هناك العديد من أنواع الطاقة ومصادرها المختلفة، بعضها من مصادر الطاقة المتجددة، وبعضها من مصادر الطاقة غير المتجددة، وسنقوم الآن بإعداد بحث حول الطاقة والمواد الكيميائية.
مقدمة في أبحاث الطاقة والتحولات الكيميائية
تعرف الطاقة بأنها القدرة على فعل شيء ما، وهي موجودة في أكثر من شكل وكل منها مرتبط بالعملية الحركية، ويمكن أن تنتقل الطاقة من جسم إلى آخر ومن شكل إلى آخر، لذا فهي صنف. وفقًا لشكله الجديد الذي تم نقله إلى.
لا يمكن إنشاء أو تدمير الطاقة، وهذا هو قانون الحفاظ على الطاقة أو القانون الأول المعروف للديناميكا الحرارية، وهناك العديد من الطرق لتحويل الطاقة من شكل إلى آخر.
يمكن أن تستخدم العديد من الأجهزة المختلفة مثل خلايا الوقود والمولدات والبطاريات والمحركات الحرارية، ويتم حرق الوقود لإنتاج طاقة كهربائية، أو طاقة ميكانيكية قابلة للاستخدام.
انظر أيضًا: البحث حول نقل الطاقة في pdf
أشكال مختلفة من الطاقة
هناك العديد من أشكال الطاقة، منها:
فلطائي
“الطاقة الكهربائية”، والتي غالبًا ما تستخدم في عصرنا الحديث، لسهولة التنقل لمسافات طويلة، ويمكن تحويل هذه الطاقة بسهولة إلى حرارة أو ضوء أو طاقة ميكانيكية.
وهو ما يتم إنتاجه بواسطة المحركات الكهربائية، وقد أدى اختراع التوربين إلى إنتاج الكهرباء على نطاقات كبيرة بفضل الحركة الدورانية للتوربين.
الطاقة النووية
تُعرَّف “الطاقة النووية” بأنها نتيجة لبعض التغييرات في النوى الذرية أو التفاعلات النووية، ويوفر تطوير الطاقة النووية مصدرًا جديدًا للطاقة.
يمكن إنتاج البخار لتشغيل مولد كهربائي أو مراوح للسفن الكبيرة أو آلات أخرى باستخدام توربين باستخدام حرارة المفاعلات النووية.
ساعدت المفاعلات النووية في إنتاج الكهرباء في أمريكا بنسبة 23٪ في عام 1999 م، إلا أن بناء هذه المفاعلات في الولايات المتحدة لا يرجع كثيرًا إلى الخوف من مخاطر النفايات المشعة التي تنتجها هذه المفاعلات، أو خوفًا من الانهيار النووي.
الطاقة الميكانيكية
“الطاقة الميكانيكية” هي ما تولده الحركة، أو موقع الجسم، وهو مجموع الطاقة الحركية مجتمعة والطاقة الكامنة. تمتلك السيارات المتحركة طاقة حركية، ولكن إذا صعدت جبلًا مرتفعًا، فستكون لديك طاقة حركية وطاقة كامنة.
الطاقة الكيميائية
هذه الطاقة هي نتيجة التفاعل الكيميائي للذرات أو الجزيئات مع البطاريات، ولها أنواع عديدة، ومن الأمثلة على ذلك الطاقة الكهروكيميائية.
طاقة حرارية
“الطاقة الحرارية” هي التي تعمل على عكس الاختلاف في الحرارة بين نظام وآخر، وهي طاقة مخزنة، وهي حركة الجسيمات التي تتحرك بشكل عشوائي في المواد، والتي يمكن نقلها من مكان إلى آخر بطرق مختلفة، مثل كما. كعمليات الحمل الحراري أو التوصيل أو العمليات الإشعاعية.
