سوف نقوم بالبحث عن الطاقة ومصادرها واستخداماتها في هذا المقال، سيتضمن المقال المقدمة والخاتمة ليقدم معلومات شاملة وتعمل على تحقيق أقصى استفادة للقارئ، سيتناول المقال كيفية استغلال الطاقة وتطوير مصادرها ومفهوم الطاقة وسنناقش ذلك وغيره من الموضوعات في الفقرات القادمة.
مقدمة بحث عن الطاقة ومصادرها واستخداماتها
سنقدم موضوعا شاملا حول الطاقة وأنواعها ومصادرها، بما لها من أهمية للجميع، حيث أصبح عصرنا عصر الطاقة، سواء كان النفط أو الفحم أو الغاز الطبيعي، أو حتى المصادر البديلة للطاقة، فهي أساس الحياة. وسنتعرف في هذا البحث على المزيد عن الطاقة واستخداماتها وعلى المصادر التي يمكننا الاستفادة منها، سواء كانت متجددة أم غير متجددة.
شاهد أيضًا: بحث عن اسهامات العلماء في تطوير الطاقة ومصادرها مختصر
ما هي الطاقة؟
- الطاقة هي القدرة على القيام بالعمل، ولذا تعد مصادر الطاقة تلك التي تساعد في تشغيل وتحريك الآلات والمعدات وغيرها، وتأتي الطاقة بأشكال متعددة مثل الحرارة والضوء والطاقة الكهرومغناطيسية والطاقة الكهربائية.
- عادة ما نشير إلى جميع هذه المصادر بمصطلح الطاقة في الاستخدام الاجتماعي، ونطلق نفس المصطلح على جميع الأنشطة الاقتصادية التي تستهلك طاقة.
- أصبح توفير الطاقة والسيطرة على أسعارها من أولويات الدول، وهو أحد العوامل التي تجعل الدولة قوية أو ضعيفة، في السنوات الأخيرة، استهلاك الطاقة أصبح أحد العوامل الرئيسية التي تسبب الاحترار العالمي.
- في سياق العلوم الطبيعية، تتنوع أشكال الطاقة مثل الحرارة والكيمياء والكهرباء والإشعاع والنووية والكهرومغناطيسية والحركة.
تصنيف الطاقة
- تصنف الطاقة في أكثر من تصنيف وتنقسم إلى أنواع مختلفة وفقا لكل تصنيف، على سبيل المثال الطاقة الحركية والطاقة الكامنة.
- تطلق على بعض الطاقات اسم كامنة وتعتبر الأخرى حركية، وهناك طاقات يمكن تصنيفها كطاقات كامنة وحركية مثل الحرارة.
- هناك طاقات أولية يمكن تحويلها من شكل لآخر، وهناك طاقات نهائية يمكن استخدامها مباشرة.
- يتم تعديل الطاقات القابلة للتعديل باستخدام أدوات بسيطة أو تقنيات معقدة، حيث يتم تحويل الطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربائية. ويتم ذلك عادة باستخدام البطاريات أو المركبات كأدوات شائعة.
- تنقسم الطاقة في العديد من العلوم إلى طاقة متجددة غير قابلة للنفاد مثل الأمطار، وطاقة أخرى قابلة للنفاد مثل الفحم والبترول والغاز الطبيعي.
- حيث يمكن أن نقول أن بعض مصادر الطاقة هي طبيعية وتنتج بدون جهد ولا تستنفد أبدا مثل الرياح والمطر والبرق والأعاصير.
أنواع وأشكال الطاقة
فيما يلي سنتعرف على أشكال الطاقة وأنواعها، وكيفية تعدد وتنوع وتطور الطاقة مع مرور الوقت وتقدم التكنولوجيا
- استخدم الإنسان الطاقة الحيوانية في البداية، حيث استخدم الحيوانات لأداء مهام معينة، ثم استفاد من قوة الرياح في تحريك القوارب، واستخدمها أيضا كطاقة ميكانيكية لتشغيل الطواحين والماكينات.
- تستمد قوة الحيوان من الطاقة الكيميائية الموجودة في الطعام، وهناك طاقة كيميائية توجد في الخشب يستخدم في الطهي وتوفير الدفء.
- أما الطاقة الحرارية، فتستخدمها الإنسان في المحركات البخارية لتحويل الطاقة الكيميائية إلى طاقة ميكانيكية، حيث تكون الآلة البخارية آلة احتراق خارجية، ويتم حرق الوقود خارج المحرك لتوليد البخار.
