الطاقة ....مفهومها

رغم الاستعمال الواسع لكلمة " الطاقة " في الحياة اليومية، إلا أن
الإحاطة بالمفهوم العلمي لهذا المقدار يبقى صعب المنال. فالطاقة و عكس بعض
المقادير الفيزيائية مثل الشحنة الكهربائية، متعددة الأشكال، لا يمكن
قياسها مباشرة و التحقق من انحفاظها ليس دوما جليا و واضحا.
على المستوى المجهري " مستوى الجسيمات" يمكننا تعريف شكلين للطاقة يختلفان اختلافا أساسيا:
o الطاقة المرتبطة بالكتل المتحركة ( تسمى الحركية)
o الطاقة المرتبطة بالأفعال المتبادلة بين مكونات المادة و التي تتعلق بأوضاعها النسبية (تسمى الكامنة).

على المستوى العياني (الماكروسكوبي) و هو المستوى الذي يدرج فيه مفهوم
الطاقة في التعليم الثانوي، فإنه بالإمكان دوما تمييز الطاقة الحركية
للانسحاب عن البقية، بينما الأشكال الأخرى " أشكال التخزين" ليس من السهل
دوما فصلها عن بعضها البعض إلا إذا اكتفينا بتحليل وضعيات بسيطة و التي
يمكن نمذجتها من خلال ضبط بعض التقريبات.
مثال : اعتبار الطاقة الكامنة
المرونية لنابض مقلص و تجاهل الأثر الحراري المرافق. هذه الطاقة الكامنة
تمثل جزء من الطاقة الداخلية للنابض ( بدقة أكثر تمثل جزء من طاقته الحرة) ،
و اعتبارها منفصلة بمفردها في الميكانيك يمثل تقريبا جد مبررا، بينما هذا
الفصل لا يمكن العمل به بالنسبة للغازات مثلا.
عندما ندرس جملة
فيزيائية أو كيميائية بطريقة طاقوية يقتدي أن تكون لدينا وجهة نظر واضحة،
إذ تختلف النظرة الميكانيكية للجملة عن النظرة الترموديناميكية o في
الميكانيك لا يكون التحليل الطاقوي للجملة بسيطا إلا إذا فصلنا المقادير
المستعملة في التحليل عن الآثار الحرارية و التحولات الفيزيائية و
الكيميائية التي تحدث في الجملة. لذلك نجد مثلا أن اعتبار الآثار الحرارية
الناجمة عن قوى الاحتكاك يكون صعبا.
o في الديناميكا الحرارية ، يسمى مجموع الطاقات المختلفة لجملة مركز عطالتها مقيدا، بالطاقة الداخلية.
مبدأ انحفاظ الطاقة :
o النص: كل جملة في حالة معينة يوافقها مقدارا فيزيائيا نسميه الطاقة.
طاقة الجملة المعزولة تبقى ثابتة. ( معزولة يعني غير خاضعة لتحويلات طاقوية ).
o المبدأ : مبدأ انحفاظ الطاقة هو قانون عام و شامل، له حدود صلاحيته و يمثل أحد الأعمدة الرئيسية لمعرفتنا العلمية للكون.
o يمكننا التعبير عن مبدأ انحفاظ الطاقة لجملة غير معزولة ( أي خاضعة لتحويلات ) بالشكل الآتي :
تغير طاقة الجملة = مجموع الطاقات المكتسبة و المفقودة عن طريق العمل ،
التحويل الحراري ، الإشعاع.
هذه هي المقاربة المرجوة في التعليم الثانوي.