Home Home Information Contact Site Map Library English Site
بخش‌های اصلی
حرف الف::
حرف ب::
حرف پ::
حرف ت::
حرف ث::
حرف ج::
حرف چ::
حرف ح::
حرف خ::
حرف د::
حرف ذ::
حرف ر::
حرف ز::
حرف ژ::
حرف س::
حرف ش::
حرف ص::
حرف ض::
حرف ط::
حرف ظ::
حرف ع::
حرف غ::
حرف ف::
حرف ق::
حرف ک::
حرف گ::
حرف ل::
حرف م::
حرف ن::
حرف و::
حرف ه::
حرف ی::
صفحه اصلی::
::
جستجو در پایگاه

جستجوی پیشرفته
دریافت اطلاعات پایگاه
نشانی پست الکترونیک خود را برای دریافت اطلاعات و اخبار پایگاه، در کادر زیر وارد کنید.
آخرین مطالب بخش
:: چرخه سوخت هسته‌ای
:: قربانی، ابوالقاسم
:: تقی‌زاده، حسن
:: ابرلن، شارل
:: علمی‌غروی، حمیده‌
آخرین مطالب سایر بخش‌ها
:: بیایید باکتری بخوریم
:: یخچال ایرانی، نوآوری ایرانی
:: ناسا پایین‌ترین دمای جهان را می‌آفریند
:: 9 نکته درباره بچه‌ها که ممکن است ندانید
:: جلوگیری از سرطان با غذاهای سبز
:: گرمای لپ‌تاپ بر قدرت باروری اثری ندارد
:: مجموعه‌ی 6 جلدی گفت‌وگو درباره‌ی انرژی منتشر شد
:: نقش کتابخانه‌های دیجیتال چندرسانه‌ای در پیشرفت آموزش
:: چه چیزی دختران را دختر می‌سازد؟
:: ترویج علم با دانش‌نامه‌های الکترونیکی
سالارکتاب
سالارکتاب
با کتاب‌های سالاری آشنا شوید
:: انرژی ::
 | تاریخ ارسال: ۱۳۸۵/۶/۱۸ | نویسنده: آقاي اسفنديار معتمدى | 

انرژی توانایی انجام دادن کار است. انرژی می‌تواند چیزی را جابه‌جا کند یا ماده‌ای را دگرگون کند. انرژی می‌تواند به صورت‌های گرمایی، الکتریکی، شیمیایی، هسته‌ای، تابشی، جنبشی یا اندوخته‌ای(پتانسیل) باشد. انرژی هرگز نابود نمی‌شود، بلکه از صورتی به صورتی دیگر در می‌آید. بسیاری از دستگاه‌هایی که برای آسان کردن کارها از آن‌ها بهره می‌گیریم، صورتی از انرژی را به صورتی دیگر در می‌آورند. آدمی همواره کوشیده است به منابع انرژی گوناگونی دست پیدا کند که همگی از خورشید سرچشمه می‌گیرند.

ماده و انرژی

جهان ما از ماده و انرژی درست شده است. آن‌چه در پیرامون خود می‌بینیم، ماده است و آن‌چه بر ماده اثر می‌کند و باعث جابه‌جایی یا دگرگونی آن می‌شود، انرژی است. برای نمونه، آب نوعی ماده است و انرژی نور خورشید یا گرمای آتش آن را به صورت بخار در می‌آورد و از سطح مایع به بالا جابه‌جا می‌کند. ماده جرم و حجم دارد و به بیان ابوریحان بیرونی"بسوده می‌شود"، یعنی می‌توان آن را لمس کرد و احساس کرد، اما انرژی اندکی مرموز است و جرم و حجم ندارد. انرژی درون ماده وجود دارد و از ماده‌ای به ماده‌ای دیگر جابه‌جا می شود، اما نمی‌توانیم آن را به مانند آب احساس کنیم.

انرژی را از روی پیامدهایش می‌توان شناخت. انرژی می‌تواند:

  1. چیزی را جابه‌جا کند.

  2. چیز ساکن را به حرکت در آورد.

  3. چیز در حرکت را ساکن کند.