- من بين أنواع الطاقة الأساسية، تعتبر الطاقة الكهربائية واحدة منها، حيث تتولد هذه الطاقة من الدينامو أو المولد الكهربائي، وتقوم هذه المولدات بتحويل الطاقة من الشكل الميكانيكي إلى الشكل الكهربائي، ثم يتم نقلها عبر الأسلاك.
- تعتبر الطاقة الكهربائية نظيفة وغير ملوثة للهواء، وبالتالي فهي تعتبر طاقة العصر الحديث. إنها قابلة للتحويل إلى ضوء وحرارة وطاقة ميكانيكية من خلال محركات الأجهزة الكهربائية والآلات.
- الطاقة النووية هي نوع من الطاقة المستخدمة في المفاعلات النووية، حيث يتسبب الانشطار النووي في إنتاج كميات هائلة من الحرارة، وتستخدم هذه الحرارة لتوليد بخار يشغل المولدات الكهربائية أو يحرك السفن والغواصات.
- تعد الطاقة الشمسية واحدة من أبرز أشكال الطاقة، حيث تتميز بشكلها المختلف، وتعتمد بشكل كامل في العديد من الدول كوقود ومصدر للحركة والتقدم والأعمال.
- الطاقة الميكانيكية وتأخذ أسماء متعددة، حيث يشار إليها بأنها طاقة الحركة أو الطاقة الحركية، حيث يعني الميكانيكا الحركة، إذ تنتج الحركة طاقة كما نعلم، مثلا، عندما تتحرك السيارة فإنها تولد طاقة حركية، ويتم استغلالها في العديد من البلدان.
شاهد أيضًا: بحث عن انتقال الطاقة في النظام البيئي pdf
الفرق بين الطاقة المستدامة والطاقة غير المستدامة
توجد أيضا الطاقة غير المتجددة كمصدر طاقة منفصل، حيث تتمثل هذه الطاقة في النفط والغاز الطبيعي والفحم الحجري واليورانيوم ومصادر أخرى لتوليد الطاقة وتشغيل المعدات والمصانع، وتستخرج هذه المصادر من باطن الأرض.
تتجسد الطاقة المتجددة في أشكال متعددة، منها الشكل المعروف الذي لا يحتاج إلى بحث أو استقصاء، مثل الشمس، فنحن جميعا نعلم أنها مصدر للطاقة الضخمة وتعتبر الطاقة الأم. وهناك طاقات أخرى لا يعرف عنها الكثيرون، مثل طاقة المياه الجوفية والحرارة الجوفية.
مصادر الطاقة
- تأتي معظم الطاقة غير المتجددة من باطن الأرض، وبالتالي فإن مصدرها هو باطن الأرض حيث يكون البترول سائلا كثيفا قابلا للاشتعال وله لون بني مخضر ويتم الحصول عليه من الأرض لأنه موجود في الطبقة العليا من القشرة الأرضية.
- في باطن الأرض يتواجد الوقود الحفري مثل النفط والفحم والغاز مختلطا مع الرمال، أما الوقود الخشبي فيتم الحصول عليه من الغابات والأشجار.
- هناك نوع من الوقود يتم الحصول عليه من النفايات الحيوانية أو من تنقية المياه الثقيلة للمجاري، حيث تخضع هذه النفايات لعدة عمليات مثل المعالجة والتخمير.
- هناك أنواع مختلفة من الوقود التي يمكن الحصول عليها من نباتات الأشجار السريعة النمو، أو الحبوب، أو الزيوت النباتية، أو المخلفات الزراعية، أو بقايا قصب السكر.
- والطبيعة هي مصدر للطاقة، حيث إن معظم الطاقة المتجددة تأتي من الطبيعة، مثل الرياح والأمطار والأعاصير، ونلاحظ أن معظمها طاقة نظيفة.
- تعتبر الطاقة الشمسية مصدرها أشعة الشمس التي تعد أشعة كهرومغناطيسية. يشكل الطيف المرئي للشمس 49% منها، بينما تشكل الأشعة غير المرئية والأشعة فوق البنفسجية 2%، وتشكل الأشعة تحت الحمراء نسبة 49%.
أنواع أخرى للطاقة
هناك مصادر أخرى للطاقة توفر لنا طاقة نظيفة ويمكن استخدامها كوقود بديل، مثل:
- طاقة المد والجزر.
- طاقة الحرارة الأرضية.
- أمواج البحر.
- طاقة الحركة.
وحدة الطاقة
كما ذكر سابقا، هناك أنواع متعددة من الطاقة، مثل الطاقة الحرارية والكهربائية والميكانيكية. لذلك، يجب وجود وحدات مختلفة لقياس الطاقة تناسب نوع الطاقة.
