الجزائر
السنة الخامسة ابتدائي
الملفّات والبحوث
التربية العلميّة والتكنولوجية
3- الإنسان والبيئة
1- الإنسان والطاقة
1- مفهوم الطاقة
التربية العلميّة والتكنولوجية
3- الإنسان والبيئة
1- الإنسان والطاقة
1- مفهوم الطاقة
الطاقة :
إنّ كلّ ما نفعله يعتمد على طاقة، فنحن لا نستطيع أن نعيش بدونها، وكذلك الحيوانات والنباتات. وتستمدّ معظم الطاقة في هذا العالم من الشمس، وتصل إلى الأرض مع أشعّتها. وضوء الشمس هو الذي يمكّن النباتات من صنع غذائها. والإنسان يأكل النبات ليحصل على الطاقة اللازمة للحياة. كما أنّه يحصل عليها بأكل اللحوم التي بها طاقة متأتيّة من النباتات التي أكلتها الحيوانات.
والطاقة التي نستمدّها من الغذاء هي التي تجعل عضلاتنا وأجزاء أخرى من أجسامنا قادرة على العمل. لكن هناك صورا أخرى من الطاقة المفيدة لنا، والتي نستخدمها في أغراض كثيرة من أجل حياة مريحة، فمثلا نحن نعتمد على الطاقة في تدفئة بيوتنا وإضاءتها، وفي طهي طعامنا، وفي تشغيل محرّكات السيارات والطائرات.
مصادر الطاقة :
للطاقة مصادر عديدة نذكر منها :
إنّ كلّ ما نفعله يعتمد على طاقة، فنحن لا نستطيع أن نعيش بدونها، وكذلك الحيوانات والنباتات. وتستمدّ معظم الطاقة في هذا العالم من الشمس، وتصل إلى الأرض مع أشعّتها. وضوء الشمس هو الذي يمكّن النباتات من صنع غذائها. والإنسان يأكل النبات ليحصل على الطاقة اللازمة للحياة. كما أنّه يحصل عليها بأكل اللحوم التي بها طاقة متأتيّة من النباتات التي أكلتها الحيوانات.
والطاقة التي نستمدّها من الغذاء هي التي تجعل عضلاتنا وأجزاء أخرى من أجسامنا قادرة على العمل. لكن هناك صورا أخرى من الطاقة المفيدة لنا، والتي نستخدمها في أغراض كثيرة من أجل حياة مريحة، فمثلا نحن نعتمد على الطاقة في تدفئة بيوتنا وإضاءتها، وفي طهي طعامنا، وفي تشغيل محرّكات السيارات والطائرات.
مصادر الطاقة :
للطاقة مصادر عديدة نذكر منها :
الطاقة البشريّة :
لم يستعمل الإنسان البدائي من أنواع الطاقة سوى قوّته الذاتيّة، والتي لا تزال تستخدم إلى الآن في أغراض عديدة، كقيادة الدراجة، أو تمضية السكاكين وغيرها... لهذا فجسم الإنسان يمكن تشبيهه بالسيارة، فكلّ منهما بحاجة لطاقة يستخدمها لتحريكها، فكما أنّ السيارة بحاجة إلى طاقة متمثلة مثلا في البنزين للتحرك، فجسم الإنسان يحتاج إلى طاقة متمثّلة في الطعام ليتحرّك ويعمل.
الطاقة الحيوانيّة :
لقد استعان الإنسان منذ القدم بالحيوانات لتعينه على القيام بكثير من الأعمال، فاستعان بالخيول والحمير وفي الهند بالفيلة، للتنقّل ونقل الأمتعة، وكذلك الجمال للسفر في الصحراء وتحميل البضائع التجاريّة. كما استعان الإنسان بالثيران للحراثة وجرّ العربات، والتي تعتبر من أقوى الحيوانات الموجودة على الأرض.
الطاقة الهوائيّة :
استعمل الإنسان المجاذيف ليدفع السفن فوق الماء، إلى أن صنع أشرعة وثبّتها فوق صواري طويلة، مستغلا بذلك طاقة الريح، فكانت الرياح تدفع أشرعة السفن فتتحرّك بفعل تلك الطاقة، وتتحكّم الدفّة في اتجاهها، وتتناسب سرعتها وفقا لسرعة الهواء.
كما استغلّ الإنسان الطاقة الهوائيّة في صنع آلة لطحن الحبوب والتي توصف بالطاحونة الهوائيّة.
الطاقة الفحميّة (أو الوقود الأحفوريّ):
يعنى به الفحم الحجريّ والنفط الأسود والغاز الطبيعي، الذي توفّر في باطن الأرض على مدى ملايين السنين.
يعتبر الفحم الحجريّ أوّل المواد الطبيعيّة التي استعملها الإنسان خاصّة في القرنين الثامن والتاسع عشر مع قيام الثورة الصناعيّة، وكانت له قيمة عالية من حيث قدرة الاحتراق وتوليد الطاقة الحراريّة، فالقطارات تستعمل الفحم لتسخين الماء كي يتحوّل إلى بخار ويُحدث ضغطا فيحرّك المكابس التي تدفع عجلات القطار.