  4. سوی حرکت چیزی را تغییر دهد.

  5. سرعت جابه‌جایی را کاهش یا افزایش دهد.

  6. ظاهر چیزی را دگرگون کند.

  7. حجم چیزی را تغییر دهد.

  8. دمای چیزی را بالا یا پایین ببرد.

با این که ماده و انرژی ویژگی‌های متفاوتی دارند، به یکدیگر وابسته‌اند. آلبرت اینشتین(1954-1879 میلادی)، فیزیکدان آلمانی، رابطه‌ی بین ماده و انرژی را به صورت فرمول بسیار شناخته شده‌ی E=mC2 بیان کرد که در آن، E مقدار انرژی، m مقدار ماده(جرم) و C سرعت نور است. چون مقدار مجذور سرعت نور( C2 ) بسیار بزرگ است، بر پایه‌ی این فرمول، مقدار اندکی از ماده می‌تواند به مقدار بسیار زیادی انرژی تبدیل شود و اگر بخواهیم ماده را از انرژی به دست آوریم، به انرژی بسیار زیادی نیاز داریم. از این رو، در واکنش‌های هسته‌ای و شیمیایی مجموع جرم فرآورده‌های واکنش از مجموع جرم عامل‌های واکنش ممکن است کم‌تر باشد. این جرم کاهش یافته به انرژی تبدیل می‌شود که به طور معمول به صورت انرژی گرمایی آزاد می‌شود.

کار و انرژی

برای پی بردن به مفهوم درست انرژی، باید تعریف علمی کار را بدانیم. فکر کردن به یک موضوع علمی یا ایستادن در صف اتوبوس از نظر علمی کار به شمار نمی‌آید. بر پایه‌ی تعریف دانشمندان علمی فیزیک، هنگامی کار انجام می‌شود که ماده‌ی، که در برابر آن مقاوتی هست، جابه‌جا شود. اگر شما چیزی را از روی زمین بلند کنید، میخی را با چکش در چوبی بکوبید یا فنری را بکشید، از نظر فیزیک‌دان‌ها کاری انجام داده‌اید. شما کیف را در برابر نیروی گرانش زمین، میخ را در برابر اصطکاک چوب و فنر را در برابر نیروی مقاومت آن، جابه‌جا کرده‌اید. شما برای انجام این کارها انرژی مصرف می‌کنید.

اکنون بار دیگر به کاری که با چکش روی میخ انجام داده‌اید دقت کنید. هنگامی که شما چکش را بر خلاف جهت نیروی گرانش بالا می‌برید، کار انجام می‌دهید. کار انجام شده روی چکش به صورت انرژی در آن اندوخته می‌شود که آن را انرژی اندوخته‌ای(پتانسیل) می‌گوییم. هر چه وزن یک چیز بیش‌تر و فاصله‌ی آن از سطح زمین بیش‌تر باشد، انرژی اندوخته‌ای آن بیش‌تر است. هنگامی که چکش را بر میخ فرود می‌آوریم، انرژی اندوخته‌ای آن به انرژی جنبشی(حرکتی) تبدیل می‌شود و این انرژی بر اصطکاک چوب چیره می‌شود و با جابه‌جایی میخ در چوب، کار انجام می‌دهد.

اندازه‌ی انرژی جنبشی به جرم جسم و سرعت آن بستگی دارد. در کار فروبردن میخ در چوب، وزنه‌ی چکش است که کار انجام می‌دهد. اگر چکش به آرامی روی سر میخ گذاشته شود، نمی‌تواند آن را در چوب فرو ببرد. اما اگر سرعت آن دو یا سه برابر شود، میزان انرژی جنبشی ‌آن و در نتیجه مقدار کاری که می‌تواند انجام دهد، چهار برابر یا نه برابر می‌شود. هم‌چنین اگر سنگ بزرگی که در فاصله‌ی کافی بر بالای میخ نگه داشته است، رها شود و آزادانه فرو افتد، می‌توان کار انجام دهد و میخ را در چوب فرو ببرد. هر چه جرم سنگ بیش‌تر باشد، کار بیش‌تری انجام می‌دهد.

