@@ الفيزياء @@ الطاقه و تحولاتها

اهداء لزوار هذا المنمتدى العزيز

@@ الفيزياء @@ الطاقه و تحولاتها 88971746

@@ الفيزياء @@ الطاقه و تحولاتها 080401170406xz9A

@@ الفيزياء @@ الطاقه و تحولاتها 76549427ux3ad3

مدخل :

و تبقى الطاقة كلمة سحرية ، تفعل الأفاعيل في الحياة اليومية للإنسان و تثير مختلف المشاعر لديه ، يتساوى في ذلك العالم الفيزيائي و عالم الاقتصاد و حتى السياسي ، لكن ما هي الطاقة . . . .

<table id="AutoNumber1" dir="rtl" style="border-collapse: collapse;" border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="178">

<tr>
<td valign="top" width="14">
</td>
<td align="left" width="5">
</td>
<td align="right" width="144">
كلمة لا بد منها </td></tr>
<tr>
<td width="14">
</td>
<td align="left" width="5">
</td>
<td align="right" width="144">
تماثل</td></tr>
<tr>
<td valign="top" width="14">
</td>
<td align="left" width="5">
</td>
<td align="right" width="144">
لنقترب أكثر</td></tr>
<tr>
<td valign="top" width="14">
</td>
<td align="left" width="5">
</td>
<td align="right" width="144">
استمولوجيا</td></tr>
<tr>
<td valign="top" width="14">
</td>
<td align="left" width="5">
</td>
<td align="right" width="144">
و جاء القرن العشرين !</td></tr>
<tr>
<td valign="top" width="14">
</td>
<td align="left" width="5">
</td>
<td align="right" width="144">
محاولة تعريف</td></tr>
<tr>
<td valign="top" width="14">
</td>
<td align="left" width="5">
</td>
<td align="right" width="144">
تحولات الطاقة</td></tr>
<tr>
<td valign="top" width="14">
</td>
<td align="left" width="5">
</td>
<td align="right" width="144">
الإستطاعة</td></tr></table>

كلمة لا بد منها . . .
هي
أكثر المفاهيم الأقل إدراكا و الأكثر استعمالا في الفيزياء ، و يرجع الخلط
في إدراك هذا المفهوم إلى بعض المسلمات الخاطئة ، و تتمثل أهمها في أن
الطاقة يمكن أن تستحث أو يمكن أن تفنى ، و في الحقيقة أن العكس هو الصحيح ،
فأهم مبادئ الفيزياء على الإطلاق هو مبدأ انحفاظ الطاقة فهي لا تفنى و لا
يمكن استحداثها من العدم ، و كميتها في الكون ثابتة ، و هي لا تتغير على
الإطلاق .

		تماثل
		لنقترب أكثر
		استمولوجيا
		و جاء القرن العشرين !
		محاولة تعريف
		تحولات الطاقة
		الإستطاعة

تماثــــــل !
تعتبر
الطاقة " عملة التداول " في الطبيعة ،فيستحيل أن ينتج حدث في الكون دون
حدوث تحول في الطاقة ، فإذا كانت النقود هي عملة التداول في التجارة لشراء :
سيارات ، مجوهرات ، عقارات ، رصيد في البنك ، . . . ، فإن الجول هو عملة
التداول في الطبيعة لتحول الطاقة من شكل إلى أخر ، و الجول هو وحدة قياس
الطاقة في نظام الوحدات الدولية ق و . د ) ( système international
)لنقتـرب أكــثــــر !
مفهوم الطاقة : تكاد كلمة ( أي الطاقـة ) أن تكون ملازمة لمفاهيم : الحيوية ، الديناميكية ، الفعل ، و حتى الرفاهية و الجودة .
و
في عصرنا الراهن يعلم حتى الأطفال الصغار أنه بالطاقة الكهربائية (
الكهرباء ) يمكن طهي الطعام ( فرن كهربائي ) ، و أن الطاقة الكيميائية تصبح
طاقة كهربائية في كل من الحاشدات و البطاريات ، و مع ذلك يبقى مفهوم
الطاقة غير جلي كما ينبغي . إلا أن أهم ما يلاحظ فيه هو ارتباطه بفكرة
التحولات ، فأين ما وُجد شكل من أشكال الطاقة فهو قد تحول حتما من شكل أخر
لها .

إبتسمولوجيا ( تطور فكرة مفهوم الطاقة ) :

بقيت الطاقة مفهوما مبهما حتى عند العلماء ردها طويلا من الزمن ، حتى بعد أن وضح " إسحاق نيوتن " مفهوم القوة ، و بعد قرنين من ذلك أي حوالي
منتصف القرن ( 19 م ) بدأ مفهوم الطاقة يتبين شيئا فشيئا، ولعل التعقيد الملازم لمفهوم الطاقة هو الذي يبرر هذا التأخر الكبير في إدراكه .فقد حلت نهاية القرن 18 م و لما يزل الخلط بين الحرارة و درجة الحرارة قائما .

