دراسة قصيرة عن مساهمة العلماء في تطوير الطاقة ومصادرها. تعتبر الطاقة من أهم القضايا العالمية لأنها المحرك الرئيسي للعديد من متطلبات الحياة البشرية. سنتحدث عن الطاقة بالتفصيل، وباختصار عن مساهمة العلماء في تطويرها في المقالة التالية.
مقدمة: عرض موجز لمساهمات العلماء في تطوير الطاقة ومصادرها
يمكن تعريف الطاقة على أنها:
- تعد القدرة على إجراء العديد من التعديلات من أهم المكونات الأساسية لجميع المجتمعات المتقدمة، بالإضافة إلى متطلبات جميع قطاعات المجتمع، بالإضافة إلى الحاجة الكبيرة لها في الحياة اليومية.
أنظر أيضا: دراسة الطاقة والتغيرات الكيميائية
مصادر الطاقة
يمكن تقسيم مصادر الطاقة إلى فئتين:
الطاقة المستدامة
- هي نوع الطاقة التي تأتي من الطبيعة وتتجدد باستمرار، أي أنها لا تنفد ولا تسبب إهدارًا أو غازات عديمة الفائدة وليست سببًا للاحتباس الحراري.
- تشمل أمثلة الطاقة المتجددة الرياح وضوء الشمس والماء.
2_ الطاقة غير المتجددة
- إنها طاقة تأتي من عناصر طبيعية ولكنها لا تدوم إلى الأبد، وتنتهي عند الإفراط في استخدامها، لذا فهي موجودة بكميات محدودة.
- تشكلت في الأرض على مدى قرون عديدة، لذا فإن إمدادها محدود وسوف ينضب عند استهلاكها.
- تشمل الأمثلة الغاز الطبيعي والطاقة النووية والفحم والنفط.
أنواع الطاقة
سنشرح بالتفصيل كل نوع من أنواع الطاقة سواء أكانت متجددة أم لا، وهي:
الوقود الاحفوري
- إنه أهم مصدر للطاقة. ينقسم هذا النوع من الطاقة إلى ثلاثة أنواع مختلفة، أساسها الكربون.
- الفترة الطويلة التي يتواجد فيها الوقود الأحفوري تسمى الفترة الكربونية، والتي تبلغ حوالي ثلاثمائة وستين مليون سنة.
- يتم استخراجها وتخزينها في أنابيب لتسهيل نقلها إلى دول مختلفة من العالم، حيث أنها تشكل ما يقرب من تسعين بالمائة من إجمالي الطاقة المستخدمة في الحياة اليومية.
- لسوء الحظ، ينتج الوقود الأحفوري غازات ضارة بالبيئة وتؤدي إلى تلوث المياه والهواء والتربة.
أنظر أيضا: بحوث نقل طاقة النظام الإيكولوجي pdf
نحدد أنواعها المختلفة وهي:
نفط
- النفط في شكل سائل من الوقود الأحفوري ويتكون على شكل آبار، لذلك من أجل استخراجه، تحتاج إلى الحفر في الأرض.
- بعد استخلاص الزيت من الأرض، يخضع لعملية تكرير، ويتم تحويل نصف الزيت المستخرج إلى بنزين في العالم، بينما يتم تكرير الباقي واستخدامه في العديد من المنتجات السائلة والصلبة.
الفحم الصلب
- الفحم هو حجر بني أو أسود يتم حرقه للحصول على الطاقة.
- يوجد العديد من أنواع الفحم المختلفة ويتم تصنيفها بناءً على كمية الكربون التي يحتويها أثناء عملية الكربنة.
- يمكن تعريف عملية الكربنة على أنها تحويل الكائنات الحية القديمة إلى فحم.
- هناك طريقتان تستخدمان لاستخراج الفحم من باطن الأرض، حسب عمق الأرض التي يقع فيها الفحم.
- الطريقة الأولى هي التعدين تحت الأرض، والثانية هي التعدين السطحي، والفحم مصدر مهم للكهرباء، حيث يعمل على تشغيل الغسالات والمصابيح.
- يشار إلى أن تعدين الفحم عملية خطرة، حيث يموت عدد كبير من العمال نتيجة التعرض للمواد الضارة والغازات السامة أثناء التعدين.
غاز طبيعي
- يوجد الغاز الطبيعي داخل الصخور في الأرض، ويتكون معظمه من غاز الميثان العضوي.
- يتم تعدينها باستخدام الماء عالي الضغط لفصل الصخور الحاملة للغاز عن بعضها، بالإضافة إلى استخدام الحمض في إذابة التكوينات الصخرية عندما تكون صلبة ومقاومة للكسر.
- يستخدم الغاز الطبيعي للطبخ والتدفئة بالإضافة إلى إمكانية حرقه للطاقة الكهربائية.
مصادر ميكانيكية
- ويرجع ذلك إلى ظاهرة المد والجزر بالإضافة إلى السدود والشلالات وحركة الرياح، ونتيجة لذلك هناك العديد من محطات توليد الطاقة بالقرب من السدود والشلالات وفي مواقع المد والجزر.
- القوة الميكانيكية الدافعة المستخدمة في العملية هي التي تحرك التوربينات.
الكتلة الحيوية
- هذه نفايات بيولوجية، ونقصد بها أوعية الغرس، وتتخمر في حفر خاصة حتى يرتفع الميثان منها، ويذكر أن الميثان من الغازات القابلة للاشتعال.
طاقة شمسية
- هذه هي الطاقة التي يتم استخدامها مباشرة في التدفئة، وكذلك في عملية تسخين المياه والطهي والتدفئة.