انرژی اندوخته‌ای(پتانسیل) در سه دسته‌ی گرانشی، کشسانی و شیمیایی بررسی می‌شود. انرژی گرانشی هنگامی در چیزی اندوخته می‌شود که آن چیز را از سطح زمین بالا ببریم. هر چه جرم آن چیز بیش‌تر و از سطح زمین بالاتر باشد، انرژی گرانشی بیش‌تری خواهد داشت. انرژی اندوخته شده در یک فنر یا کش لاستیکی تیرکمان را انرژی کشسانی می‌گویند که میزان آن به سختی فنر یا کش و تغییر طول آن بستگی دارد. انرژی شیمیایی، انرژی اندوخته شده در پیوندهای شیمیایی بین اتم‌هاست که هنگام شکسته شدن پیوند‌ها آزاد می‌شود.

صورت‌های گوناگون انرژی

انرژی به صورت‌های گوناگونی وجود دارد: انرژی گرمایی، انرژی الکتریکی، انرژی شیمیایی، انرژی هسته‌ای، انرژی تابشی و انرژی جنبشی آب و باد.

1. انرژی گرمایی یکی از صورت‌های بسیار آشنای انرژی است که از انرژی جنبشی ذره‌های سازنده‌ی ماده بر می‌خیزد. هر چه جنبش این ذره‌ها بیش‌تر باشد، انرژی گرمایی و دمای ماده بیش‌تر است. این انرژی می‌تواند کار انجام دهد. برای نمونه، می‌تواند دمای آب را بالا ببرد و آن را به صورت بخار درآورد. اگر بخار در ظرف بسته‌ای تولید شود، فشار زیادی به دویاره‌ی ظرف وارد می‌کند. این فشار می‌تواند کار انجام دهد. برای نمونه، توربین یک نیروگاه تولید برق را به کار اندازد. از این راه، انرژی گرمایی به انرژی الکتریکی تبدیل می‌شود.

2. انرژی الکتریکی یکی از پرکاربردترین صورت‌های انرژی است که از جنبش الکترون‌ها و جابه‌جایی آن‌ها بر می‌خیزد. الکترون‌ها از ذره‌های سازنده‌ی اتم‌ها هستند که بار منفی دارند و جابه‌جایی آزادانه‌ی آن‌ها در فلزها باعث فراهم شدن جریان الکتریسیته می‌شود. ما با کمک دستگاه‌هایی به نام ژنراتور یا باتری باعث جابه‌جایی الکترون‌ها و تولید جریان الکتریکی می‌شویم. نیروی مورد نیاز برای کار کردن ژنراتور از چرخش توربین و نیروی مورد نیاز برای تولید جریان الکتریکی در باتری از مواد شیمیایی ویژه به دست می‌آید.

3. انرژی شیمیایی در هر ماده‌ای که بتواند کاری انجام دهد، اندوخته شده است. برای نمونه، آمیزه‌ای از مواد شیمایی که باروت یا دینامیت را می‌سازند، می‌توانند سنگ‌های بزرگ را خرد کنند. پس انرژی شیمیای دارند. بنزین نیز انرژی شیمیایی دارد، زیرا می‌تواند خودروها را به راه اندازد. نفت، الکل، زغال سنگ و گاز طبیعی همگی انرژی شیمیای دارند. اما انرژی آن‌ها باید در جریان واکنش‌های شیمیایی آزاد شود و به صورت دیگری از انرژی درآید. در جریان این واکنش‌ها برخی پیوندهای پرانرژی می‌شکنند و پیوندهای تازه‌ای به وجود می‌آید که انرژی کم‌تری دارند. بنابراین، مقداری انرژی آزاد می‌شود که ما به کمک دستگاه‌های گوناگون آن را به صورت‌های دیگری در می‌آوریم و از آن‌ها بهره‌مند می شویم.

