انرژى

[ganjineh]

انرژي توانايي انجام دادن كار است. انرژي مي‌تواند چيزي را جابه‌جا كند يا ماده‌اي را دگرگون كند. انرژي مي‌تواند به صورت‌هاي گرمايي، الكتريكي، شيميايي، هسته‌اي، تابشي، جنبشي يا اندوخته‌اي(پتانسيل) باشد. انرژي هرگز نابود نمي‌شود، بلكه از صورتي به صورتي ديگر در مي‌آيد. بسياري از دستگاه‌هايي كه براي آسان كردن كارها از آن‌ها بهره مي‌گيريم، صورتي از انرژي را به صورتي ديگر در مي‌آورند. آدمي همواره كوشيده است به منابع انرژي گوناگوني دست پيدا كند كه همگي از خورشيد سرچشمه مي‌گيرند

[ganjineh]

ماده و انرژي

جهان ما از ماده و انرژي درست شده است. آن‌چه در پيرامون خود مي‌بينيم، ماده است و آن‌چه بر ماده اثر مي‌كند و باعث جابه‌جايي يا دگرگوني آن مي‌شود، انرژي است. براي نمونه، آب نوعي ماده است و انرژي نور خورشيد يا گرماي آتش آن را به صورت بخار در مي‌آورد و از سطح مايع به بالا جابه‌جا مي‌كند. ماده جرم و حجم دارد و به بيان ابوريحان بيروني"بسوده مي‌شود"، يعني مي‌توان آن را لمس كرد و احساس كرد، اما انرژي اندكي مرموز است و جرم و حجم ندارد. انرژي درون ماده وجود دارد و از ماده‌اي به ماده‌اي ديگر جابه‌جا مي شود، اما نمي‌توانيم آن را به مانند آب احساس كنيم.

انرژي را از روي پيامدهايش مي‌توان شناخت. انرژي مي‌تواند:

1. چيزي را جابه‌جا كند.

2. چيز ساكن را به حركت در آورد.

3. چيز در حركت را ساكن كند.

4. سوي حركت چيزي را تغيير دهد.

5. سرعت جابه‌جايي را كاهش يا افزايش دهد.

6. ظاهر چيزي را دگرگون كند.

7. حجم چيزي را تغيير دهد.

8. دماي چيزي را بالا يا پايين ببرد.

با اين كه ماده و انرژي ويژگي‌هاي متفاوتي دارند، به يكديگر وابسته‌اند. آلبرت اينشتين(1954-1879 ميلادي)، فيزيكدان آلماني، رابطه‌ي بين ماده و انرژي را به صورت فرمول بسيار شناخته شده‌ي E=mC2 بيان كرد كه در آن، E مقدار انرژي، m مقدار ماده(جرم) و C سرعت نور است. چون مقدار مجذور سرعت نور( C2 ) بسيار بزرگ است، بر پايه‌ي اين فرمول، مقدار اندكي از ماده مي‌تواند به مقدار بسيار زيادي انرژي تبديل شود و اگر بخواهيم ماده را از انرژي به دست آوريم، به انرژي بسيار زيادي نياز داريم. از اين رو، در واكنش‌هاي هسته‌اي و شيميايي مجموع جرم فرآورده‌هاي واكنش از مجموع جرم عامل‌هاي واكنش ممكن است كم‌تر باشد. اين جرم كاهش يافته به انرژي تبديل مي‌شود كه به طور معمول به صورت انرژي گرمايي آزاد مي‌شود

[ganjineh]

كار و انرژي

براي پي بردن به مفهوم درست انرژي، بايد تعريف علمي كار را بدانيم. فكر كردن به يك موضوع علمي يا ايستادن در صف اتوبوس از نظر علمي كار به شمار نمي‌آيد. بر پايه‌ي تعريف دانشمندان علمي فيزيك، هنگامي كار انجام مي‌شود كه ماده‌ي، كه در برابر آن مقاوتي هست، جابه‌جا شود. اگر شما چيزي را از روي زمين بلند كنيد، ميخي را با چكش در چوبي بكوبيد يا فنري را بكشيد، از نظر علمي كاري انجام داده‌ايد. شما كيف را در برابر نيروي گرانش زمين، ميخ را در برابر اصطكاك چوب و فنر را در برابر نيروي مقاومت آن، جابه‌جا كرده‌ايد. شما براي انجام اين كارها انرژي مصرف مي‌كنيد.

