انرژی: موتور پنهان جهان
انرژی چیست و چه شکلی دارد؟
انرژی را می‌توان به "توانایی انجام کار" تعریف کرد. کار هم یعنی ایجاد تغییر. وقتی شما یک توپ را پرتاب می‌کنید، در حال انجام کار روی آن هستید و این کار نیاز به انرژی دارد. انرژی به شکل‌های گوناگونی وجود دارد که در جدول زیر با مهم‌ترین آن‌ها آشنا می‌شویم:
| نوع انرژی | تعریف ساده | مثال ملموس |
|---|---|---|
| جنبشی۲ | انرژی ناشی از حرکت یک جسم | توپ در حال پرواز، دوچرخه‌ی در حال حرکت، آب جاری رودخانه |
| پتانسیل۳ | انرژی ذخیره شده در یک جسم به دلیل موقعیت یا حالت آن | سنگ بالای کوه، فنر فشرده شده، باتری قلمی |
| گرمایی | انرژی ناشی از حرکت ذرات ریز تشکیل‌دهنده مواد | حرارت آتش، گرمای بدن، نور خورشید |
| نوری | انرژی‌ای که می‌توانیم آن را به صورت نور ببینیم | لامپ روشن، صفحه‌ی موبایل، آتش‌بازی |
| شیمیایی | انرژی ذخیره شده در مواد غذایی و سوخت‌ها | خوراکی‌ها، بنزین، چوب |
تبدیل انرژی: بازی شکل‌ها
همان‌طور که یک ژله را می‌توانید از قالب بیرون بیاورید و به شکل جدیدی درآورید، انرژی هم می‌تواند شکل عوض کند. این تبدیل‌ها در تمام لحظات زندگی در جریان هستند. برای مثال، وقتی با دوچرخه از یک سراشیبی پایین می‌آیید:
شما در بالای تپه انرژی پتانسیل گرانشی زیادی دارید. با شروع حرکت به سمت پایین، این انرژی پتانسیل به تدریج به انرژی جنبشی تبدیل می‌شود و سرعت شما افزایش می‌یابد. اگر ترمز بگیرید، این انرژی جنبشی به انرژی گرمایی در لنت ترمز تبدیل می‌شود (اگر لنت را لمس کنید گرم است!).
منابع انرژی: از کجا می‌آید؟
ما انرژی را از منابع مختلفی به دست می‌آوریم. این منابع را می‌توان به دو دسته‌ی بزرگ تقسیم کرد:
| دسته‌بندی | توضیح | مثال‌ها | وضعیت |
|---|---|---|---|
| تجدیدناپذیر | منابعی که میلیون‌ها سال برای تشکیل آن‌ها زمان لازم است و با مصرف تمام می‌شوند. | نفت، گاز، زغال سنگ | تمام‌شوندنی |
| تجدیدپذیر | منابعی که به طور طبیعی و در مدت زمان کوتاه جایگزین می‌شوند. | انرژی خورشید، باد، آب جاری | پایدار |
انرژی در عمل: از خانه تا مدرسه
بیایید نگاهی به یک روز معمولی بیندازیم تا ببینیم انرژی چگونه در خدمت ماست:
- صبح: با صدای زنگ ساعت (تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی صوتی) بیدار می‌شوید. برای دیدن لباس‌ها چراغ را روشن می‌کنید (تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی نوری). صبحانه می‌خورید تا انرژی شیمیایی لازم برای فعالیت روزانه را دریافت کنید.
- مسیر مدرسه: اگر با اتوبوس به مدرسه می‌روید، انرژی شیمیایی بنزین در موتور به انرژی جنبشی تبدیل می‌شود.
- زنگ ورزش: وقتی فوتبال بازی می‌کنید، انرژی شیمیایی ذخیره شده در بدن شما از طریق خوردن صبحانه، به انرژی جنبشی در پاهایتان برای دویدن و شوت زدن تبدیل می‌شود.
- شب: برای انجام تکالیف از نور چراغ مطالعه استفاده می‌کنید و شاید برای تحقیق از کامپیوتر که انرژی الکتریکی مصرف می‌کند.
اشتباهات رایج و پرسش‌های مهم
پاورقی
۱ Energy: توانایی انجام کار یا ایجاد تغییر.
۲ Kinetic Energy: انرژی ناشی از حرکت.
۳ Potential Energy: انرژی ذخیره شده به دلیل موقعیت یا حالت.
۴ Law of Conservation of Energy: قانون پایستگی انرژی که می‌گوید انرژی کل یک سیستم منزوی ثابت می‌ماند.