4. انرژی تابشی از تغییر جای بارهای الکتریکی یا تغییر میدان‌های مغناطیسی یا الکتریکی به وجود می‌آید. جنبش این بارها و تغییر میدان‌ها، موج‌هایی را پدید می‌آورد که به آن‌ها موج‌های الکترومغناطیسی می‌گویند. نور بخشی از این موج‌هاست. موج‌ها رادیویی، پرتوهای فروسرخ، فرابنفش، ایکس و گاما، بخش‌های دیگری از موج‌های الکترومغناطیسی هستند که همگی می‌توانند کار انجام دهند. برای نمونه، نور در باتری خورشیدی به الکتریسیته تبدیل می‌شود و دستگاه‌های الکتریکی را به راه می‌اندازد. موج‌های رادیویی در دستگاه رادیو به جریان‌ الکتریکی تبدیل می شوند. پرتوهای گاما می‌توانند آب را گرم کنند. پرتوهای دیگر را نیز می‌توانیم با کمک دستگاه‌های ویژه برای انجام دادن کار به کار بگیریم.

5. انرژی هسته‌ای از ذره‌های سازنده‌ی هسته‌ی اتم‌ها بر می‌خیزد. هسته‌ی اتم‌ها از نوترون و پروتون درست شده است. همان‌گونه که جاذبه‌ی بین اتم‌ها پدیدآورنده‌ی انرژی شیمیایی است، جاذبه‌ی بین ذره‌های درون هسته نیز انرژی هسته‌ای را پدید می‌آورد. برخی از اتم‌ها به طور خود به خودی آرایش دیگری پیدا می‌کنند یا برخی از ذره‌های سازنده‌ی خود را از دست می‌دهند و در نتیجه انرژی آزاد می‌کنند. برای نمونه، هسته‌ی رادیوم خود به خود دو پروتون و دو نوترون از دست می‌‌دهد و پرتو گاما(تابش الکترومغناطیسی) آزاد می‌کند. این ذره‌ها و پرتوها، انرژی را از هسته بیرون می‌آورند و در نتیجه هسته سبک‌تر و پایدارتر می‌شود.

انرژی هسته‌ای را به طور مصنوعی نیز می‌توان آزاد کرد. برای این کار دو روش وجود دارد. در روش نخست، هسته‌ی برخی از اتم‌های سنگین، ماند اورانیوم، را با نوترون‌ها بمبارن می‌کنند تا در پی برخورد نوترون‌ها به هسته‌ی اتم‌ها نوترون‌های بیش‌تری آزاد شود. نوترون‌های آزاد شده به هسته‌های دیگری برخورد می‌کنند و مقدار زیادی انرژی و نوترون از آن‌ها آزاد می‌کنند. در روش دوم، که به جوش هسته‌ای شناخته می‌شود، هسته‌های سبک برای به وجود آوردن هسته‌‌های سنگین به کار می‌روند که با آزاد کردن مقدار زیادی انرژی همراه است. نمونه‌ی طبیعی این واکنش در خورشید رخ می‌دهد که اتم‌های سبک هیدروژن به اتم‌های سنگین‌تر هلیوم تبدیل می شوند. در نتیجه‌ی این دگرگونی، انرژی زیادی آزاد می‌شود که به صورت پرتوهای نور و موج‌های فرابنفش و فروسرخ به زمین می‌رسد.

از صورتی به صورتی

یکی از دانستنی‌های سودمند درباره‌ی انرژی این است که می‌توان آن را از صورتی به صورتی دیگر درآورد. این دگرگونی همواره رخ داده و هنوز هم در زندگی روزانه‌ی ما رخ می‌دهد. فردی که در یا پنجره‌ای را باز می‌کند، انرژی شیمیایی اندوخته شده در ماهیچه‌هایش را به کار می‌گیرد. این انرژی به انرژی کشسانی رشته‌های ماهیچه‌ای تبدیل می‌شود. انرژی کشسانی ماهیچه نیرویی به استخوان‌ها وارد می‌کند که باعث حرکت آن‌ها می‌شود. آن نیرو از دست به در یا پنجره وارد می‌شود و آن را باز می‌کند. اگر آن در یا پنجره به دویار برخورد کند، بخشی از انرژی وارد شده به ان به انرژی صورتی تبدیل می‌شود. بخشی از انرژی همواره به صورت انرژی گرمایی در می‌آید که هر چند در این مورد بسیار اندک است، در جاهایی مانند گرمای موتور، گرمای لنت ترمز و گرمای گلوله‌ی تفنگ، به آسانی می‌توان آن را تشخصی داد.

