ما هي الطاقة؟

الطاقة هي من أهم مكونات الوجود ,هي ضرورية للعمل ,عندما تضرب كرة غول ,أو عندما يتم رفع ثقل ما , عند النمو والحركة ,وفي كل الحالات السابقة هناك طاقة يتم استهلاكها.

يمكن للطاقة أن تأخذ صوراً مختلفة كما هو معروف,منها (طاقة حرارية، كيميائية، كهربائية، إشعاعية ، نووية، طاقة كهرومغناطيسية، وطاقة حركية) وكل هذه الطاقات تتجلى في أشكال مختلفة عرف البشر منها الطاقة الكامنة و الحركية. وفي بعض الأحيان تكون مزيجاً بين الطاقتين الكامنة والحركية وهذا ما يدرسه علم الترموديناميك أي علم التحريك الحراري.

من المفيد أن الطاقة ليست جامدة, ولكنها تتحول من شكل لآخر, وأيضاً هناك علاقة وثيقة بين المادة والطاقة فحسب مبدأ  تكافؤ المادة والطاقة، فالطاقة يمكن أن تتحول إلى مادة وبالعكس يمكن للمادة أن تتحول إلى طاقة. وهذا هو مبدأ القنبلة النووي, حيث لخص أينشتاين هذه الفكرة في نظريته النسبية الخاصة وفق المعادلة الشهيرة E=mc² حيث أن الطاقة تساوي الكتلة ضرب سرعة الضوء مرفوعة للتربيع. (ملاحظة أختار أينشتاين رمز V أي  velocityأي السرعة, ولكن تم ابدالها إلى حرف C أي اختصاراً ل constant وذلك لأن سرعة الضوء مقدار ثابت لا يتغير).

عندما يتحرك جسم ما يقال أن له طاقة حركية ولهذا فإن الغاز دائماً له طاقة حركية, أما الطاقة الداخلية أي ما يحويه الجسم من طاقات في غالباً غير قابلة للقياس, ولا يمكن استعمالها بكاملها , فمثلاً الجسم الساخن عندما يبرد فإنه يبذل عمل, وحتى لو تم تبريده إلى الصفر المطلق (وهذا الأمر مستحيل) فإن جزيئاته تحتفظ بجل الطاقة الداخلية. (تعد الطاقة الداخلية طاقة الحركة الناتجة عن حركة الجزيئات في المادة)

عندما يتم تحويل الطاقة من شكل لآخر لا بد –بلا شك أن يكون هناك ضياعات في تحويل الطاقة, ولكن هذا الكلام لا ينتاقض مبدأ مصونية الطاقة, فعلى سبيل المثال أريد أن أحول طاقة كهربائية إلى حرارية, حسناً ولكن لا يمكن أن أحول كل هذا الطاقة إلى حرارية لأنه لابد أن بعضها يتسرب ليتحول إلى طاقة أيضاً ولكن ليست الطاقة المراد التحويل إليها.

يعرف كفاءة تحويل الطاقة في الفيزياء أنها النسبة بين الطاقة المستفادة من آلة إلى الطاقة المستهلكة. وقد يكون الطاقة المستفادة كهرباء أو من محرك أو حرارة. وعند القيام بإنتاج طاقة كهربائية مثلا عن طريق حرق الفحم أو النفط تكون كفاءة تحويل الطاقة الحرارية قليلة وتضيع معظم الطاقة هباء.