تلك الوحدات تمكننا فيما بينها من تحويل الطاقة الحرارية إلى طاقة ميكانيكية، ومن أهم وحدات الطاقة ما يلي:
- 1 جول = 1 كيلوغرام. متر2. ثانية −2
- 1 أورج = 1 جرام. سم2. ثانية −2
- 1 جول = 107 أورج
- 1 كيلوواط ساعة = 3,6 . 106 جول
- 1 حصان = 2,68 . 106 جول
- 1 إلكترون فولت = 1.6023×10−19 جول
- كتلة البروتون = 931 مليون إلكترون فولت
استخدامات الطاقة المتجددة
الطاقة لها استخدامات قديمة، فلا يمكن أن تكون الحياة مستقرة دون وجود مصدر للطاقة. استخدم الإنسان مصادر الطاقة المتجددة منذ آلاف السنين، ومع التقدم التكنولوجي ظهرت استخدامات أكثر تعقيدا. فيما يلي استخدامات الطاقة المتجددة المختلفة:
- يستخدم الطاقة في كل مكان في حياتنا اليومية، حيث تستخدم في المنازل والشركات والقطاعات المختلفة، سواء كانت حكومية أو خاصة.
- نستخدم الطاقة المتجددة لتسخين المياه، حيث يمكن الحصول على مياه ساخنة باستخدام الطاقة الشمسية في المصانع والمنازل.
- يتم شحن البطاريات وتلبية الاحتياجات المنزلية عن طريق تحويل طاقة الشمس وتخزينها في الألواح الشمسية في العديد من الأماكن، بما في ذلك المنازل والمصانع وغيرها.
- يمكن أيضا للمناطق الريفية بأكملها الاعتماد على الطاقة المتجددة للحصول على الكهرباء من المسطحات المائية المستخدمة في توليد الطاقة الكهرومائية.
- يمكن أيضا ضخ المياه من الآبار وطحن الحبوب باستخدام طاقة الرياح التي تحرك وتوفر الطاقة لطواحين الهواء.
- تشغيل وسائل النقل باستخدام الطاقة الشمسية المتجددة.
- يمكن تشغيل الأجهزة التكنولوجية المختلفة والعديد من الأجهزة التي تحتاج إلى طاقة كبيرة، مثل مكيفات الهواء، باستخدام الطاقة المتجددة.
- في الدول المتقدمة التي شهدت تطور التكنولوجيا على مر السنين، يتم استخدام الخلايا الشمسية لإنارة الشوارع والطرق وتلبية احتياجات البشرية.
استخدامات الطاقة الغير متجددة
المصادر غير المتجددة للطاقة تنفد، لذلك يجب الحفاظ عليها واستغلالها واستخدامها فيما يلي:
- تستخدم الفحم ويحترق لإنتاج الطاقة، حيث يوفر لنا طاقة من موارده، ومن المهم أن يذكر أن الفحم هو مصدر أساسي لتوليد نصف كمية الكهرباء المستخدمة في الولايات المتحدة الأمريكية.
- تستخدم مصادر الطاقة غير المتجددة في مد الطاقة للمصابيح، وتشغيل الأجهزة مثل الثلاجات، والغسالات وغسالات الصحون.
- يمكن الاعتماد على مصادر الطاقة غير المتجددة لتوفير الوقود للعديد من الآلات والمحركات وكمصدر للكهرباء.
- يمكن تحويل النفط إلى بنزين، ويمكن استخدامه في العديد من المنتجات السائلة والصلبة، مثل طلاء الأظافر والكحول المحمر.
- بعض أنواع الطاقة تستخدم في صناعات ثقيلة مثل أنابيب المياه، وفي صناعات بسيطة مثل أقلام التلوين.
- تعتمد مصادر الطاقة غير المتجددة في توليد الطاقة الكهربائية، حيث تنتج الطاقة النووية والفحم وغيرها من مصادر الطاقة الكهرباء التي تعتمد عليها بعض الدول للإضاءة والتشغيل.
شاهد أيضًا: دراسة جدوى مشروع الطاقة الشمسية للمنازل
خاتمة بحث عن الطاقة ومصادرها واستخداماتها
في ختام مقالنا حول بحث الطاقة ومصادرها واستخداماتها، تعرفنا على الكثير من المعلومات حول استخدامات الطاقة المتجددة وغير المتجددة، وعلى وحدة الطاقة ومصادرها، بالإضافة إلى أنواعها، وناقشنا الفرق بين الطاقة المستدامة والطاقة غير المستدامة، شاركوا المقال مع الجميع.
