ہم اپنی روزمرہ کی گفتگو میں 'انرجی' کا لفظ بہت زیادہ استعمال کرتے ہیں۔ توانائی کی بہت سی مختلف شکلیں ہیں جو ہم ہر روز حرکت کرنے، بات کرنے، کھانا پکانے، چھلانگ لگانے، یا روشنی، حرارت، موسیقی اور ٹی وی کو آن کرنے کے لیے استعمال کرتے ہیں۔ اس سبق میں، ہم توانائی اور اس کی مختلف شکلوں کے بارے میں ان حالات کے ساتھ سیکھیں گے جن کا آپ روزمرہ کی زندگی میں تجربہ کرتے ہیں۔
آو شروع کریں.
توانائی چیزوں کو انجام دیتی ہے۔ جب بھی کوئی چیز حرکت کرتی ہے، وہ توانائی کی وجہ سے ہوتی ہے۔ ہر بار جب کوئی چیز گرم ہوتی ہے تو یہ توانائی کی وجہ سے ہوتی ہے۔ جب بھی کوئی چیز آواز دیتی ہے تو یہ توانائی کی وجہ سے ہوتی ہے۔ ہم سوچنے، کھیلنے اور بات کرنے کے لیے توانائی استعمال کرتے ہیں۔ درحقیقت، جب بھی ہم کچھ بھی کرتے ہیں، ہم توانائی کا استعمال کرتے ہیں!
ہم اپنے گھروں، اسکولوں اور دفاتر کو گرم اور ٹھنڈا کرنے کے لیے توانائی کا استعمال کرتے ہیں۔ ہم روشنی اور آلات کے لیے توانائی استعمال کرتے ہیں۔ توانائی ہماری گاڑیوں کو حرکت دیتی ہے، ہوائی جہاز اڑتی ہے، کشتیاں چلتی ہے اور مشینیں چلتی ہے۔
تمام جانداروں کو بھی توانائی کی ضرورت ہوتی ہے۔ پودے سورج کی روشنی کو بڑھنے کے لیے استعمال کرتے ہیں۔ جانور اور لوگ پودے کھاتے ہیں اور ذخیرہ شدہ توانائی استعمال کرتے ہیں۔ کھانا ہمارے جسم کی توانائی کی ضروریات کے لیے ایندھن ہے۔
کیا آپ نے محسوس کیا ہے کہ فٹ بال کے شدید کھیل (یا کسی بھی کھیل) کے بعد آپ کا جسم کیسا گرم محسوس ہوتا ہے؟ اس کی وجہ یہ ہے کہ آپ کا جسم حرارتی توانائی پیدا کرتا ہے۔
آسان الفاظ میں، توانائی کام کرنے کی صلاحیت ہے۔ توانائی بہت سی مختلف شکلوں میں آتی ہے اور ہم اسے کئی طریقوں سے استعمال کرتے ہیں۔ آئیے اپنی روزمرہ کی زندگی سے کچھ مثالیں دیکھتے ہیں:
جس میں زیادہ توانائی ہے - آسمان میں اڑتا ہوا جہاز یا میز سے گرنے والی کتاب؟ آسمان پر اڑنے والے طیارے میں زیادہ توانائی ہوتی ہے کیونکہ یہ کتاب سے زیادہ تیز سفر کر رہا ہوتا ہے اور اس لیے بھی کہ جہاز کتاب سے زیادہ بھاری ہوتا ہے۔
جب گرم چاکلیٹ ٹھنڈی ہو جاتی ہے، تو کیا اس سے تھرمل توانائی حاصل ہوتی ہے یا ضائع ہوتی ہے؟ یہ تھرمل توانائی کھو دیتا ہے کیونکہ دودھ اپنی حرارتی توانائی (یا گرمی) کو اردگرد میں جاری کر رہا ہے اور چولہے کے بڑھتے ہوئے درجہ حرارت سے حرارتی توانائی کو مزید جذب نہیں کر رہا ہے۔
آپ کے خیال میں کافی مشینیں یا ٹی وی ساکٹ میں لگ جانے پر کیسے کام کرنا شروع کر دیتے ہیں؟ اس کی وجہ یہ ہے کہ برقی توانائی پاور لائنوں کے ذریعے سفر کرتی ہے اور پھر بہت سی مختلف مشینوں کو کام کرنے کے لیے توانائی فراہم کرتی ہے۔
