الطاقة الكامنة في الفيزياء
قدم مصطلح الطاقة الكامنة لأول مرة بواسطة المهندس والفيزيائي الاسكتلندي ويليام رانكين في القرن التاسع عشر واكتشف عدة أنواع من الطاقة الكامنة يرتبط كل منها بنوع مميز من القوة لذلك سنتعرف في مقالنا على الطاقة الكامنة في الفيزياء و أنواعها.
معنى الطاقة الكامنة
الطاقة الكامنة هي الطاقة التي يتم تخزينها في جسم ما بسبب موقعه. كالأشياء التي تكون في حالة راحة لها طاقة كامنة. على سبيل المثال ، المياه في بحيرة ، والنفط في البرميل.
هذا الشكل من الطاقة هو مقدار قياسي تكون وحدة قياسه في النظام الدولي للوحدات هي الجول (J).
يتم إعطاء صيغة الطاقة الكامنة بواسطة
PE = mgh حيث PE = الطاقة الكامنة
m = كتلة الجسم
g = التسارع بسبب الجاذبية = ثابت
h = الارتفاع فوق سطح الأرض
أنواع الطاقة الكامنة
تشمل الأنواع المختلفة للطاقة الكامنة ما يلي:
- طاقة الجاذبية الكامنة
- الطاقة الكامنة المرنة
- الطاقة الكامنة النووية
- طاقة الوضع الكيميائي
- طاقة الوضع الكهربائي
1. الطاقة الجاذبية الكامنة
طاقة الجاذبية أو طاقة وضع الجاذبية هي الطاقة المخزنة في الجسم بسبب ارتفاعه فوق الأرض داخل مجال الجاذبية. نحن جميعًا نختبر قوة الجاذبية داخل مجال الجاذبية للأرض.
2. الطاقة الكامنة المرنة
الطاقة الكامنة المرنة هي الطاقة المخزنة في جسم يتم شدها أو ضغطها. يمكن تخزين الطاقة الكامنة المرنة في الأجسام المرنة مثل النوابض والأربطة المطاطية وما إلى ذلك و أي زنبرك يتم شده أو ضغطه يخزن طاقة كامنة مرنة.
3. الطاقة الكامنة النووية
الطاقة الكامنة النووية هي الطاقة الكامنة للجسيمات مثل البروتونات والنيوترونات الموجودة داخل نواة الذرة. تجمع هذه الطاقة البروتونات والنيوترونات معًا لتكوين النواة. ترتبط الجسيمات النووية مثل البروتونات والنيوترونات ببعضها البعض بواسطة القوة النووية الشديدة .
مزايا الطاقة النووية
- تستخدم الطاقة النووية لإنتاج الكهرباء.
- بالمقارنة مع مصادر الطاقة الأخرى ، تنتج الطاقة النووية كمية أقل من التلوث.
- يمكن إنتاج الطاقة النووية من محطات الطاقة النووية حتى في الظروف الجوية القاسية.
- هناك حاجة إلى كمية أقل من المواد الخام لإنتاج الطاقة النووية.
- الطاقة النووية أكثر قوة وكفاءة من مصادر الطاقة الأخرى.
- كمية النفايات النووية المنتجة صغيرة جداً.
4. طاقة الوضع الكيميائي
هي نوع من الطاقة الكامنة المخزنة في روابط الذرات والجزيئات. يتم إطلاق الطاقة الكيميائية غالباً على شكل حرارة عندما تنكسر الروابط بين الذرات. يتم تخزين الطاقة الكيميائية عندما تتشكل الروابط بين الذرات ويتم إطلاقها عندما تنكسر الروابط بين الذرات.
أمثلة على طاقة الوضع الكيميائي:
- عندما يتم حرق الوقود ، يتم تحويل الطاقة الكيميائية إلى حرارة.
- أثناء عملية التمثيل الغذائي لعملية الهضم. يتحول الغذاء المستقلب في كائن حيوي إلى طاقة.
- عملية التمثيل الضوئي. من خلال هذه العملية ، تحول النباتات الخضراء الطاقة الشمسية إلى طاقة كيميائية.
- التفاعلات الكهروكيميائية. يمكن تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة كيميائية من خلال التفاعلات الكهروكيميائية . تحدث هذه التفاعلات أثناء شحن البطارية.
5. طاقة الوضع الكهربائي
طاقة الوضع الكهربائي هي الطاقة الكامنة أو المخزنة التي تمتلكها الجسيمات المشحونة بسبب شحنتها الكهربائية وموقعها النسبي مع الجسيمات المشحونة الأخرى. تسمى الطاقة الكامنة الكهربية أيضاً باسم الطاقة الكهروستاتيكية الكامنة.
وحدة النظام الدولي لطاقة الوضع الكهربائي أو طاقة الوضع الكهروستاتيكي هي جول.
اقرأ ايضاً : بحث شامل عن الطاقة