ما هي الطاقة المعتمدة على الكيميائية للمادة؟
الطاقة المعتمدة على الكيميائية ، تسمى الطاقة التي تعتمد على التركيب الكيميائي للمادة بالطاقة الحركية تعتبر التغيرات الكيميائية التي تحدث في المادة والتغيرات المصاحبة لها في الطاقة من الأجزاء المهمة جدًا في الحياة اليومية، نظرًا للعمليات الحيوية التي يمر بها الجسم والتي تجعله بحاجة إلى الطاقة للقيام بها. وأكبر مثال على ذلك هو الغذاء وما يحتويه من بروتينات وكربوهيدرات ودهون. وكل هذه التفاعلات الأيضية تعمل على توفير الطاقة عن طريق حرقها داخل أجسامنا، كما يتم حرق الوقود والفحم لإنتاج الطاقة اللازمة للنقل والتدفئة وتوليد الكهرباء.
جدول المحتويات
الطاقة المعتمدة على الكيميائية
بشكل عام، يتم استخدام التفاعلات الكيميائية الصناعية للمواد المختلفة، ويتم استهلاك كمية كبيرة من الطاقة لإنتاج المواد الخام، مثل الحديد والألمنيوم. ويتم بعد ذلك إعادة استخدام الطاقة لتحويل تلك المواد الخام إلى مواد يمكن استخدامها، مثل صناعة السيارات والجسور وناطحات السحاب. يمكن تعريف الطاقة بأنها القدرة على أداء عمل معين وتوفير الحرارة اللازمة له. غالبًا ما توجد الطاقة في مجموعة متنوعة من الأشكال والأنواع، بما في ذلك الطاقة الكامنة، وهي الطاقة المخزنة في جسم ما بسبب موقعه وتكوينه وحالته. هناك نوع آخر من الطاقة يسبب حركة المواد الكيميائية وهي الطاقة الحركية وهي الطاقة المرتبطة بحركة الجسم مثل حركة الماء في الشلالات حيث تكون الطاقة الحركية في هذه الحالة نتيجة لحركتها موقع. ولكن عندما يتم توجيه المياه إلى الأسفل من خلال مولدات في محطة الطاقة الكهرومائية، تصبح الطاقة حركية، لأنها تنتج الحركة اللازمة لتوليد الكهرباء. مثال آخر هو البطارية التي تحتوي على طاقة محتملة، حيث يمكن للمواد الكيميائية الموجودة فيها بسبب موقعها إنتاج الكهرباء.
اقرأ أيضًا: مادة الإسفنجين
وفي حالة الإشارة إلى الطاقة الحركية فهي الطاقة التي تم تسميتها بناء على الحركة التي يقوم بها الجسم، أو الحركة التي تقوم بها المواد ضمن التفاعلات الكيميائية، وذلك حسب نوع الطاقة الحركية. سواء كانت طاقة حركية عمودية أو طاقة حركية أفقية، تنقسم الطاقة الحركية إلى عدة أشكال، منها الطاقة الحركية الاهتزازية وهي الطاقة الناتجة عن حركة الاهتزازات، والأخرى الطاقة الحركية المتناوبة وهي الطاقة الناتجة عن الدوران ، والطاقة الحركية الانتقالية، وهي المسؤولة عن حركة المادة أو الجسم من مكان إلى آخر. إلى أخرى وأشهرها الحركة الانتقالية لأنها تعتمد على متغيرين هما الكتلة والسرعة، والمعادلة التالية تمثل الطاقة الانتقالية للجسم أو المادة KE = 0.5 • m • v 2
من خلال المعادلة السابقة يمكن القول أن الطاقة الحركية للمواد والأجسام تتناسب طرديا مع مربع السرعة التي تتحرك بها المادة. وهذا يعني أنه كلما زادت السرعة بمقدار مرتين، زادت طاقة الحركة بمقدار أربعة أضعاف. على سبيل المثال، إذا زادت السرعة ثلاث مرات، فإن الطاقة الحركية ستزيد تسع مرات. فإذا زادت السرعة أربع مرات، زادت الطاقة الحركية ستة عشر مرة. وهذا يدل على أن الطاقة الحركية تعتمد بشكل أساسي على مربع السرعة. وهذا يدل على أن المعادلة المذكورة ليست مجرد معادلة للحل، بل لتوضيح العلاقة بين الكميات. الطاقة الحركية هي كمية عددية ليس لها اتجاه، مقارنة بالسرعة والقوة. وهكذا، يتم وصف الطاقة الحركية لجسم ما على أساس حجمه.