کس آواز میں زیادہ توانائی ہوتی ہے - ٹرک کا ہارن یا پانی کا چشمہ؟ ہارن میں زیادہ توانائی ہوتی ہے کیونکہ کوئی چیز جتنی بلند ہوتی ہے، اتنی ہی زیادہ آواز ہوتی ہے۔
کسی چیز کے پاس موجود توانائی کو اس کے کام کرنے کی صلاحیت کے لحاظ سے ماپا جاتا ہے۔ توانائی کی اکائی، اس لیے، کام کی اکائی جیسی ہے، اور وہ ہے Joule (J)۔ 1 جول (J) 1 جول کام کرنے کے لیے درکار توانائی ہے۔ ایک جول سے مراد وہ توانائی ہے جو کسی جسم کو 1N قوت کے خلاف 1m فاصلے تک منتقل کرنے کے لیے کام کر کے اسے منتقل کرتی ہے۔ توانائی کی ایک بڑی اکائی جسے کلوجول (kJ) کہتے ہیں۔ 1 kJ = 1000 J
حرکی توانائی - کوئی بھی حرکت پذیر چیزیں حرکی توانائی کا استعمال کرتی ہیں۔ مثال کے طور پر ہوائی جہاز کو آسمان میں اڑانا، گیندیں پھینکنا، دوڑنا، سائیکل چلانا وغیرہ حرکی توانائی کی مثالیں ہیں۔ سڑک پر چلتی کار میں حرکی توانائی ہوتی ہے جبکہ کھڑی کار میں حرکی توانائی نہیں ہوتی۔ اس کا مطلب ہے کہ حرکی توانائی صرف اس وقت موجود ہوتی ہے جب کوئی جسم یا چیز حرکت کر رہی ہو۔ جب کوئی چیز آرام پر ہوتی ہے تو اس کی حرکی توانائی صفر ہوجاتی ہے۔ اس کا مطلب ہے، جب حرکت = 0، حرکی توانائی = 0۔ یہ صفر سے لے کر مثبت قدر تک ہوتی ہے۔ مثال: ایک بچہ جھولے پر جھول رہا ہے۔ اس سے کوئی فرق نہیں پڑتا ہے کہ جھولا آگے بڑھ رہا ہے یا پیچھے، حرکی توانائی کی قدر کبھی منفی نہیں ہوتی۔
ممکنہ توانائی - یہ کسی چیز کی پوزیشن کی توانائی ہے۔ مثال: جب کوئی بچہ جھولے پر جھولتا ہوا آرک کے اوپر پہنچ جاتا ہے، تو اس کے پاس زیادہ سے زیادہ ممکنہ توانائی ہوتی ہے۔ جب وہ زمین کے قریب ہوتی ہے تو اس کی ممکنہ توانائی کم سے کم ہوتی ہے (0)۔ ایک اور مثال ہوا میں گیند پھینکنا ہے۔ بلند ترین مقام پر، ممکنہ توانائی سب سے بڑی ہے۔ جیسے جیسے گیند اٹھتی ہے یا گرتی ہے اس میں صلاحیت اور حرکی توانائی کا امتزاج ہوتا ہے۔
مکینیکل انرجی - یہ وہ توانائی ہے جو حرکت یا کسی چیز کے مقام کے نتیجے میں ہوتی ہے۔ مکینیکل توانائی حرکی توانائی اور ممکنہ توانائی کا مجموعہ ہے۔ مثالیں: مکینیکل توانائی رکھنے والی کسی چیز میں حرکی اور ممکنہ توانائی دونوں ہوتی ہیں، حالانکہ کسی ایک شکل کی توانائی صفر کے برابر ہو سکتی ہے۔ چلتی گاڑی میں حرکی توانائی ہوتی ہے۔ اگر آپ گاڑی کو پہاڑ پر لے جاتے ہیں، تو اس میں حرکیاتی اور ممکنہ توانائی ہوتی ہے۔ میز پر بیٹھی کتاب ممکنہ توانائی رکھتی ہے۔