مصادر الطاقة
هناك نوعان من الطاقة هما:
طاقة غير متجددة
“مصادر الطاقة غير المتجددة” والتي لا يمكن تغييرها أو تهيئتها في وقت قصير، واستهلاك هذه المصادر سريع مقارنة بإنتاجها، ومن أمثلة مصادر الطاقة غير المتجددة:
صوف
يعتبر النفط من المصادر غير المعتادة لاستخدام محطات توليد الطاقة، ولكنه يستخدم على نطاق واسع كوقود حول العالم، حيث يستخدم في مختلف وسائل النقل مثل الطائرات والقطارات والسيارات، كما يستخدم في إنتاج بلاستيك. .
فحم
استخدم الإنسان الفحم كمصدر غير متجدد للطاقة منذ القدم، بسبب رخص سعره، وإنتاجه الكثير من الطاقة مقارنة بحجمه ووزنه، لكنه من أكثر أنواع الوقود تلويثًا.
غاز طبيعي
يحتوي على الميثان، ويستخدم في طهي الطعام، وتسخين الجو، وتوليد الكهرباء، وهو من الوقود الأحفوري وأنظفها، لأنه لا يتسبب في ترك مخلفات أو بقايا بعد الاحتراق. .
كما ينتج الغاز الطبيعي ثاني أكسيد الكربون مع نسبة ضئيلة من الزيت، وهي حوالي 30٪، ونسبة صغيرة من الفحم، وهي تقارب 45٪، وهو من أهم خصائص الغاز الطبيعي لذلك فهو سهل النقل.
تكلفته منخفضة، لكن عيبه أنه يحترق بسهولة، وكذلك الحاجة إلى عمليات المعالجة أكثر من النفط أو الفحم.
اليورانيوم
يتم استخراج خام اليورانيوم الصلب لجعله الوقود المستخدم في محطات الطاقة النووية.
مصادر الطاقة المتجددة
“الطاقة المتجددة” هي مصادر تكون فيها الطاقة متجددة بشكل طبيعي ومحدود. لا يتم عرضه عادة لعدة أيام، ولكن يتم تقليل كمية الموارد المتاحة في كل وحدة زمنية، وهو أحد أهم المصادر المتجددة. الطاقة هي التالية:
طاقة شمسية
وهي من أهم المصادر المتجددة التي تمتص وتحول إلى كهرباء من خلال الخلايا الشمسية التي تخزن في البطاريات لاستخدامها فيما بعد، والطاقة الشمسية غير ضارة وصديقة للبيئة، وعملية التحويل من الطاقة الشمسية لا تلوث الهواء ولا تسبب ضوضاء.
انظر أيضًا: بحث عن درجة الحرارة والطاقة الحرارية في الفيزياء
طاقة الرياح
تعرف بأنها حركة الهواء الناتجة عن صعود الهواء الساخن فوق الهواء البارد، وتستخدم هذه الطاقة لتوليد الكهرباء من خلال توربينات الرياح، وقد استُخدمت طاقة الرياح لقرون في السفن الشراعية كما في السابق. تستخدم في طواحين الهواء لطحن الحبوب.
الطاقة الكهرومائية
الماء هو مورد متجدد، يتم تغذيته باستمرار في دورة المياه، وبالتالي تشكيل تدفق المياه في الأنهار قوية للغاية.
وهذا يمكنهم من تشغيل عجلات المياه التي تتحكم في العمليات الميكانيكية، بحيث يمكن تحويل طاقة المياه المتدفقة إلى كهرباء من خلال المولدات والتوربينات التي تعمل في العديد من السدود حول العالم.
الطاقة الحرارية الأرضية
تعتبر الحرارة داخل الأرض من أهم مصادر الطاقة المتجددة، فهي تنتج البخار والمياه الساخنة التي تستخدم في توليد الكهرباء وإنتاج الكهرباء، كما تستخدم لتوليد الطاقة التي تستخدم في الصناعات المختلفة، أو لتدفئة المنازل. .
التغيرات الكيميائية
يُعرَّف التغيير الكيميائي بأنه العملية التي يتم من خلالها تغيير تركيبة المادة، أو تحويلها إلى مواد جديدة ومختلفة، وهو تفاعل كيميائي يتضمن إعادة ترتيب الذرات.