- يمكن تحويل الطاقة الكهربائية الشمسية باستخدام الألواح الشمسية.
غاز الهيدروجين
- إنه نوع مهم من الوقود، بالإضافة إلى كونه مرشحًا لتوفير كمية الطاقة اللازمة في المستقبل، بالإضافة إلى وجود أنواع السيارات الحديثة التي تعمل بالهيدروجين.
- وستستخدم الخلايا هذه الطاقة بنشاط في المستقبل العظيم، لأنها يمكن أن تولد طاقة كهربائية نظيفة.
- يحدث هذا من خلال الهواء والهيدروجين، لذلك يتحد الأكسجين مع الهيدروجين لإنتاج الكهرباء، وتنتج العملية الماء، وبالتالي فإن النفايات الناتجة لا تلوث البيئة.
الطاقة الحرارية الأرضية
- إنه أحد أنواع الطاقة التي تصبح مفيدة عندما تزداد الحرارة في باطن الأرض، بالإضافة إلى العديد من الأماكن الأخرى المكونة لهذا النوع من الطاقة، والتي تكون بالقرب من الأرض.
- يمكن العثور على الطاقة الجوفية داخل الينابيع الساخنة.
الطاقه الذريه
- هو نوع من الطاقة يطلقه الانشطار النووي داخل المفاعلات النووية ويستخدم لإطلاق الغواصات بالقرب من السفن وتوليد الكهرباء.
- ومن عيوبها المخلفات النووية التي تنبعث منها والتي تتسبب في عدة مخاطر، بالإضافة إلى مشكلة عدم معرفة الطريقة الصحيحة للتخلص منها دون سابق إنذار.
- من المهم أن يكون لديك العديد من الضوابط لتجنب انفجار المفاعل، وهو سبب إطلاقه للإشعاع الضار.
أنظر أيضا: دراسة درجة الحرارة والطاقة الحرارية في الفيزياء
مساهمة العلماء في تطوير الطاقة ومصادرها
و هم:
- ساهم العلماء كثيرًا في تحديث وتطوير مصادر الطاقة بمرور الوقت حيث قاموا بقدر كبير من البحث والجهود للحصول على أفضل موارد الطاقة.
- في عصر ما قبل الصناعة، وخاصة في القرن الثامن عشر، كان استخدام الطاقة مرتبطًا فقط بالعمل اليدوي بخلاف الحيوانات.
- استخدم الخشب أيضًا في الطاقة لأغراض الطهي والتدفئة، وخلال تلك الفترة اكتشف العلماء المياه وطواحين الهواء كمصدر جديد للطاقة.
- بحلول منتصف القرن التاسع عشر، حدثت الثورة الصناعية التي أدت إلى تطور هائل في مصادر الطاقة باستخدام الفحم، خاصة للمحركات والمحطات.
- كان الأساس في ذلك الوقت هو استخدام الطاقة الحرارية لإنتاج الطاقة الميكانيكية.
- في بداية القرن العشرين، كان الفحم يستخدم بشكل أساسي، لكن العلماء حاولوا إيجاد مصادر أقوى للطاقة، مثل النفط.
- بحلول نهاية ذلك القرن، كان العلماء قد طوروا جميع المنتجات البترولية لتكون المصدر الأساسي للطاقة، وبعد ذلك بدأوا في استخدام المزيد من المصادر مثل الغاز الطبيعي واستخدام مصادر الطاقة المتجددة مثل طاقة الرياح.
- في بداية القرن الحادي والعشرين، كان هناك تطور هائل في مصادر الطاقة إلى جانب إنتاج موارد الطاقة المثلى.
ميزات توفير الطاقة وأهميتها
- تختلف الطاقة الحالية كثيرًا عن شكلها في الماضي، ويرجع ذلك إلى وجود كمية هائلة من الوقود في السوق، مما أدى إلى استهلاكها كنفايات.
- كما أجبر الافتقار إلى الترشيد في استخدام الوقود البشرية على التوقف عن محاولة إيجاد طاقة بديلة أخرى.
- من المهم أن يعرف الشخص أن كمية الطاقة في باطن الأرض محدودة للغاية، أي أنها لا تدوم إلى الأبد وستنفد قريبًا.
- لا تعني الزيادة في احتياطيات الطاقة أنها ستستمر إلى الأبد، حيث قامت العديد من شركات النفط بمسح شامل لكامل الأرض للعثور على المناجم بأقل تكاليف الإنتاج.
قيمة الطاقة للإنسان
تعتبر الطاقة عنصرًا مهمًا جدًا في حياة كل إنسان، فهي أساس كل ما يفعله في حياته، حيث تساعد على إدارة المصانع والمتاجر والآلات، وتعتبر المحرك الأول للنقل والمواصلات، و تشغيل جميع الأجهزة المنزلية التي لا يمكن الاستغناء عنها في منازلنا فهو يحتاج إلى الكثير من الطاقة لكل حركة من حركاته.
انظر أيضا: البحث عن مصادر الطاقة
خاتمة موجزة للدراسة عن مساهمة العلماء في تطوير الطاقة ومصادرها
لذلك انتهينا من شرح كافة المعلومات المتعلقة بالطاقة من خلال موضوع البحث عن مساهمة العلماء في تطوير الطاقة ومصادرها، مع ضرورة التحذير من ترشيد استهلاك مصادر الطاقة الحديثة حتى يفعلوا ذلك. لا تنفد إلى الأبد وتكون قادرًا على الاستفادة منها في الحياة.