواء. الطاقة مطلوبة لتطور أشكال الحياة على الأرض. هناك أنواع مختلفة من الطاقة - الحرارة ، والكهرباء ، والكيميائية ، والنووية ، إلخ.
ينص قانون حفظ الطاقة على أنه لا يمكن إنشاء أو تدمير الطاقة ، ولكن يمكن تغييرها من شكل إلى آخر. إذا أخذت جميع أشكال الطاقة في الحسبان ، فإن الطاقة الإجمالية للنظام المعزول تظل ثابتة دائمًا.
هذا يعني أنه في نظام منعزل مثل الكون ، إذا كان هناك فقدان للطاقة في جزء ما منه ، فلا بد من اكتساب كمية مساوية من الطاقة في جزء آخر من الكون. تتغير الطاقة ، لكن الكمية الإجمالية للطاقة في الكون تظل كما هي.
عندما نستخدم الطاقة ، فإنها لا تختفي بل تتغير من شكل إلى آخر. على سبيل المثال ، يحرق محرك السيارة البنزين ويحول الطاقة الكيميائية في البنزين إلى طاقة ميكانيكية. مثال جيد آخر على قانون الحفاظ على الطاقة هو تغيير الخلايا الشمسية للطاقة المشعة إلى طاقة كهربائية.
عندما نلاحظ تحويلات الطاقة في حياتنا اليومية ، قد يبدو أن الطاقة تختفي باستمرار. على سبيل المثال ، إذا ركلنا كرة قدم على الأرض ، فإننا نعطي الكرة طاقة حركية. سوف يتدحرج لبعض الوقت لكنه يتوقف في النهاية. دعونا نفكر فيما قد يحدث للطاقة الحركية للكرة. عندما تتدحرج الكرة ، فإنها تحتك بالأرض. تتحول بعض الطاقة الحركية إلى حرارة نتيجة الاحتكاك. تتغير بعض طاقة الكرة أيضًا إلى طاقة صوتية يمكنك سماعها أثناء تحرك الكرة. على الرغم من أن الكرة تفقد الطاقة الحركية ، فإن المقدار الإجمالي للطاقة في الكون لا ينقص. تفقد الكرة الطاقة لكن هذه الطاقة تنتقل إلى أجزاء أخرى من الكون. يتم حفظ الطاقة ؛ لا يمكن خلقها ولا تدميرها. على الرغم من أنه قد يبدو في كثير من الحالات أن الطاقة تكتسب أو تُفقد ، إلا أنها في الحقيقة تتغير في الشكل فقط.
حفظ الطاقة هو توازن الطاقة في الكون. عندما يتم ركل كرة قدم ، يتم نقل قدر معين من الطاقة عن طريق الركلة. تكتسب الكرة كمية متساوية من الطاقة ، معظمها في شكل طاقة حركية. ومع ذلك ، تتناقص الطاقة الحركية للكرة حيث يتم تحويل بعض هذه الطاقة إلى طاقة صوتية وحرارة من الاحتكاك بين الكرة والأرض. وفقًا لقانون حفظ الطاقة ، فإن مقدار الطاقة التي يمنحها لاعب كرة القدم للكرة بركلها يساوي الطاقة التي تكتسبها الكرة. في المقابل ، الطاقة التي تفقدها الكرة تساوي كمية الطاقة التي يتم نقلها إلى الكون كطاقة صوتية وحرارة مع تباطؤ الكرة.
بشكل عام ، يمكن تصنيف الطاقة إلى فئتين رئيسيتين:
يمكن أن تتخذ الطاقة عددًا من الأشكال المختلفة. وهنا بعض الأمثلة
وحدة قياس الطاقة القياسية هي الجول والتي يتم اختصارها كـ J. يتم استخدام بعض الوحدات الأخرى لقياس الطاقة - كيلوواط / ساعة ، والسعرات الحرارية ، ومتر نيوتن ، والحرارة ، والقدم-جنيه.
يحدث نقل الطاقة عندما تنتقل الطاقة من مكان إلى آخر. يمكن أن تنتقل الطاقة من جسم إلى آخر مثلما يحدث عندما تنتقل الطاقة من قدمك المتحركة إلى كرة قدم أو يمكن أن تتغير الطاقة من شكل إلى آخر. عند استخدام الطاقة الموجودة في البطارية لتشغيل جهاز إلكتروني ، تتحول الطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربائية تتحرك على طول الأسلاك. يمكن نقل الطاقة من خلال الضوء والصوت والحرارة.
يمكن نقل الطاقة كضوء - الطاقة الضوئية هي الشكل الوحيد للطاقة الذي يمكننا رؤيته. يساعد ضوء الشمس النباتات على النمو ويصنع طعامًا نستمتع به. تعمل طاقة الشمس أيضًا على تشغيل الخلايا الشمسية ، والتي يمكن استخدامها لتوليد الكهرباء.
يمكن نقل الطاقة كصوت - تنتج الحفلات الموسيقية الصاخبة أو الفرق الموسيقية الصاخبة أو الموسيقى الصاخبة التي تأتي عبر مكبرات الصوت في بعض الأحيان طاقة كافية تجعلك تشعر بالاهتزازات في جسمك. يتم نقل الطاقة الصوتية عندما تنتقل الموجة الصوتية من مصدرها مثل الأسطوانة إلى كائن آخر. إذا كان الصوت مرتفعًا بدرجة كافية ، فإن الموجات ستخلق اهتزازات شديدة للغاية يمكن أن تشعر بها في صدرك.
يمكن نقل الطاقة على شكل حرارة - عندما تجلس بجانب نار المخيم ، يمكنك أن تشعر بالحرارة الدافئة لجسمك. يمكن أن تنتقل الحرارة من الأجسام الدافئة إلى الأشياء الأكثر برودة.
فيما يلي بعض الأمثلة الشائعة لقانون الحفاظ على الطاقة
إحدى النتائج المثيرة للاهتمام لقانون الحفاظ على الطاقة هي أنه يعني أن آلات الحركة الدائمة من النوع الأول غير ممكنة. بمعنى آخر ، يجب أن يكون لدى النظام مصدر طاقة خارجي لتوصيل طاقة غير محدودة باستمرار لمحيطه.