أمثلة على الطاقة الحركية
ومن أمثلة الطاقة الحركية الجري والسقوط والسباحة:
كما ذكرنا سابقًا، تعتبر الطاقة الكامنة والطاقة الحركية من الأنواع الرئيسية للطاقة التي تعتمد على تركيب المواد الكيميائية. على الرغم من أننا نتحدث عن تركيب المواد الكيميائية، إلا أن البعض يعتقد أن هذا له علاقة بمجال الكيمياء. ومع ذلك، فإن الطاقة الحركية ليست سوى شكل من أشكال الطاقة في المجال الفيزيائي البحت. يتم تعريف الطاقة الحركية التي يحملها الجسم أو التي تقوم بها المواد أثناء التفاعلات الكيميائية بالشغل اللازم لزيادة سرعة الجسم أو التفاعل من خلال زيادة حركة المواد. ويتم ذلك عن طريق تسريع كتلة المادة أو الجسم. وبمجرد وصول الكتلة إلى السرعة المطلوبة، تظل الطاقة الحركية ثابتة دون أي تغيير، ويحدث هذا عندما تتغير سرعتها مرة أخرى. وهذا دليل على أن الطاقة الحركية ليست ثابتة وترتبط بالسرعة. وفيما يلي سنذكر بعض الأمثلة على الطاقة الحركية
اقرأ أيضًا: كيف تقاس درجة الحرارة
- حركة المواد أثناء التفاعلات الكيميائية.
- حركة الشلالات المتدفقة.
- حركة الكهرباء داخل الأسلاك.
- حركة الإلكترونات حول النواة.
- حركة الأقمار الصناعية.
- حركة الانهيار الجليدي.
- المشي أو الركض.
- ركوب الدراجات.
- القيادة.
- إطلاق الصواريخ.
- حركة الكواكب.
- الطاحونة.
- حركة السحب.
- حركة الرياح.
- النيازك المتساقطة.
- اسقاط شيء ما.
- ارم الكرة.
- سباحة.
- الرقص.
- جري.
- السقوط.
أمثلة على الأجسام التي لها طاقة حركية
أكثر من 90% من الطاقة المستخدمة تأتي في الأصل من الشمس، حيث تزود الشمس الأرض بما يقرب من 10000 مرة من الطاقة اللازمة لتلبية جميع احتياجاتنا. تعتبر الشمس مصدراً للطاقة الحركية، إذ تتحول الطاقة الحرارية إلى طاقة حركية. أمثلة الطاقة الحركية هي نفس أمثلة الأشياء التي تمتلك طاقة حركية. كل جسم يتحرك هو جسم قادر على الحركة ويمتلك تلك الطاقة. هناك أمثلة أخرى للأجسام التي لها طاقة حركية
- محطات الطاقة الكهرومائية.
- طواحين الهواء.
- السيارات.
- القطارات.
- إلكترونيات.
- الكواكب.
- النيازك.
- الأقمار الصناعية.
أنواع الطاقة
- الطاقة الميكانيكية.
- طاقة حرارية.
- الطاقة النووية.
- الطاقة الكيميائية.
- الطاقة الكهرومغناطيسية.
- الطاقة الحركية.
- الطاقة الكامنة.
- طاقة التأين.
هناك أنواع عديدة من الطاقة، لكن الأنواع الرئيسية والشائعة هي الطاقة الكامنة والطاقة الحركية التي تم الحديث عنها سابقاً. وفيما يلي سنذكر بعض أنواع الطاقة الأخرى.
اقرأ أيضًا: تحمي النباتات الصحراوية نفسها
الطاقة الميكانيكية: تمثل الطاقة الميكانيكية مجموع الطاقة الحركية والطاقة الكامنة التي تنتجها الحركة.
طاقة حرارية: وهو يمثل الطاقة الناتجة عن اختلاف درجة الحرارة بين نظامين.
الطاقة النووية: هي الطاقة التي تنتج عن التغيرات في نواة الذرة أو عن طريق التفاعلات النووية، مثل الاندماج النووي، والاضمحلال النووي، والانفجار الذري، ومحطات الطاقة النووية.
الطاقة الكيميائية: وتتمثل الطاقة الكيميائية بالتفاعلات التي تحدث بين الذرات والجزيئات، مثل الطاقة الكهروكيميائية والطاقة الكهرومائية، والتفاعلات الناتجة عن حركة المواد.
الطاقة الكهرومغناطيسية: تُعرف الطاقة الناتجة عن الموجات الكهرومغناطيسية والضوء والراديو وأشعة جاما والأشعة السينية وأجهزة الميكروويف والأشعة فوق البنفسجية بالطاقة المشعة.
الطاقة الحركية: الطاقة التي يستخدمها الجسم عند الانتقال من مكان إلى آخر، مثل قيادة السيارة أو اللعب على الأرجوحة، أو حركة المواد أثناء التفاعل الكيميائي وغيرها.
الطاقة الكامنة: الطاقة الكامنة هي الطاقة التي تعتمد على موقع الجسم، مثل تدفق الماء في شلال من الأعلى إلى الأسفل دون حركة. غالبًا ما يتم دمج الطاقة الحركية مع الطاقة الكامنة، ولذلك تعتبر أحد أنواع الطاقة الأساسية.
طاقة التأين: تمثل الرابطة الكيميائية شكلاً من أشكال الطاقة التي تربط الإلكترونات بنواة الذرة أو الجزيء.