إسهامات واجتهاد العلماء في تطوير الطاقة ومصادرها

الكاتب: رامي -
إسهامات واجتهاد العلماء في تطوير الطاقة ومصادرها
تعد مساهمة العلماء في تطوير الطاقة ومصادرها من المكونات الأساسية وأهمها في بناء الوطن، بالإضافة إلى كونها المحرك الرئيسي لمعظم الموارد والمعدات من حولنا، ولا يمكن للإنسان الاستغناء عنها. لدورها الأساسي في حياته، ومن أجل الحصول على مصادر مختلفة للطاقة، وقعت الحروب، وهذا دليل كاف على أهميتها. بهذه الطريقة، سنشرح في هذه المقالة دور العلماء في تطور الطاقة ومساهماتهم عبر التاريخ.

أهمية الطاقة
تاريخ الطاقة ومساهمات العلماء في العصور القديمة
مساهمات العلماء في تطوير الطاقة ومصادرها
أشهر العلماء الذين ساهموا في تطوير الطاقة
أنواع الطاقة ومصادرها
طاقة متجددة
طاقة شمسية
طاقة الرياح
الطاقة الحرارية الجوفية أو الطاقة الحرارية الجوفية
الطاقة الكهرومائية
الطاقات غير المتجددة
نفط
فحم
غاز طبيعي
أهمية الطاقة

كانت مساهمات العلماء في تطوير الطاقة ومصادرها لا حصر لها منذ العصور القديمة. وذلك لأهميتها الكبيرة وتنوعها واستخداماتها المتنوعة في مجالات الحياة المختلفة، ولا جدال في أن الطاقة بمصادرها المختلفة هي الوقود الأساسي لجميع الأجهزة والمحركات حول العالم، من تشغيل المصانع والنقل، إلى كهرباء المنازل والشوارع، تستخدم في إنارة الأنوار وتشغيل معدات المستشفيات وغيرها من الأشياء المهمة، والتي تعتبر الطاقة من أهم ركائزها، وبدونها لا معنى للقول أنه بدون طاقة لا يستطيع الإنسان التحرك أو أداء واجباته التي يحتاجها. الطاقة التي يتم الحصول عليها من الغذاء، حيث تتحول الخلايا إلى طاقة لتزويد الجسم بالطاقة التي يحتاجها.

تاريخ الطاقة ومساهمات العلماء في العصور القديمة

الطاقة هي إحدى خصائص المادة التي يمكن تحويلها إلى أحد الأشكال التالية من الحرارة أو الإشعاع أو العمل. يشار إليه أيضًا على أنه أحد أشكال الوجود. يتكون الكون من أجسام وطاقة. يمكن تحويل الطاقة إلى مادة والعكس صحيح منذ العصور القديمة كانت هناك مساهمات من قبل العلماء في تطوير الطاقة ومصادرها، بما في ذلك:

ظهرت كلمة الطاقة لأول مرة في أعمال الفيلسوف أرسطو في القرن الرابع قبل الميلاد. ككلمة مشتقة من كلمة energeia اليونانيةالقديمة، وقد تبنى هذا المفهوم تعريفًا فلسفيًا واسعًا يتضمن حتى طاقة السعادة والفرح.
اقترح جوتفريد لايبنيز فكرة القوة الحية في أواخر القرن السابع عشر، معرّفًا إياها بأنها “ناتج كتلة جسم ما ومربع سرعته” وافترض أن الطاقة الحرارية تتكون من حركة عشوائية للأجزاء المكونة لـ هذه المادة.
في عام 1807 م، استخدم العالم توماس يونغ مصطلح الطاقة بدلاً من القوة الحية التي استخدمها لايبنيز سابقًا.
في عام 1829 م، استخدم غاسبارد وغوستاف كوريوليس مصطلح الطاقة الحركية بالمعنى الحديث.
في عام 1853، صاغ ويليام رانكين مصطلح الطاقة الكامنة.
تم تطوير قانون الحفاظ على الطاقة في أوائل القرن التاسع عشر الميلادي وهذا المصطلح ينطبق على أي نظام منعزل.
في عام 1845 م، اكتشف العالم جيمس بريسكوت بول العلاقة بين العمل الميكانيكي وتوليد الحرارة.
أدت كل هذه التطورات في النهاية إلى اكتشاف نظرية الحفاظ على الطاقة، التي صاغها اللورد كلفن، والتي ساعدت الديناميكا الحرارية على التطور بسرعة.
مساهمات العلماء في تطوير الطاقة ومصادرها