أمّا النفط فقد استخرجه الإنسان للاستفادة منه كطاقة كيميائيّة لتشغيل محرّكات وسائل النقل ومحرّكات الصناعة ولعدّة أغراض أخرى كالطبخ والنسيج والإضاءة.
كما يقوم الإنسان اليوم باستغلال الغاز الطبيعي لتزويد المنازل والمنشئات العامّة التي تستعمله كطاقة للتدفئة والطبخ، كما يُستعمل الغاز الطبيعي في بعض مجالات الصناعة والتكييف وفي بعض السيارات لتعويض البنزين.
الطاقة الكهربائيّة :
تعدّدت استعمالات الطاقة الكهربائيّة في المنازل لتشغيل آلات الغسيل والطهي والكيّ والتبريد والتنوير ولتشغيل الأجهزة الإلكترونيّة، كما مكّنت هذه الطاقة من تشغيل آلات المصانع ووسائل النقل وإنارة الطرقات، وقد شكّل اكتشاف الطاقة الكهربائيّة ثورة كبيرة في حياة الإنسان نظرا لأنّها نظيفة ومتجدّدة.
الطاقة المائيّة :
استخدم الإنسان الطاقة المائيّة منذ زمن بعيد، فقد استغلّ طاقة المياه الجارية في الأنهار لنقل جذوع الأشجار من مكان إلى آخر بمجرّد إلقائها في تيّارات الماء، ثمّ تعلّم كيف يجمع عددا من هذه الجذوع ليصنع بها منصّة طافية مكّنته من نقل حاجياته ومحصوله الفلاحي وحيواناته، مستفيدا في كلّ ذلك من طاقة الماء الجاري.
أمّا الآن فقد استخدمت الطاقة المائيّة في العديد من الأشياء، فمثلا استخدمت في عمليّة البحث عن المعادن الثمينة كالذهب وذلك باستعمال قوّة التدفّق للتخلّص من الشوائب، واستخدمت في إنتاج الكهرباء وغيرها.
الطاقة الشمسيّة :
تعتبر الطاقة الشمسيّة أقدم وأهمّ طاقة على وجه الأرض، وقد استغلّها الإنسان على مدى العصور لتجفيف اللحوم والنباتات ليتمكّن من تخزينها، كما استعملها لإذابة بعض المواد ولطهي الطعام ولتوليد بخار الماء وتقطير الأزهار والنباتات الطبيّة والعطريّة.
وفي سنة 1767 تمكّن هوراس بندكت دي سويسر، الفيزيائيّ السويسري من اختراع أول لاقط لأشعّة الشمس لغاية التدفئة والتسخين ولتشغيل أنواع من الآلات.
وانتشرت الآن تكنولوجيا استغلال الطاقة الشمسيّة كطاقة بديلة ومتجدّدة، وصنعت مرايا مسطّحة تثبّت على الأسطح والجدران تقوم بالتقاط أشعّة الشمس التي تتجمّع حرارتها في نقاط مركزيّة مرتبطة بقنوات وخزّانات للماء، فتصل درجة حرارته 2000 درجة في وقت وجيز، ويقع استعمال ذلك الماء الساخن في جميع الشؤون المنزليّة والصحيّة وفي المستشفيات والنزل والأماكن العامّة.
الطاقة النوويّة :
تعتبر الطاقة النوويّة طاقة بديلة للبترول المهدّد بالنفاذ، وتستعمل اليوم لغايات سلميّة في توليد الكهرباء عند إدارة محرّكات بعض الغوّاصات والسفن وفي مجالات المعالجة الطبيّة.
لم يستعمل الإنسان البدائي من أنواع الطاقة سوى قوّته الذاتيّة، والتي لا تزال تستخدم إلى الآن في أغراض عديدة، كقيادة الدراجة، أو تمضية السكاكين وغيرها... لهذا فجسم الإنسان يمكن تشبيهه بالسيارة، فكلّ منهما بحاجة لطاقة يستخدمها لتحريكها، فكما أنّ السيارة بحاجة إلى طاقة متمثلة مثلا في البنزين للتحرك، فجسم الإنسان يحتاج إلى طاقة متمثّلة في الطعام ليتحرّك ويعمل.