کیمیائی توانائی - کیمیائی توانائی وہ توانائی ہے جو ایٹموں اور مالیکیولز کے بندھن میں محفوظ ہوتی ہے۔ جب یہ کیمیائی رد عمل ہوتا ہے تو یہ توانائی جاری ہوتی ہے۔ ہم گاڑی چلانے کے لیے اپنی کار میں کیمیائی توانائی ایندھن (پیٹرول/ڈیزل) کی شکل میں استعمال کرتے ہیں۔ بیٹریاں، بایوماس، تیل، قدرتی گیس، اور کوئلہ ذخیرہ شدہ کیمیائی توانائی کی مثالیں ہیں۔ خوراک بھی ذخیرہ شدہ کیمیائی توانائی کی ایک اچھی مثال ہے۔ یہ توانائی ہاضمے کے دوران جاری ہوتی ہے۔
برقی توانائی - چھوٹے چارج شدہ ذرات سے پیدا ہونے والی توانائی جسے الیکٹران کہتے ہیں۔ بجلی کا بولٹ برقی توانائی کی ایک شکل ہے۔ ہمارے تقریباً تمام آلات جیسے لیپ ٹاپ، کافی مشین، موبائل فون، ویکیوم کلینر، اور ٹیلی ویژن بجلی کے ساتھ کام کرتے ہیں۔
حرارتی توانائی - اسے تھرمل توانائی کے نام سے بھی جانا جاتا ہے۔ آگ سے آنے والی توانائی تھرمل انرجی ہے۔ یہ دو نظاموں کے درمیان درجہ حرارت کے فرق کو ظاہر کرتا ہے۔ جیسا کہ ہم جانتے ہیں کہ مادہ مالیکیولز سے بنا ہے۔ جب ہم مادے کا درجہ حرارت بڑھاتے ہیں تو ذرات تیزی سے ہلتے ہیں۔ حرارت کی توانائی وہ توانائی ہے جو مادے کے درجہ حرارت سے حاصل ہوتی ہے۔ ایک کپ گرم کافی، بجلی یا گیس کے چولہے، روم ہیٹر وغیرہ تھرمل توانائی کی مثالیں ہیں۔
ہلکی توانائی - اسے ریڈینٹ انرجی بھی کہا جاتا ہے۔ زمین سورج کی روشنی سے اپنی بہت زیادہ توانائی حاصل کرتی ہے۔ پودے سورج سے ہلکی توانائی لیتے ہیں اور اسے کیمیائی توانائی (خوراک) میں تبدیل کرتے ہیں جو ان کی نشوونما میں مدد کرتی ہے، اسے فتوسنتھیس کہتے ہیں۔
صوتی توانائی - ہم جتنی زور سے چیختے ہیں، اتنی ہی زیادہ صوتی توانائی استعمال کرتے ہیں۔ جو کچھ بھی آپ سنتے ہیں وہ صوتی توانائی ہے۔ ہماری آوازوں کے علاوہ، صوتی توانائی کی بہت سی دوسری مثالیں ہیں: تالیاں بجانا، گٹار بجانا، کتے بھونکنا وغیرہ۔
جوہری توانائی - جوہری توانائی ایٹموں کے نیوکلئس میں محفوظ ہوتی ہے۔ یہ توانائی اس وقت جاری ہوتی ہے جب نیوکللی مل جاتے ہیں (فیوژن) یا الگ الگ (فِشن)۔ مثال: نیوکلیئر فیوژن، نیوکلیئر فیوژن، اور نیوکلیئر ڈے نیوکلیئر انرجی کی مثالیں ہیں۔ ایٹمی پلانٹ سے ایٹمی دھماکہ اور طاقت اس قسم کی توانائی کی مخصوص مثالیں ہیں۔ نیوکلیئر پاور پلانٹس بجلی پیدا کرنے کے لیے یورینیم کے ایٹموں کے نیوکللی کو تقسیم کرتے ہیں۔
برقی مقناطیسی توانائی - برقی مقناطیسی توانائی یا دیپتمان توانائی روشنی یا برقی مقناطیسی لہروں سے حاصل ہونے والی توانائی ہے۔ مثال: روشنی کی کسی بھی شکل میں برقی مقناطیسی توانائی ہوتی ہے، بشمول سپیکٹرم کے وہ حصے جو ہم نہیں دیکھ سکتے۔ ریڈیو، گاما، ایکس رے، مائیکرو ویوز، اور الٹرا وایلیٹ لائٹ برقی مقناطیسی توانائی کی کچھ مثالیں ہیں۔