بیش‌تر دستگاه‌هایی که آدمی ساخته است، به شیوه‌ای با دگرگونی انرژی از صورتی به صورتی دیگر کار می‌کنند. نمونه‌ی ساده‌ی آن آونگ است. هنگامی که وزنه‌ی آوندگ در حرکت رفت و برگشت خود به بالاترین بلندی می‌رسد، همه‌ی انرژی آن از نوع اندوخته‌ای گرانشی است. هنگامی که وزنه‌ی آونگ به پایین حرکت می‌کند، انرژی اندوخته‌ای آن به انرژی جنبشی تبدیل می‌شود. در ادامه‌ی حرکت وزنه به بالا، بار دیگر انرژی جنبشی آن کاهش می‌یابد و بر انرژی اندوخته‌ای آن افزوده می شود. در این رفت و برگشت، بخشی از انرژی بر اثر اصطکاک و مقاومت هوا از آونگ گرفته می شود که به صورت گرما به هوا وارد می شود.

اکنون درآمدن انرژی از صورتی به صورتی دیگر را در دستگاه پیچیده‌ای مانند تلفن در نظر بگیرید. گوشی تلفن یک بخش دهنی و یک بخش گوشی دارد. هنگامی که کسی با تلفن با دوستش سخن می‌گوید. انرژی شیمیایی را برای بیرون راندن هوا از شش‌هایش و جا به ‌جای لب‌ها و فک‌هایش به کار می‌گیرد. موج‌های صدایی که تولید می‌شود، با دیافراگم(صفحه‌ی فلزی نازکی) که در بخش دهنی وجود دارد، برخورد می‌کند و آن را به نوسان در می‌آورد. این نوسان به دانه‌های کوچک زغال، که زیر دیافراگم جای دارند، فشار می‌آورد و باعث می‌شود مقاومتشان در برابر جریان الکتریکی ضعیفی که از آن‌ها می‌گذرد، بر پایه‌ی الگوی موج‌های صدا تغییر کند. بنابراین، موج‌های صدا باعث به وجود آمدن الگویی از جریان الکتریکی می شوند که به گوشی گیرنده می‌رسد. در آن گوشی، جریان الکتریکی باعث می شود یک آهن‌ربای الکتریکی، دیافراگم بخش گوشی را به نوسان در آورد و صدای گوینده بازسازی شود.

درآمدن انرژی از صورتی به صورتی دیگر از قانون پایستگی انرژی پیروی می‌کند. بر پایه‌ی این قانون انرژی هیچ‌گاه از بین نمی‌رود و خود به خود پدید نمی‌آید، بلکه از صورتی به صورتی دیگر در می‌آید. بنابراین، مقدار کل انرژی جهان ثابت است. هنگامی که چیزی کاری انجام می‌دهد، از توانایی‌اش در انجام دادن کار، یعنی انرژی آن، کاسته می‌شود و به همان اندازه به انرژی چیز دیگری افزوده می‌شود. برای نمونه، هنگامی که چیزی را بر سطح شیب‌دار بالا می‌بریم، بر انرژی اندخته‌ای گرانشی آن افزوده می‌شود. هنگامی که آن چیز را رها می‌کنیم تا به پایین بلغزد، از انرژی اندخته‌ای آن کاسته و بر انرژی جنبشی آن افزوده می‌شود. انرژی جنبشی نیز در جریان پایین آمدن آن چیز و در نتیجه‌ی اصطکاک به گرما تبدیل می‌شود.