كما ورد في مقدمة المقال، هناك محاولات ومساهمات عديدة من قبل العلماء للاستفادة من الطاقة ومصادرها من أجل الوصول إلى الطاقة وأشكالها المختلفة من التطور والسيطرة التي حققتها اليوم، وهي:

قبل اكتشاف ناقلات الطاقة المختلفة، كان المرء يعتمد بشكل أساسي على الخشب كناقل للطاقة في شكله البسيط، اكتشف العلماء لاحقًا طواحين الهواء واستخدموها لتوليد الطاقة، حتى بداية الثورة الصناعية، حيث تطورت ناقلات الطاقة وتنوعت من خلال مساهمات العلماء، منذ استخدام الفحم لتشغيل المحركات والمحطات، تم تحويل الطاقة الحرارية إلى طاقة ميكانيكية.
ولعل أبرز مساهمة قدمها العلماء في مجال الطاقة وتطورها هو اكتشاف الوقود الأحفوري مثل الغاز الطبيعي أو الفحم والنفط، وأصبح هذا النوع من الوقود من أهم مصادر الطاقة كنسبة مئوية من أصبح الاعتماد عليها في العالم ما يقرب من 90 ? من الاستخدام الذي تمالوصول إليه.
وتشمل هذه المساهمات استخدام الطاقة الشمسية والاستخدام المباشر وغير المباشر للطاقة الشمسية في العديد من المجالات مثل الطهي أو تحويلها إلى طاقة شمسية.
استفاد العلماء أيضًا من الطاقة الحرارية الأرضية، وهي الطاقة الناتجة عن ارتفاع درجة حرارة باطن الأرض، واستخدامها في العديد من المجالات.
من الجهود الكبيرة التي يبذلها علماء تطوير الطاقة تحقيق استخدام غاز الهيدروجين والطاقة النووية لتشغيل السفن والغواصات الضخمة، بالإضافة إلى إطلاق الأقمار الصناعية والمركبات الفضائية وغيرها من التطبيقات.
أشهر العلماء الذين ساهموا في تطوير الطاقة

هناك إسهامات عديدة من العلماء في تطور الطاقة ومصادرها، ولعل أشهر الأسماء التي شكلت تطور الطاقة هي هذه الأسماء:

جيمس بليث: كان أول من صمم وابتكار طواحين الهواء التي تستخدم الرياح لتوليد الكهرباء.
جون ستيفنز: ذلك العالم الأمريكي الذي صمم واخترع محرك الاحتراق الداخلي عام 1798 م.
إدموند بيكريل: العالم الذي اخترع وصمم الخلايا الشمسية التي تولد الطاقة من ضوء الشمس وتحويلها إلى طاقة كهربائية واستخدامها في مجالات مختلفة.
أنواع الطاقة ومصادرها

تشمل مساهمات العلماء في تطور الطاقة ومصادرها التعرف على مختلف أنواعها وصورها ومصادرها التي تستخدم في كل شيء من حولنا، وتشمل هذه الأنواع والمصادر ما يلي:

طاقة متجددة

هو نوع الطاقة المتاح بشكل دائم وغير منقطع للطبيعة كالشمس والماء والهواء، ويتميز هذا النوع من الطاقة بالعديد من المزايا والخصائص أهمها أنها لا تؤدي إلى أي تلوث أو ضار. بقايا، ولا تسبب أو تؤدي إلى تفاقم ظاهرة الاحتباس الحراري التي يعاني منها العالم، فإن مصادر هذه الطاقة هي:

طاقة شمسية

الطاقة الشمسية هي أول مصدر للطاقة المتجددة معروف للإنسان منذ العصور القديمة وما زلنا نستخدمها حتى يومنا هذا لاستخدام الحرارة المنبعثة من أشعة الشمس لتوليد الطاقة وتنفيذ جميع العمليات الحيوية المهمة للكائنات الحية، مثل الاعتماد على النباتات عليها لتنفيذ العمليات الحيوية وصناعة الأغذية، بالإضافة إلى استخدامها في العصر الحديث باستخدام الألواح الشمسية، ولكن لا يمكن استخدام هذه الطاقة أثناء فترات الليل أو في المناطق المغطاة بالثلوج.

