تلف شدن انرژی: بخشی از انرژی در هر تبدیل به صورت گرما یا صدا از دست می‌رود و قابل استفاده نیست.

تلف شدن انرژی: چرا همیشه مقداری انرژی هدر می‌رود؟

انرژی چیست و چگونه تبدیل می‌شود؟

انرژی توانایی انجام کار است. ما انرژی را نمی‌توانیم خلق یا نابود کنیم، فقط می‌توانیم آن را از یک شکل به شکل دیگر تبدیل کنیم. این قانون مهمی در علم است. برای مثال، وقتی شما یک توپ را پرتاب می‌کنید، انرژی ذخیره شده در ماهیچه‌هایتان (انرژی شیمیایی^۲) به انرژی حرکتی توپ تبدیل می‌شود.

انواع مختلفی از انرژی وجود دارد:

تلف شدن انرژی چگونه رخ می‌دهد؟

هیچ وسیله‌ای در جهان ۱۰۰٪ بازده ندارد. این یعنی در هر تبدیل انرژی، بخشی از آن به شکل‌هایی که ما نمی‌خواهیم (عمدتاً گرما و صدا) در محیط پخش می‌شود و دیگر نمی‌توانیم از آن استفاده کنیم. به این انرژی، انرژی تلف شده می‌گوییم.

فرض کنید یک لامپ رشته‌ای معمولی دارید. این لامپ انرژی الکتریکی را دریافت می‌کند. هدف اصلی ما از روشن کردن لامپ، تولید نور است. اما اگر دستتان را نزدیک یک لامپ روشن ببرید، گرما را حس می‌کنید. این گرما همان انرژی تلف شده است! در واقع، یک لامپ رشته‌ای فقط حدود ۵٪ از انرژی برق را به نور تبدیل می‌کند و ۹۵٪ باقیمانده به گرما تبدیل می‌شود. به همین دلیل است که لامپ‌های LED بهترند؛ زیرا انرژی کمتری را به صورت گرما تلف می‌کنند.

مقایسه وسایل مختلف: کدام یک انرژی بیشتری تلف می‌کنند؟

همه وسایل انرژی را تلف می‌کنند، اما میزان این تلفات در آن‌ها متفاوت است. به جدول زیر نگاه کنید:

محاسبه بازده: چقدر از انرژی ما مفید است؟

برای اینکه بفهمیم یک وسیله چقدر خوب کار می‌کند، از مفهوم بازده استفاده می‌کنیم. بازده به ما می‌گوید چه درصدی از انرژی ورودی، به انرژی مفید تبدیل شده است.

مثال: یک لامپ LED را در نظر بگیرید. اگر این لامپ ۱۰۰ واحد انرژی الکتریکی دریافت کند و ۸۰ واحد آن را به نور تبدیل کند، بازده آن به این صورت محاسبه می‌شود:

$بازده = \frac{80}{100} \times 100 = 80\%$

یعنی این لامپ ۸۰٪ بازده دارد. این عدد خوبی است!

تلف شدن انرژی در اطراف ما: از خانه تا خیابان

بیایید نگاهی به چند مثال ملموس از زندگی روزمره بیندازیم:

• اتومبیل: وقتی بنزین در موتور می‌سوزد (انرژی شیمیایی)، فقط بخش کوچکی از آن برای به حرکت درآوردن ماشین (انرژی حرکتی) استفاده می‌شود. بخش زیادی به گرما تبدیل شده و از طریق رادیاتور و اگزوز به هدر می‌رود. همچنین صدای موتور نیز یک شکل دیگر از انرژی تلف شده است.
• شارژر تلفن همراه: حتی وقتی تلفن شما کامل شارژ شده اما شارژر هنوز به پریز برق وصل است، مقداری انرژی به صورت گرما تلف می‌کند. به این حالت، مصرف برق پنهان می‌گویند.
• دوچرخه سواری: وقتی شما رکاب می‌زنید، انرژی شیمیایی بدن شما به انرژی حرکتی دوچرخه تبدیل می‌شود. اما اصطکاک بین لاستیک‌ها و زمین و همچنین اصطکاک در زنجیر و چرخ‌دنده‌ها، باعث تولید گرما می‌شود. این گرما همان انرژی تلف شده است.

اشتباهات رایج و پرسش‌های مهم

پاورقی

^۱بازده (Efficiency): نسبت انرژی مفید خروجی به انرژی ورودی، که معمولاً به صورت درصد بیان می‌شود.

^۲انرژی شیمیایی (Chemical Energy): انرژی ذخیره شده در مواد (مانند غذا یا سوخت) که در طی یک واکنش شیمیایی آزاد می‌شود.

^۳پایستگی انرژی (Conservation of Energy): قانونی در فیزیک که می‌گوید انرژی کل یک سیستم منزوی ثابت می‌ماند؛ انرژی نمی‌تواند خلق یا نابود شود، فقط از شکلی به شکل دیگر تبدیل می‌شود.

^۴انرژی حرکتی (Kinetic Energy): انرژی ای که یک جسم به دلیل حرکت خود دارد.

^۵انرژی نوری (Light Energy): شکلی از انرژی که به صورت امواج نور منتشر می‌شود و می‌تواند توسط چشم انسان دیده شود.

^۶انرژی گرمایی (Thermal Energy): انرژی داخلی ناشی از حرکت و ارتعاش ذرات یک ماده که به صورت دما احساس می‌شود.

^۷انرژی صوتی (Sound Energy): انرژی ای که توسط ارتعاشات منتقل شده و به صورت صدا شنیده می‌شود.