سرچشمه‌ی انرژی

خورشید سرچشمه‌ی اصلی انرژی‌ کره‌ی زمین است. برپایه‌ی نظریه‌ی ماکس پلانک(1974-1858 میلادی)، فیزیکدان آلمانی، انرژی خورشید از بسته‌های کوچکی به نام کوانتوم درست شده است. اینشتین بسته‌های کوچک انرژی نورانی را فوتون نامید. فوتون‌ها، که از خورشید یا سرچشمه‌های نور برمی‌خیزند در پی برخورد با چیزها، بازتابش می‌شوند و به چشم ما می‌رسند و باعث دیدن آن چیزها می‌شوند. فوتون‌ها می‌توانند در چیزها جذب شوند و دمای آن‌ها را بالا ببرند یا دگرگونی فیزیکی یا شیمیایی در آن‌ها پدید آورند. فوتون‌ها می‌توانند باعث ساختن مواد تازه‌ای نیز شوند. گیاهان با کمک فوتون‌ها می‌توانند از آب و دی‌اکسیدکربن مواد گوناگونی بسازند که باعث رشد آن‌ها می‌شود و غذای انسان‌ها و جانوران را فراهم می‌کنند.

ما انسان‌ها با خوردن مواد گیاهی و جانوری، انرژی شیمیایی نهفته در آن‌ها را دریافت می‌کنیم و طی فرآیندهای پیچیده‌ای انرژی آن‌ها را آزاد می‌کنیم. بخشی از این انرژی برای ساختن بافت‌های تازه و نوسازی بدن به کار می‌رود. بخشی از آن را برای انجام کارهایمان به کار می‌اندازیم. هنگامی که بخشی از بدنمان را حرکت می‌دهیم، بخشی از انرژی شیمیایی را در سلول‌های عصبی به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کنیم تا پیام عصبی به ماهیچه‌ها برسد. بخش دیگر برای منقبض شدن سلول‌های ماهیچه‌ای به کار می‌رود که جابه‌جایی استخوان‌ها و سرانجام حرکت اندام‌ها را به همراه دارد. بخشی از انرژی نیز به صورت گرما آزاد می شود.

هنگامی که جانوران و گیاهان می‌میرند، پیکر آن‌ها از هم می‌پاشد و انرژی شیمیایی اندوخته شده در پیوندهای شیمیایی بین اتم‌های آن‌ها آزاد می‌شود. مواد برجای مانده از این فرایند، به سصورت مواد معدنی بخشی از خاک می‌شود و بار دیگر به پیکر گیاهان و جانوران وارد می‌شود. اما در گذشته‌های دور پیکر برخی از جاندران پس از انباشته شدن روی هم و در پی فشار و گرمای زیاد، به موادی مانند نفت وگاز و زغال‌سنگ دگرگون شد و اکنون به صورت سوخت‌های فسیلی بهره‌برداری می‌شوند. این سوخت‌ها فسیلی که انرژی اندخته‌ای شیمیایی را با خود دارند، در خودروها به انرژی جنبشی و در نیروگاه‌ها به انرژی الکتریکی تبدیل می‌شوند.

انرژی‌های ناپایدار

انرژی‌های ناپایدار یا نونشدنی(تجدیدناپذیر) به آن دسته از انرژی‌ها گفته می‌شود که پس از به کارگیری آن‌ها برای انجام کارها، دیگر نمی‌توانیم از آن‌ها بهره گیریم. برای نمونه، هنگامی که سوخت در خودرو می‌سوزد، بخشی از آن برای جابه‌جایی خودرو به کار می‌رود و بخش زیادی از آن به صورت گرما در طبیعت رها می‌شود. بنابراین، هر چند انرژی از بین نمی‌رود، انرژی که بتواند کار سودمندی انجام دهد، از دسترس ما دور می‌شود. انرژی نهفته در سوخت های فسیلی، یعنی نفت، گاز و زغال‌سنگ، از این دست است.

1. زغال‌سنگ نزدیک 88 درصد سوخت‌های فسیلی جهان را تشکیل می‌دهد و برآورد می‌شود که 11200 میلیارد تن زغال‌سنگ در جهان وجود دارد. از این همه، تنها 4 هزار تن را می‌توان برای انجام کار سودمند به کار گرفت، چرا که درصد کربن همه‌ی زغال‌سنگ ها یکسان نیست. زغال‌سنگ را می‌توان به عنوان سوخت به کار برد یا آن را به صورت کک درآورد که در صنعت ذوب آهن کاربرد زیادی دارد.

