انرژِی چیست؟ و انواع گونه های انرژی

انرژی چیست؟

انرژی یک اصطلاح جهانی است که ما در زندگی روزمره خود از آن استفاده می‌کنیم. در فیزیک، انرژی به عنوان یک خاصیت کمی تعریف می‌شود که می‌تواند از یک جسم به جسم دیگری منتقل شود تا هر نوع فعالیت فیزیکی انجام دهد. به عبارت ساده، انرژی توانایی چیزی برای انجام کار است.

انواع انرژی

انرژی می‌تواند به اشکال مختلف وجود داشته باشد. خورشید به عنوان منبع اصلی انرژی روی زمین در نظر گرفته می‌شود. تمام اشکال انرژی یا جنبشی هستند یا پتانسیل.

انرژی جنبشی

انرژی جنبشی انرژی‌ای است که با حرکت جسم مرتبط است. اجسام در حرکت قادر به ایجاد تغییر یا انجام کار هستند. انواع مختلف انرژی جنبشی شامل موارد زیر است:

• انرژی تابشی:

نوعی از انرژی است که توسط امواج یا ذرات منتقل می‌شود. این انرژی از طریق امواج الکترومغناطیسی ایجاد می‌شود و معمولاً به شکل گرما توسط انسان تجربه می‌شود. مثال‌ها شامل نور خورشید و انرژی تولید شده توسط لامپ‌های رشته‌ای است.

• انرژی حرارتی:

مشابه انرژی تابشی است و به شکل گرما یا گرما تجربه می‌شود. این انرژی سطح فعالیت میان اتم‌ها و مولکول‌های یک جسم را توصیف می‌کند. مثال‌ها شامل انرژی زمین‌گرمایی و گرمای ناشی از موتور است.

• انرژی صوتی:

ارتعاشاتی که به گوش انسان می‌رسند به عنوان صدا تجربه می‌شوند. این اختلال به صورت امواج در یک محیط مانند هوا حرکت می‌کند و به پرده گوش می‌رسد. این ارتعاشات به سیگنال‌های الکتریکی تبدیل می‌شوند و به مغز ارسال می‌شوند که ما آنها را به عنوان حس صدا تفسیر می‌کنیم.

• انرژی الکتریکی:

جریان الکترون‌های دارای بار منفی در یک مدار منجر به برق می‌شود که به طور معمول به آن انرژی الکتریکی می‌گوییم.

• انرژی مکانیکی:

انرژی مرتبط با حرکت مکانیکی اجسام است و می‌تواند به عنوان انرژی حرکت نامیده شود.

انرژی پتانسیل

انرژی پتانسیل انرژی ذخیره شده در یک جسم یا سیستم اجسام است. انرژی پتانسیل می‌تواند به شکل واضح‌تری از انرژی جنبشی تبدیل شود. انواع مختلف انرژی پتانسیل شامل موارد زیر است:

• انرژی پتانسیل گرانشی:

انرژی ذخیره شده در یک جسم به دلیل موقعیت عمودی یا ارتفاع آن است. یک کتاب بر روی یک قفسه بالا انرژی پتانسیل گرانشی بیشتری نسبت به یک کتاب روی قفسه پایین دارد.

• انرژی پتانسیل الاستیک:

انرژی ذخیره شده به عنوان نتیجه اعمال نیرویی برای تغییر شکل یک جسم الاستیک است. مثال‌ها شامل یک فنر که فشرده شده، رشته‌ای از یک کمان که کشیده شده، یا نوار لاستیکی که کشیده شده است.

• انرژی پتانسیل شیمیایی:

انرژی ذخیره شده در پیوندهای شیمیایی ماده است. این انرژی می‌تواند به دلیل تغییر در تعداد ذرات گونه‌های داده شده جذب یا آزاد شود. مثال‌ها شامل بنزین قبل از اشتعال و آتش‌بازی قبل از پرتاب شدن است.

• انرژی پتانسیل الکتریکی:

انرژی‌ای است که برای جابجایی یک بار در برابر یک میدان الکتریکی نیاز است. مثال‌ها شامل یک لامپ رشته‌ای که خاموش است، برج رادیویی که کار نمی‌کند، و تلویزیونی که قبل از روشن شدن است.

انتقال و تبدیل انرژی

انرژی می‌تواند از یک شکل به شکل دیگر منتقل شود. حرکت انرژی از یک مکان به مکان دیگر انتقال انرژی نامیده می‌شود. انرژی می‌تواند به صورت مکانیکی (توسط عمل نیرو)، الکتریکی، تابشی (توسط امواج نوری یا امواج صوتی)، و حرارتی (توسط رسانش، همرفت یا تابش) منتقل شود. فرآیندی که منجر به تغییر انرژی از یک شکل به شکل دیگر می‌شود، تبدیل انرژی نامیده می‌شود. در حالی که انرژی می‌تواند تبدیل یا منتقل شود، مقدار کل انرژی تغییر نمی‌کند – این به عنوان بقای انرژی شناخته می‌شود.

واحدهای اندازه‌گیری انرژی

ژول (J) واحد اس‌آی انرژی است. یک ژول انرژی‌ای است که به یک جسم منتقل می‌شود زمانی که نیرویی معادل یک نیوتون بر آن جسم در جهت نیرو در طول یک متر عمل می‌کند. ژول به نام فیزیکدان جیمز پرسکوت ژول (1818-1889) نامگذاری شده است. با این حال، انرژی همچنین در واحدهای دیگری که جزء واحدهای اس‌آی نیستند مانند ارگ و کالری نیز بیان می‌شود که برای تبدیل به واحدهای اس‌آی نیاز به یک ضریب تبدیل دارند.

انرژی بخش اساسی از فیزیک و زندگی روزمره ما است. از انرژی جنبشی که در حرکت مشاهده می‌شود تا انرژی پتانسیلی که در وضعیت‌های مختلف ذخیره می‌شود، همه اشکال انرژی نقش مهمی در دنیای ما بازی می‌کنند. فهمیدن این اشکال مختلف و نحوه تبدیل و انتقال آنها می‌تواند به ما در استفاده بهینه از منابع انرژی کمک کند و به توسعه فناوری‌های جدید منجر شود