و كان الفضل الأول لـ : كونت " رامفورد " السيد: بنيامين طومسون ( Benjamin Thomson ) في سنة 1798م
و الذي كان يراقب عملية ثقب مأسورات المدافع المصنوعة من النحاس ، في
مدينة ميونيخ . و كان من المعروف أن العملية تنتج حرارة شديدة ، و لتفسير
ذلك زعموا أن هذا ناتج عن انتشار " مائع حراري " موجود في المادة . لكن
طومسون لاحظ أنه عند استعمال ريشة ثقب غير سوية ، فإن الحرارة تكون أكبر
لكن الثقب يكون غير مهم . و مما أثار انتباهه هو أن منبع هذه الحرارة غير
متناه فهو إذن ليس ناتج عن المادة ، بل عن العمل الميكانيكي المقدم لها .
و كان يجب أن ننتظر نصف قرن أخر تقريبا حتى نرى تطورا لهذه الأفكار بشكل لافت ، و تم ذلك عام 1842م حين ربط الطبيب الألماني ( جوليوس روبر ماير ) ( JULIUS ROBERT MAYER ) بين الحرارة و العمل الميكانيكي ، فكان أول من اقترح قانون انحفاظ الطاقة .
بعد عام من ذلك قام البريطاني جيمس برسكوت جول ( JAMES PRESCOT JOULE ) لقياس ارتفاع درجة الحرارة الناتج عن الماء عندما يتم تحريكه .
بعد ذلك و في سنة 1847 م أصدر هيرمان لودونغ فوان هلم هولتز ( HERMAN LUDING VON HELM HOLTZ ) مقالا أساسيا حول انحفاظ الطاقة .

و جاء القرن العشرون !!!
بعد بداية القرن العشرين تحققت بعض الانجازات العظيمة و التي عززت مفهوم الطاقة و كانت بداية مع ماكس بلانك ( MAX PLANCK ) بنظرية تكميم الطاقة و كان ذلك في ديسمبر 1900
م عندما بين أن جسما م لا يمكنه إصدار الضوء إلى مستويات الطاقة معينة ،
مما يدل على أن بعض المسارات الفيزيائية ليست مستمرة و لا يمكن أن تنتج إلا
كميات محددة من الطاقة ، أطلق عليها مصطلح كمات الطاقة.

بعد ذلك بقليل أي في عام 1902 م بيّن " فيليب فون لونار " ( PHILIPP VON LENARD ) أن الظاهرة الكهروضوئية لها علاقة بطول الموجة للضوء المستعمل .

@@ الفيزياء @@ الطاقه و تحولاتها Planck-1

و بحلول 17 مارس 1905 م اعطى ألبرت إينشتاين ( ALBERT EINSTEIN )

تفسيرا
للفعل الكهروضوئي و ذلك بافتراضه أن الضوء يتكون من جسيمات ( الطبيعة
الجسيمية للضوء ) أطلق عليها اسم " الفوتونات " و أن هذه الجسيمات تتميز
بطول موجتها ( ط ) أو تواترها ( ن ) و يرتبط المقداران السابقان بالعلاقة
سر = ك × ن .

بعدها بشهرين نشر مقالين حول نظريته في النسبية ، حيث قدم معادلته الشهيرة
. . . . . . . . . . . . . . . ط = ك ســر_ض² . . . . . . . . .
و التي تربط الطاقة بالكتلة و التي تعتبر أن الطاقة و الكتلة هما وجهان لعملة واحدة و التي تجسدت في التفاعلات النوويـــــــة .
محاولة تعريف :
محاولة أولى : نقول عن جملة أنها تمتلك طاقة إذا كان بمقدورها إنجاز عمل ميكانيكي أو ما يكافئه .
محاولة ثانية : الطاقة هي مفهوم تجريدي ، يمثل فرق الحالة في التحول الفيزيائي لجسم .
فالماء الساخن يكتسب طاقة بالنسبة للماء البارد .

تحــولات الطــاقة :
رأينا
سابقا أن أهم ما يميز الطاقة هو تحولاتها ، فالطاقة النووية ( أي
الاشعاعية ) في قلب الشمس تتحول إلى ضوء ( طاقة كهرومغناطيسية ) تحولها
النباتات إلى ألياف ( طاقة كيميائية ) تتحول داخل محرك ( إلى طاقة
ميكانيكية ) تحولها المنوبة إلى طاقة كهربائية يحولها الفرن إلى طاقة
حرارية يمكن تحويلها بدورها إلى نوع أخر من الطاقة .