2. نفت یکی از مهم‌ترین منبع‌های انرژی جهان است که میزان مصرف آن روز به روز افزایش می‌یابد، به طوری که از سال 1355 تا 1374 از 8/177 میلیون بشکه در روز به 584 میلیون بشکه در روز افزایش یافته است. این ماده‌ی انرژی زا از ته‌نشینی پیکر جانداران تک‌سلولی در بستر دریا و در نتیجه‌ی فشار و گرمای لایه‌های بالایی به وجود می‌آید. از نفت خام، فرآورده‌هایی مانند بنزین و گازوئیل به دست می‌آید.

3. گاز طبیعی به عنوان سوخت خانگی و در نیروگاه‌های تولید برق به کار گرفته می‌شود. گاز طبیعی یکی دیگر از فرآورده‌های فرآیند تولید نفت از پیکر جاندران تک‌سلولی است که همراه نفت خام یا در نزدیکی آن یافت می‌شود. میزان گاز طبیعی جهان نزدیک 85 میلیارد متر مکعب برآورد شده است که نزدیک 7/13 میلیارد متر مکعب آن در ایران جای دارد. ایران از این نظر جایگاه نخست جهان را دارد.

سوخت‌های فسیلی به ما گرما و روشنی می‌بخشند و خودروها، کشتی‌ها، قطارها و هواپیماها را به پیش می‌رانند. آن‌ها منبع انرژی بسیاری از کارخانه‌ها و نیروگاه‌های تولید برق نیز هستند. با این همه، سوخت‌های فسیلی باعث آلودگی هوا شده‌اند و آلودگی هوا به سلامت آدمی آسیب‌های زیادی می‌رساند. سوخت‌های فسیلی باعث افزایش میزان دی‌اکسیدکربن در هوا نیز شده‌اند که گرم شدن جهانی آب و هوا را به همراه داشته است. از این رو، در این چند ساله به صرفه‌جویی در مصرف سوخت‌های فسیلی و بهره‌گیری از دیگر منابع انرژی بیش از پیش توجه شده است.

انرژی‌های پایدار

انرژی‌های پایدار یا نوشدنی(تجدیدپذیر) به آن دسته از انرژی‌ها گفته می‌شود که پس از به کارگیری آن‌ها برای انجام کارها، بار دیگر می‌توانیم از آن‌ها بهره گیریم. انرژی‌های نهفته در وزش باد، جریان آب، گرمای درونی زمین، جزر و مد، موج‌های دریا، پرتوهای خورشیدی و توده‌ی زنده، از انرژی‌های پایدار هستند که تا خورشید و ماه و زمین وجود دارد، می‌توانیم از آن‌ها بهره گیریم. این منابع انرژی به آلودگی‌‌های زیست‌محیطی نمی‌افزایند و از نخستین انرژی‌های بوده‌اند که آدمی از آن‌ها بهره‌برداری کرده است.

1. انرژی باد می‌تواند با برخورد به بادبان یک قایق، آن را به پیش براند. هم‌چنین، می‌تواند پروانه‌ی یک توربین بادی را بچرخاند و باعث چرخش محور ژنراتور و سرانجام تولید برق شود. بیش از 200 هزار توربین بادی در جای‌جای جهان در چرخش هستند که تنها از 50 هزار از آن‌ها برای تولید برق بهره می‌گیرند. توربین‌های دیگر برای بالا آوردن آب به کار گرفته می‌شوند.

2. انرژی آب انباشته شده در پشت سد را می‌توان به کمک توربین‌های آبی به برق تبدیل کرد. در گذشته از انرژی آب برای چرخش سنگ آسیاب بهره می‌گرفتند. موتورهای جت آبی از شیوه‌های نوین بهره‌گیری از آب در انجام کارها هستند. این موتورها آب را به دورن خود می‌کشند و با فشار زیاد بیرون می‌فرستند و از این راه قایق یا کشتی را به پیش می‌رانند.

3. انرژی زمین‌گرمایی از گرمای مواد مذاب درون زمین بر می‌خیزد. از این گرما می‌توان برای بخار کردن آب بهره گرفت و بخار را به سوی توربین فرستاد تا سرانجام محور ژنراتور را بچرخش درآورد و در نتیجه برق تولید شود. در ایالات متحده‌ی آمریکا هر ساله 3 هزار مگاوات برق از این راه به دست می‌آید. در فیلیپین یک پنجم برق کشور از این راه فراهم می‌شود.