کشش ثقل کی توانائی - کشش ثقل سے وابستہ توانائی میں ان کی کمیت کی بنیاد پر دو اشیاء کے درمیان کشش شامل ہوتی ہے۔ یہ مکینیکل توانائی کی بنیاد کے طور پر کام کر سکتا ہے، جیسے کسی شیلف پر رکھی کسی چیز کی ممکنہ توانائی یا زمین کے گرد مدار میں چاند کی حرکی توانائی۔ مثال: کشش ثقل کی توانائی ماحول کو زمین پر رکھتی ہے۔
آئنائزیشن توانائی - یہ توانائی کی وہ شکل ہے جو الیکٹرانوں کو اپنے ایٹم، آئن یا مالیکیول کے نیوکلئس سے جوڑتی ہے۔ مثال: ایٹم کی پہلی آئنائزیشن توانائی وہ توانائی ہے جو ایک الیکٹران کو مکمل طور پر ہٹانے کے لیے درکار ہے۔ دوسری آئنائزیشن توانائی دوسرے الیکٹران کو ہٹانے کی توانائی ہے اور پہلے الیکٹران کو ہٹانے کے لیے درکار توانائی سے زیادہ ہے۔
توانائی کے تحفظ کا قانون یہ بتاتا ہے کہ توانائی کبھی پیدا یا تباہ نہیں ہوسکتی ہے، لیکن اسے صرف ایک شکل سے دوسری شکل میں تبدیل کیا جاسکتا ہے۔ ایک مثال خوراک میں کیمیائی توانائی ہے جو حرکت کرنے پر حرکی توانائی میں بدل جاتی ہے۔
ماس کا توانائی سے گہرا تعلق ہے۔ کمیت اور توانائی کے درمیان مساوات کے نتیجے میں، کمیت کے ساتھ کسی بھی ساکن چیز کو ایک مساوی توانائی کی مقدار ملتی ہے جسے باقی توانائی کہا جاتا ہے۔ باقی ماس سے مراد ایک ساکن جسم کا ماس ہوتا ہے۔ باقی توانائی کے اوپر جسم میں توانائی کا اضافہ آبجیکٹ کے کل کمیت کو بڑھا دے گا۔ مثال: کسی چیز کو گرم کرنے سے توانائی میں اضافہ ہوتا ہے جس کی پیمائش چھوٹے بڑے پیمانے پر ہوتی ہے۔
قابل تجدید توانائی
قابل تجدید توانائی ان ذرائع سے پیدا ہونے والی توانائی ہے جو ختم نہیں ہوتی یا انسان کی زندگی بھر میں دوبارہ بھری جا سکتی ہے۔ سب سے عام مثالوں میں ہوا، شمسی، جیوتھرمل، بایوماس، اور ہائیڈرو پاور شامل ہیں۔
شمسی توانائی سے مراد سورج کی توانائی کی قسم ہے۔ اسے برقی، حرارت اور کیمیائی توانائیوں میں تبدیل کیا جا سکتا ہے۔ مثال کے طور پر، سولر پینلز کو شمسی توانائی کو ٹیپ کرنے اور پھر اسے برقی توانائی میں تبدیل کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ یہ توانائی روشنی یا گرم کرنے کے لیے استعمال کی جا سکتی ہے۔ موبائل فون جیسے برقی آلات میں بھی شمسی توانائی کا اطلاق ہوتا ہے۔ توانائی کی یہ قسم دنیا کے اشنکٹبندیی علاقوں میں بہت زیادہ ہے جہاں اسے روایتی طور پر کافی، مکئی اور چاول جیسی فصلوں کو خشک کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ اس قسم کی توانائی کے کچھ فوائد یہ ہیں کہ یہ سستی ہے، ناقابل استعمال ہے، اس کے ذرائع کی ایک وسیع رینج ہے اور یہ صاف توانائی کا ذریعہ ہے۔
