تبدیل انرژی

وقتی انرژی از یک شکل یا صورت به شکل دیگر تبدیل می شود، تبدیل انرژی صورت گرفته است. به عنوان مثال با آتش زدن یک کبریت، انرژی شیمیایی که در آن ذخیره شده به انرژی گرمایی و نورانی تبدیل می شود. در این صورت تبدیل انرژی را از حالت انرژی پتانسیل به انرژی جنبشی داریم. در کل انرژی می تواند از صورتی به صورت های دیگر تبدیل شود. مثال دیگر تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی نورانی و گرمایی در یک لامپ یا چراغ خواب است. باتری خورشیدی مثال دیگری از تبدیل انرژی نورانی خورشید به انرژی الکتریکی است.

انرژی چیست؟

در تعریف انرژی می توان گفت، توانایی انجام کار. انرژی و تبدیلاتی که از صورت های مختلف به صورت های دیگر اتفاق می افتد، در همه جا و حتی درون وجود ما نیز، است. انرژی، کل جهان هستی ما را تشکیل داده و دارای انواع مختلفی از نور و گرما گرفته تا نیروی جاذبه، انرژی شیمیایی و الکتریکی است. روزانه به وفور از انواع انرژی استفاده می کنیم. در کارهایی چون حرکت ماشین ها، پختن غذاها، پخش شدن آهنگ های مورد علاقه، گرما و نوری که در خانه هایمان وجود دارد و ... وجود انرژی لازم و ضروری است. انرژی توانایی دارد که می تواند تغییر دهد، حرکت دهد و کار کند.

انجام کار وقتی صورت می گیرد که هم به جسم نیرو وارد شود و هم آن جسم جا به جا شود. اگر نیرو وارد شود ولی جا به جایی صورت نگیرد، انرژی صرف شده ولی کاری صورت نگرفته است. در تعریف نیوتن برای کار، حاصلضرب نیرو در جا به جایی است که با واحد ژول بیان می شود.

انواع انرژی

انرژی به دو شکل انرژی پتانسیل و جنبشی وجود دارد. وقتی جسمی در حال حرکت باشد، انرژی که این جسم دارد، انرژی جنبشی است. اما جسمی که در حالت سکون باشد، دارای انرژی پتانسیل است. صورت های مختلفی از انرژی مانند انرژی شیمیایی، انرژی حرارتی، تابشی، حرکتی، صدا، گرانشی و ... وجود دارد.

انرژی شیمیایی صورتی از انرژی است که در مولکول های مواد ذخیره می شود. ذخیره انرژی در سوخت نمونه ای از آن است. انرژی گرمایی وابسته به حرکت و جنبش مولکول ها بوده و با افزایش تعداد و جنبش این مولکول ها، این انرژی زیاد می شود. انرژی نورانی از جایی به جای دیگر منتقل می شود. انرژی صوتی صورتی است که باعث حرکت مولکول های هوا شده و بین دو نقطه جا به جا می شود. اجسامی که در حرکت هستند، همه دارای انرژی مکانیکی هستند.

تبدیل انرژی

حال صورت های مختلف انرژی قابل تبدیل به یکدیگر هستند. علاوه بر تبدیل انرژی، انتقال انرژی را نیز داریم که در آن انرژی از یک جسم به جسم دیگر منتقل می شود. علاوه بر مثال هایی که برای تبدیل انرژی در بالا گفته شد، کرم شب تاب نیز می تواند انرژی شیمیایی را به انرژی نورانی تبدیل کند. چون در نوری که از کرم شب تاب منتشر می شود، گرمایی وجود ندارد، به آن نور افشانی سرد می گویند. مثال دیگر ژنراتورها هستند که در نیروگاه ها وجود دارند و تبدیل انرژی از شکل مکانیکی (حرکتی) به الکتریکی را انجام می دهند.

انرژی هسته ای که در خورشید وجود دارد، با تابش به گرما و نور تبدیل می شود. انرژی شیمیایی مواد غذایی که استفاده می شود، در بدن به انرژی مکانیکی تبدیل شده و موجب حرکت اندام های مختلف بدن می شوند. انرژی الکتریکی توسط یک پنکه به انرژی جنبشی و حرکت تبدیل می شود. وقتی رعد و برق اتفاق می افتد، انرژی الکتریکی به انرژی صوتی، نورانی و گرمایی تبدیل می شود.

اما نکته ای که در تبدیل انرژی باید در نظر گرفت، قانون پایستگی انرژی (اصل بقای انرژی) است. این قانون بیان می کند که هیچ وقت انرژی از بین نمی رود ولی انرژی می تواند از یک شکل به شکل دیگر و از نوعی به نوع دیگر تبدیل شود. پس در تمام انواع تبدیل انرژی به صورت های مختلف، هیچ وقت از بین رفتن انرژی را نخواهیم داشت. ولی ممکن است مقداری از انرژی به صورتی که مد نظر نبوده، تبدیل نشود، ولی از بین نمی رود.

به عنوان مثال با روشن کردن اتومبیل، بنزین به عنوان انرژی شیمیایی به انرژی حرکتی تبدیل شده و ماشین را جا به جا می کند. اما مقداری از این انرژی به جای تبدیل شدن به انرژی حرکتی، به گرما تبدیل شده و منجر به داغ شدن موتور می شود.