الطاقة الحيوانيّة :
لقد استعان الإنسان منذ القدم بالحيوانات لتعينه على القيام بكثير من الأعمال، فاستعان بالخيول والحمير وفي الهند بالفيلة، للتنقّل ونقل الأمتعة، وكذلك الجمال للسفر في الصحراء وتحميل البضائع التجاريّة. كما استعان الإنسان بالثيران للحراثة وجرّ العربات، والتي تعتبر من أقوى الحيوانات الموجودة على الأرض.الطاقة الهوائيّة :
استعمل الإنسان المجاذيف ليدفع السفن فوق الماء، إلى أن صنع أشرعة وثبّتها فوق صواري طويلة، مستغلا بذلك طاقة الريح، فكانت الرياح تدفع أشرعة السفن فتتحرّك بفعل تلك الطاقة، وتتحكّم الدفّة في اتجاهها، وتتناسب سرعتها وفقا لسرعة الهواء.كما استغلّ الإنسان الطاقة الهوائيّة في صنع آلة لطحن الحبوب والتي توصف بالطاحونة الهوائيّة.
الطاقة الفحميّة (أو الوقود الأحفوريّ):
يعنى به الفحم الحجريّ والنفط الأسود والغاز الطبيعي، الذي توفّر في باطن الأرض على مدى ملايين السنين.
يعتبر الفحم الحجريّ أوّل المواد الطبيعيّة التي استعملها الإنسان خاصّة في القرنين الثامن والتاسع عشر مع قيام الثورة الصناعيّة، وكانت له قيمة عالية من حيث قدرة الاحتراق وتوليد الطاقة الحراريّة، فالقطارات تستعمل الفحم لتسخين الماء كي يتحوّل إلى بخار ويُحدث ضغطا فيحرّك المكابس التي تدفع عجلات القطار.أمّا النفط فقد استخرجه الإنسان للاستفادة منه كطاقة كيميائيّة لتشغيل محرّكات وسائل النقل ومحرّكات الصناعة ولعدّة أغراض أخرى كالطبخ والنسيج والإضاءة.
كما يقوم الإنسان اليوم باستغلال الغاز الطبيعي لتزويد المنازل والمنشئات العامّة التي تستعمله كطاقة للتدفئة والطبخ، كما يُستعمل الغاز الطبيعي في بعض مجالات الصناعة والتكييف وفي بعض السيارات لتعويض البنزين.
الطاقة الكهربائيّة :
تعدّدت استعمالات الطاقة الكهربائيّة في المنازل لتشغيل آلات الغسيل والطهي والكيّ والتبريد والتنوير ولتشغيل الأجهزة الإلكترونيّة، كما مكّنت هذه الطاقة من تشغيل آلات المصانع ووسائل النقل وإنارة الطرقات، وقد شكّل اكتشاف الطاقة الكهربائيّة ثورة كبيرة في حياة الإنسان نظرا لأنّها نظيفة ومتجدّدة.
الطاقة المائيّة :
استخدم الإنسان الطاقة المائيّة منذ زمن بعيد، فقد استغلّ طاقة المياه الجارية في الأنهار لنقل جذوع الأشجار من مكان إلى آخر بمجرّد إلقائها في تيّارات الماء، ثمّ تعلّم كيف يجمع عددا من هذه الجذوع ليصنع بها منصّة طافية مكّنته من نقل حاجياته ومحصوله الفلاحي وحيواناته، مستفيدا في كلّ ذلك من طاقة الماء الجاري.
أمّا الآن فقد استخدمت الطاقة المائيّة في العديد من الأشياء، فمثلا استخدمت في عمليّة البحث عن المعادن الثمينة كالذهب وذلك باستعمال قوّة التدفّق للتخلّص من الشوائب، واستخدمت في إنتاج الكهرباء وغيرها.
الطاقة الشمسيّة :
تعتبر الطاقة الشمسيّة أقدم وأهمّ طاقة على وجه الأرض، وقد استغلّها الإنسان على مدى العصور لتجفيف اللحوم والنباتات ليتمكّن من تخزينها، كما استعملها لإذابة بعض المواد ولطهي الطعام ولتوليد بخار الماء وتقطير الأزهار والنباتات الطبيّة والعطريّة.
وفي سنة 1767 تمكّن هوراس بندكت دي سويسر، الفيزيائيّ السويسري من اختراع أول لاقط لأشعّة الشمس لغاية التدفئة والتسخين ولتشغيل أنواع من الآلات.
وانتشرت الآن تكنولوجيا استغلال الطاقة الشمسيّة كطاقة بديلة ومتجدّدة، وصنعت مرايا مسطّحة تثبّت على الأسطح والجدران تقوم بالتقاط أشعّة الشمس التي تتجمّع حرارتها في نقاط مركزيّة مرتبطة بقنوات وخزّانات للماء، فتصل درجة حرارته 2000 درجة في وقت وجيز، ويقع استعمال ذلك الماء الساخن في جميع الشؤون المنزليّة والصحيّة وفي المستشفيات والنزل والأماكن العامّة.الطاقة النوويّة :
تعتبر الطاقة النوويّة طاقة بديلة للبترول المهدّد بالنفاذ، وتستعمل اليوم لغايات سلميّة في توليد الكهرباء عند إدارة محرّكات بعض الغوّاصات والسفن وفي مجالات المعالجة الطبيّة.
شكرا و بالتوفيق
ردحذف