منابع انرژی: موتورهای پنهان زندگی روزمره
انرژی چیست و چگونه آن را می‌سنجیم؟
انرژی۱ توانایی انجام کار است. وقتی توپی را به هوا پرتاب می‌کنی، از انرژی بدن تو استفاده می‌شود. برای اندازه‌گیری انرژی، اغلب از واحدی به نام ژول۲ استفاده می‌کنیم. یک فرمول ساده برای کار (که نوعی انتقال انرژی است) این است:
مثال: وقتی کتابی را از روی زمین بلند می‌کنی و روی میز می‌گذاری، در واقع کاری انجام داده‌ای و انرژی مصرف کرده‌ای.
دسته‌بندی بزرگ منابع انرژی
منابع انرژی را می‌توان به دو گروه اصلی تقسیم کرد: منابعی که تمام می‌شوند و منابعی که دوباره پر می‌شوند.
| نوع منبع | نام | مثال‌های ملموس | وضعیت |
|---|---|---|---|
| غیرقابل تجدید۳ | نفت، بنزین، گاز طبیعی، زغال سنگ | سوخت خودرو، گرمایش خانه با گاز، نیروگاه زغال سنگ | تمام‌شوندنی |
| قابل تجدید۴ | انرژی خورشیدی، انرژی بادی، انرژی آب | پنل‌های خورشیدی روی پشت بام، آسیاب‌های بادی، سدهای آبی | پایدار |
سوخت‌های فسیلی: گذشته و حال
این سوخت‌ها از باقی‌ماندهٔ جانوران و گیاهان قدیمی در زیر زمین تشکیل شده‌اند. آن‌ها را در پالایشگاه‌ها پردازش می‌کنند تا موادی مانند بنزین به دست آید. یک مثال ساده: وقتی شمع روشن می‌کنی، از سوختن پارافین (یک سوخت فسیلی) برای تولید نور و گرما استفاده می‌کنی. برای سوختن کامل، به اکسیژن نیاز است که می‌توان آن را به صورت زیر نشان داد:
مزیت بزرگ سوخت‌های فسیلی، انرژی فراوان و ارزان آن‌هاست. اما معایب بزرگی هم دارند: آلودگی هوا و گرمایش زمین.
انرژی‌های پاک: آینده در دستان ما
این انرژی‌ها از منابع طبیعی که تمام‌نشدنی هستند به دست می‌آیند. برای مثال، پنل‌های خورشیدی، نور خورشید را مستقیماً به برق تبدیل می‌کنند. در یک روز آفتابی، می‌توانی یک ماشین اسباب‌بازی خورشیدی را ببینی که بدون باتری حرکت می‌کند. انرژی باد نیز با چرخاندن پره‌های توربین‌های بزرگ، برق تولید می‌کند.
انرژی در خانه و مدرسه شما
بیا ببینیم انرژی در اطراف ما چگونه خود را نشان می‌دهد:
- گرما: شوفاژ خانه شما احتمالاً با گاز طبیعی کار می‌کند (سوخت فسیلی).
- نور: لامپ‌های خانه با برق روشن می‌شوند که ممکن است از سوزاندن زغال سنگ یا از انرژی خورشیدی تولید شده باشد.
- کار: اتوبوس مدرسه با بنزین (یک سوخت فسیلی) حرکت می‌کند و کار انتقال تو را انجام می‌دهد.
حتی غذایی که می‌خوری یک منبع انرژی برای بدن تو است! بدن تو غذای خورده شده را می‌سوزاند تا انرژی مورد نیاز برای دویدن، فکر کردن و رشد کردن را فراهم کند.
اشتباهات رایج و پرسش‌های مهم
خیر، طبق قانون پایستگی انرژی، انرژی از بین نمی‌رود، فقط از شکلی به شکل دیگر تبدیل می‌شود. مثلاً انرژی پتانسیل آب پشت سد به انرژی جنبشی و سپس به انرژی الکتریکی تبدیل می‌شود.
زیرا ساخت توربین‌های بادی یا پنل‌های خورشیدی خود به منابع و انرژی نیاز دارد. همچنین، صرفه‌جویی به معنای آلودگی کمتر و حفظ منابع برای نسل‌های آینده است.
باتری یک ذخیره‌کننده انرژی است، نه یک منبع. باتری انرژی شیمیایی را در خود نگه می‌دارد و در زمان نیاز آن را به شکل برق آزاد می‌کند. منبع اصلی انرژی برای شارژ باتری می‌تواند یک نیروگاه باشد.
پاورقی
۱ انرژی (Energy): توانایی انجام کار یا ایجاد تغییر.
۲ ژول (Joule): واحد استاندارد اندازه‌گیری انرژی و کار.
۳ غیرقابل تجدید (Non-renewable): منابعی که در زمان زمین‌شناسی بسیار کندتر از مصرف انسان تشکیل می‌شوند.
۴ قابل تجدید (Renewable): منابعی که به طور طبیعی و نسبتاً سریع جایگزین می‌شوند.