4. انرژی جزر و مد که نتیجه‌ی پایین رفتن و بالا آمدن سطح آب دریا در ساحل است، به کمک ژنراتور‌های ویژه‌ای به برق تبدیل می‌شود. شمار زیادی از این ژنراتورها در ساحل هلند به کار گرفته شده‌اند، اما فقط 10 ساعت در روز کار می‌کنند و ساعت کارشان نیز با زمان رخ‌دادن جزر و مد تغییر می‌کند. این نیروگاه‌ها باعث کوچ شمار زیادی از پرندگان ساحلی نیز شده‌اند.

5. انرژی موج‌های دریا پیامد وزش باد است و با کمک ژنراتورهایی که در سطح آب شناورند، به برق تبدیل می‌شود. بازده این دستگاه‌های بسیار بالاست و نزدیک 90 درصد انرژی جنبشی موج‌ها را به برق تبدیل می‌کنند.

6. انرژی خورشیدی را می‌توان به کمک صفحه‌های خورشیدی ویژه‌ای به برق تبدیل کرد یا به کمک آینه‌ها و عدسی‌ها در نقطه‌ای متمرکز کرد و از آن برای گرم کردن آب یا حتی ذوب فلز بهره گرفت. میزان انرژی خورشیدی که به سطح زمین در ایران می‌رسد، نزدیک دو برابر آن چیزی است که خاک ایالات متحده‌ی آمریکا دریافت می‌کند. با این همه، کوشش چشمگیری برای بهره‌برداری از این انرژی در ایران انجام نشده است.

7. انرژی توده‌ی زنده از پیوندهای شیمیایی بین مولکول‌ها سازنده‌ی پیکر گیاهان و جانوران بر می‌خیزد. پسمانده‌های گیاهی و جانوری را می‌توان به عنوان سوخت به کار برد یا از آن‌ها مواد انرژی‌زایی مانند الکل یا گاز زیستی(بیوگاز) به دست آورد. از سوزاندن زباله‌ها نیز انرژی فراوانی می‌توان به دست آورد. بزرگ‌ترین کوره‌ی زباله سوزی جهان در سال 1994 میلای در انگلستان کار خود را آغاز کرد و سالانه 500 تن زباله در آن سوزانده می‌شود. از این میزان زباله، 30 مگاوات برق به دست می‌آید که برق 60 هزار خانه را فراهم می‌کند.


منبع:

1. آسیموف، ایزاک. انرژی. ترجمه‌ی اسماعیل سعادت. انتشارات فاطمی، چاپ ششم، 1376

2. جولاندز، دیوید. نیرو، انرژی و منابع انرژی. ترجمه‌ی اسفندیار معتمدی. انتشارات مدرسه، چاپ سوم، 1376

3. معتمدی، اسفندیار. انرژی و منابع آن. انتشارات مدرسه، چاپ دوم، 1383


پیوند بیرونی

1. معاونت انرژی وزارت نیرو

2. سازمان انرژی‌های نو

3. انجمن انرژی خورشیدی

4. بهینه‌سازی مصرف انرژی

5. سازمان بهره‌وری انرژی ایران


حق هر گونه نشر کاغذی و الکترونیک این مقاله، برای جزیره‌ی دانش محفوظ است.

این مقاله هنوز در دست نگارش است

دفعات مشاهده: 195277 بار   |   دفعات چاپ: 3930 بار   |   دفعات ارسال به دیگران: 446 بار   |   1 نظر

CAPTCHA code
   
سایر مطالب این بخش سایر مطالب این بخش نسخه قابل چاپ نسخه قابل چاپ ارسال به دوستان ارسال به دوستان
نظرات کاربران
نظر ارسال شده توسط Anonymous در تاریخ ۱۳۸۶/۷/۲
انرژي پتانسيل گرانشي
Encyclopedia
Persian site map - English site map - Created in 0.06 seconds with 57 queries by YEKTAWEB 3792