ہوا کی توانائی سے مراد ہواؤں سے حاصل ہونے والی توانائی ہے۔ ونڈ ملز کا استعمال ہوا کی توانائی کو مکینیکل توانائی میں تبدیل کرنے کے لیے کیا جاتا ہے جسے مختلف طریقوں سے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ ان میں بجلی پیدا کرنا، اناج پیسنا اور پانی پمپ کرنا شامل ہے۔ صدیوں سے، ہوا کی توانائی کا استعمال سمندری جہازوں جیسے ڈوز اور بحری جہازوں کو چلانے کے لیے کیا جاتا رہا ہے۔ جن علاقوں میں کھلے مناظر ہیں وہ ہوا کی توانائی کے ساتھ اہم ممکنہ علاقے ہیں۔
پانی سے حاصل ہونے والی توانائی کو ہائیڈرو پاور کہتے ہیں۔ یہ اس وقت پیدا ہوتا ہے جب پانی حرکت میں ہوتا ہے۔ تیز رفتاری سے بہنے والے پانی میں بہت زیادہ حرکی توانائی ہوتی ہے جو کام کر سکتی ہے۔ مثال کے طور پر، پانی کی طاقت کا استعمال اناج کے لیے پیسنے والی چکیوں کو موڑنے کے لیے کیا جا سکتا ہے۔ توانائی کا استعمال ٹربائنوں کو موڑنے کے لیے بھی کیا جاتا ہے جو ہائیڈرو الیکٹرسٹی پیدا کرتی ہیں۔
غیر قابل تجدید توانائی
اس کے برعکس، غیر قابل تجدید توانائی وہ توانائی ہے جو ان ذرائع سے آتی ہے جو ہماری زندگیوں میں ختم ہو جائے گی یا دوبارہ نہیں بھری جائے گی۔ غیر قابل تجدید توانائی کے زیادہ تر ذرائع جیواشم ایندھن ہیں، جیسے کوئلہ، گیس اور تیل۔
پیٹرولیم سے مراد جانوروں اور پودوں کے مادے سے مائع اور گیسی ہائیڈرو کاربن ہیں جو تلچھٹ کی چٹانوں کے اندر رکھے گئے، سکیڑے گئے اور ان شکلوں میں بدل گئے۔ پیٹرولیم کو صاف کرنے کے بعد مختلف مصنوعات حاصل کی جاتی ہیں۔ ان مصنوعات میں پٹرول (پٹرول)، ہوابازی کا ایندھن، چکنا کرنے والے مادے، مٹی کا تیل اور بٹومین شامل ہیں۔ یہ مصنوعات مختلف مقاصد کے لیے استعمال ہوتی ہیں۔ صنعتی ڈیزل کا استعمال بھٹیوں اور بوائلرز کی صنعتوں میں گاڑیوں، بحری جہازوں، لوکوموٹیو انجنوں اور مشینری کے لیے ایندھن پیدا کرنے کے لیے کیا جاتا ہے۔
کوئلہ ایک بھوری یا کالی چٹان ہے جو بنیادی طور پر کاربن سے بنی ہے جو لاکھوں سال پہلے پودوں کے مادے کے کمپریشن سے بنی تھی۔ حالیہ برسوں میں جیوتھرمل پاور، پن بجلی اور پیٹرولیم کی دریافت کے ساتھ کوئلے کا طاقت کے منبع کے طور پر استعمال کم ہوا ہے۔
قدرتی گیس ایک قسم کی گیس ہے جو زیر زمین بنتی ہے اور خام تیل کی اوپری تہوں پر بنتی ہے لیکن خود بھی ہو سکتی ہے۔ یہ صنعتوں میں بنیادی طور پر حرارتی اور گھریلو مقاصد کے لیے حرارتی، روشنی اور کھانا پکانے کے لیے استعمال ہوتا ہے۔