بعد هذا التغيير الذي يحدث له، لا يمكنه العودة إلى حالته الطبيعية من قبل، وهو ما يتعارض مع التغيير المادي حيث يمكن أن يعود الكائن إلى حالته الأصلية.
العلاقة بين تغيرات الطاقة الكيميائية
التغيير الكيميائي الذي يطلق الحرارة
يُعرف هذا التغيير الكيميائي باسم تفاعل طارد للحرارة.
تغيير كيميائي يمتص الحرارة
تُعرف هذه التغييرات الكيميائية باسم التفاعلات الماصة للحرارة.
فيما يلي أمثلة على التغييرات الكيميائية:
- اخلطي الصودا والخل اللذين ينتجان ثاني أكسيد الكربون.
- امزج مواد حمضية مختلفة مع مواد أساسية مختلفة.
- سلق البيض، حرق الشمع، صدأ الحديد.
- تؤدي إضافة الحرارة إلى الهيدروجين والأكسجين إلى إنتاج الماء.
كيفية التعرف على التغيير الكيميائي
يمكن تحديد التغيير الكيميائي من خلال ما يلي:
تغير درجة الحرارة
أحيانًا يكون التغير في الطاقة في تفاعل كيميائي مصحوبًا بتغير في درجة الحرارة، لذلك من الممكن قياس التغير في درجة الحرارة لتحديد التغير الكيميائي.
الضوء
في بعض الأحيان ينتج عن تفاعل كيميائي ضوء.
فقاعات
ينتج عن التفاعل الكيميائي بعض الغازات التي تظهر على شكل فقاعات في المحلول السائل.
تصبح رواسب
ينتج عن التفاعل الكيميائي بعض الجسيمات الصلبة، والتي قد تظل في محلول أو تظهر على شكل راسب.
تغيير اللون
غالبًا ما يتسبب التفاعل الكيميائي في تغير اللون، لذا فهذه إحدى العلامات الجيدة لحدوث تفاعل كيميائي، ومن المحتمل أن تنتج التفاعلات الكيميائية مع المعادن الانتقالية ألوانًا.
الرائحة تغيرت
يمكن للتفاعلات الكيميائية إطلاق مواد كيميائية وفقاعات، مما ينتج عنه رائحة مميزة.
تغيير في التكوين
إذا تم حرق الطعام، على سبيل المثال، فإنه يتغير لينتج رمادًا، أو يتغير الطعام إذا ترك لفترة طويلة ويتعفن.
ملحوظة: قد يحدث تغيير كيميائي، ولكن لا يوجد أي ظهور لأي من هذه الأحداث السابقة. قد يستغرق ظهور هذا التغيير وقتًا طويلاً على الرغم من استمرار عملية التغيير.
أنواع التغيرات الكيميائية
هناك ثلاثة أنواع من التغيرات الكيميائية وهي:
التغيرات الكيميائية غير العضوية
هذه تفاعلات كيميائية لا تتضمن عادةً عناصر الكربون، مثل خلط الأحماض والقواعد والأكسدة والاحتراق وتفاعلات الاختزال.
التغيرات الكيميائية العضوية
يتضمن ذلك المركبات العضوية التي تحتوي على الكربون والهيدروجين، وعلى سبيل المثال، تكسير الروابط باستخدام النفط الخام.
التغيرات البيوكيميائية
هذه هي التغيرات الكيميائية العضوية التي تحدث في الكائنات الحية، ويتم التحكم في هذه التفاعلات والهرمونات والإنزيمات، مثل التخمير وتثبيت النيتروجين وعملية الهضم.
انظر أيضا: البحث عن مصادر الطاقة
اختتام بحث عن الطاقة والتحولات الكيميائية
وفي نهاية البحث عن الطاقة والتغيرات الكيميائية، يجب مشاركة هذا الموضوع على جميع وسائل التواصل الاجتماعي. نناقش جميع مصادر الطاقة وأنواعها وكيفية استخدامها في الحياة.