@@ الفيزياء @@ الطاقه و تحولاتها Image02

فالطاقة يمكن تتجزأ و أن تتحول لكن مجموع الطاقات المتحولة يبقى ثابتا مساويا للطاقة الابتدائية ( المبدأ الأول للترموديناميك ) .
إن
المحرك الكهربائي يحول جل الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية ( حركة )
لكن للأسف فإن جزءا منها يتحول حتما إلى حرارة تنتشر في الطبيعة ، و لا
يمكن بأي حال استرجاعها ( المبدأ الثاني للترموديناميك " الانتروبي " ) .

@@ الفيزياء @@ الطاقه و تحولاتها Image04

@@ الفيزياء @@ الطاقه و تحولاتها Image04

و
يصدق هذا مع كل الآلات فهي تحول الطاقة التي تستهلكها إلى نوع أخر من
الطاقة و إلى طاقة ضائعة ، و الآلة الجيدة هي التي يكون الضياع فيها أقل ما
يمكن ، لذا يعرف الفيزيائيون مقدارا جديدا هو مردود الآلة ، و هو النسبة
بين الطاقة التي تنتجها و الطاقة التي تستهلكها .
مـــــر = طاقة ناتجة \ طاقة مستهلكة

@@ الفيزياء @@ الطاقه و تحولاتها Image01

مـــــر = ط' \ ط ،
مـر = ط' \ ( ط' + ط" )
و بالتالي فمردود كل آلة أقل أو يساوي الواحد : . . . . . . . . . . مر ≤ 1
مثال 1 : بعض الأجهزة التي تحول الطاقة الكهربائية إلى شكل أخر من الطاقة ( و التي تسمى آخذات ).
@@ الفيزياء @@ الطاقه و تحولاتها Image05

@@ الفيزياء @@ الطاقه و تحولاتها Image05

مثال ( 2 ) : بعض الأجهزة التي تحول أشكال طاقة أخرى إلى طاقة كهربائية و تسمى المولدات .

@@ الفيزياء @@ الطاقه و تحولاتها Image06

الاستطاعة :
نعرف
الاستطاعة : بأنها غزارة الإنتاج ، أو هي طاقة وحدة الزمن بمعنى هي النسبة
بين الطاقة الناتجة ( أو المستهلكة ) و الزمن اللازم لذلك . فإذا رفع شخص
أول حمولة كتلتها 50 كغ ارتفاعا مقداره 10 م في فترة زمنية مقدارها 4 ثواني ، و شخصا ثانيا رفع نفس الحمولة و إلى نفس الارتفاع و لكن في فترة زمنية مقدارها 2 ثانية ، فإننا نقول أن استطاعة الثاني أكبر من استطاعة الأول لأنه قام بنفس العمل في زمن أقل ، و حسابــيا نكتب :

@@ الفيزياء @@ الطاقه و تحولاتها Image08

العمل المنجز :
* طاقة الأول ( العمل المنجز ) :
D ط₁ = عم₁ = ك . ج . ع = 50 × 10 × 10 = 000 5 جول .
D ط1 = عم₁ = 000 5 جول
* طاقة الثاني ( العمل المنجز ) :
D ط₂ = عم₂ = ك . ج . ع = 50 × 10 × 10 = 000 5 جول .
D ط₂ = عم₂ = 000 5 جول
· لنقسم طاقة كل شخص على الزمن اللازم له فنجد :
· الأول : D ط₁ \ D ز₁ = 000 5 \ 4 = 250 1 ( و.د)
· الثاني : D ط₂ \ D ز₂ = 000 5 \ 2 = 500 2 ( و.د)
إن المقدار المميّز للشخص الثاني ( 500 2 و.د ) أكبر من مقدار الشخص الأول ، أو بقول أخر ، استطاعة الثاني أكبر من استطاعة الثاني .
· يرمز للاستطاعة بــــ : عـه
· و تعطى عبارتها :
عه = D ط \ D ز
· وحدة الاستطاعة :
تقاس الاستطاعة في ( و . د ) بـــــــــــــ ( واط ) ( WATT )
** رتبة مقادير الاستطاعة :( ORDRE DE GRANDEUR DE PUISSANCE °

الاستطاعة ( عه )	الأجهزة
1 ميلي واط	ساعة ، حاسبة
1 واط	مصباح يد ، أنبوب تالقي ، مصباح توهج
1 كيلو واط = ³10 واط	أجهزة كهرومنزلية· تأسيسة كهربائية منزلية

1 ميغاواط = ⁶10 واط	محرك قطار سريع
1 جيغا واط = ⁹10 واط	محطة توليد الكهرباء

1 بيتا واط = ¹⁵10 واط

ليزر مستقبلي

@@ الفيزياء @@ الطاقه و تحولاتها 637821209

اسال لله الإيفاده لي و لك

مع تحيات

ابو رسلان

اسال الله لكم بالنجاح و التوفيق

@@ الفيزياء @@ الطاقه و تحولاتها 146591eacoje4lbe

» @@ الفيزياء @@ انتشار الضوء
» @@ الفيزياء النووية @@ الحقل المغناطيسي