طاقة الرياح

تم استخدام هذا الشكل من الطاقة منذ القدم لتشغيل السفن والمراكب الشراعية، بالإضافة إلى تشغيل طواحين الهواء، لاستخراج المياه أو لإنارة الشوارع والعديد من التطبيقات الأخرى، ولكن هذه الطاقة غير متوفرة في جميع المجالات. أيضًا، نظرًا لأنها تتطلب مناطق قاسية، فلا يمكن استخدام توربينات الرياح من المناطق السكنية نظرًا لارتفاع مستوى الضوضاء الناتجة عن هذه التوربينات.

الطاقة الحرارية الجوفية أو الطاقة الحرارية الجوفية

من إسهامات العلماء في تطوير الطاقة ومصادرها اكتشاف الطاقة المنبعثة من الصخور المنصهرة في باطن الأرض، وهذه الطاقة تزيد من درجة حرارتها بمقدار ثلاث درجات لكل مائة متر تحت الأرض، وتكون هذه الطاقة من خلال المرور. يتم استخراجه من الماء بين الصخور المتوهجة، مما ينتج بخارًا يتم التقاطه بواسطة مضخات خاصة تحت الأرض ويستخدم لهذا الغرض لتحريك التوربينات التي تنشط المولدات.

الطاقة الكهرومائية

تنتج هذه الطاقة من حركة الماء من خلال استخدامه في محطات الطاقة الكهرومائية، وينتج عن حركة الماء طاقة ميكانيكية تولدها التوربينات، وتتحول هذه الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية بواسطة المولدات، وهذا ما يحدث في أغلب الأحيان السدود حول العالم هي أحد أشكال الطاقة البديلة غير الملوثة والمتاحة بمرور الوقت.

الطاقات غير المتجددة

هو النوع الثاني من الطاقة ويتم الحصول عليه أيضًا من العناصر الطبيعية، ولكن هذه العناصر غير متجددة وغير مستمرة، فكلما زاد الاستهلاك، قل انخفاضه، وكانت معظم مصادره موجودة في التربة منذ القدم. وتشمل أشكال هذا النوع من الطاقة ما يلي:

نفط

أحد أنواع الوقود الأحفوري الموجود في شكل سائل في الأرض والذي يتم الحصول عليه عن طريق حفر الآبار من خلال منصات النفط، سواء في البر أو البحر، والتي تمتد آلاف الأقدام إلى الأرض لإنتاج الوقود الذي يمر عبر العديد من مراحل التكرير قبل أن يصل إلينا أخيرًا عدة مشتقات من هذا الوقود مثل البنزين والديزل ومنتجات أخرى سواء كانت صلبة أو سائلة.

فحم

هذا النوع موجود في الأرض ويستخدم لإنتاج الطاقة عن طريق الحرق، ويتم الحصول عليه بطريقتين، الحفرة المفتوحة أو التعدين تحت الأرض للحصول على الطاقة عن طريق الحرق، ولكن عمليات الاستخراج تعتبر عمليات خطرة عند تعرض العمال لاستخراج الغازات السامة.

غاز طبيعي

تم اكتشاف هذا النوع من الطاقة بسبب مساهمات العلماء في تطوير الطاقة ومصادرها وينتمي إلى الوقود الأحفوري في الأرض، ويتكون من غاز الميثان ويتم الحصول عليه عن طريق ضغط المياه المرتفع في الأرض والأرض لتكسير الصخور محاصر في الغاز، بالإضافة إلى أنه يستخدم في إذابة الصخور غير القابلة للذوبان، ويستخدم بطرق متنوعة ويستخدم أيضًا لتوليد الكهرباء.
شارك المقالة:
16 مشاهدة
هل أعجبك المقال
0
0

مواضيع ذات محتوي مطابق

التصنيفات تصفح المواضيع دليل شركات العالم
youtubbe twitter linkden facebook