اكنون بار ديگر به كاري كه با چكش روي ميخ انجام داده‌ايد دقت كنيد. هنگامي كه شما چكش را بر خلاف جهت نيروي گرانش بالا مي‌بريد، كار انجام مي‌دهيد. كار انجام شده روي چكش به صورت انرژي در آن اندوخته مي‌شود كه آن را انرژي اندوخته‌اي(پتانسيل) مي‌گوييم. هر چه وزن يك چيز بيش‌تر و فاصله‌ي آن از سطح زمين بيش‌تر باشد، انرژي اندوخته‌اي آن بيش‌تر است. هنگامي كه چكش را بر ميخ فرود مي‌آوريم، انرژي اندوخته‌اي آن به انرژي جنبشي(حركتي) تبديل مي‌شود و اين انرژي بر اصطكاك چوب چيره مي‌شود و با جابه‌جايي ميخ در چوب، كار انجام مي‌دهد.

اندازه‌ي انرژي جنبشي به جرم جسم و سرعت آن بستگي دارد. در كار فروبردن ميخ در چوب، وزنه‌ي چكش است كه كار انجام مي‌دهد. اگر چكش به آرامي روي سر ميخ گذاشته شود، نمي‌تواند آن را در چوب فرو ببرد. اما اگر سرعت آن دو يا سه برابر شود، ميزان انرژي جنبشي ‌آن و در نتيجه مقدار كاري كه مي‌تواند انجام دهد، چهار برابر يا نه برابر مي‌شود. هم‌چنين اگر سنگ بزرگي كه در فاصله‌ي كافي بر بالاي ميخ نگه داشته است، رها شود و آزادانه فرو افتد، مي‌توان كار انجام دهد و ميخ را در چوب فرو ببرد. هر چه جرم سنگ بيش‌تر باشد، كار بيش‌تري انجام مي‌دهد.

انرژي اندوخته‌اي(پتانسيل) در سه دسته‌ي گرانشي، كشساني و شيميايي بررسي مي‌شود. انرژي گرانشي هنگامي در چيزي اندوخته مي‌شود كه آن چيز را از سطح زمين بالا ببريم. هر چه جرم آن چيز بيش‌تر و از سطح زمين بالاتر باشد، انرژي گرانشي بيش‌تري خواهد داشت. انرژي اندوخته شده در يك فنر يا كش لاستيكي تيركمان را انرژي كشساني مي‌گويند كه ميزان آن به سختي فنر يا كش و تغيير طول آن بستگي دارد. انرژي شيميايي، انرژي اندوخته شده در پيوندهاي شيميايي بين اتم‌هاست كه هنگام شكسته شدن پيوند‌ها آزاد مي‌شود...

[ganjineh]

صورت‌هاي گوناگون انرژي

انرژي به صورت‌هاي گوناگوني وجود دارد: انرژي گرمايي، انرژي الكتريكي، انرژي شيميايي، انرژي هسته‌اي، انرژي تابشي و انرژي جنبشي آب و باد.

1. انرژي گرمايي يكي از صورت‌هاي بسيار آشناي انرژي است كه از انرژي جنبشي ذره‌هاي سازنده‌ي ماده بر مي‌خيزد. هر چه جنبش اين ذره‌ها بيش‌تر باشد، انرژي گرمايي و دماي ماده بيش‌تر است. اين انرژي مي‌تواند كار انجام دهد. براي نمونه، مي‌تواند دماي آب را بالا ببرد و آن را به صورت بخار درآورد. اگر بخار در ظرف بسته‌اي توليد شود، فشار زيادي به دوياره‌ي ظرف وارد مي‌كند. اين فشار مي‌تواند كار انجام دهد. براي نمونه، توربين يك نيروگاه توليد برق را به كار اندازد. از اين راه، انرژي گرمايي به انرژي الكتريكي تبديل مي‌شود.

2. انرژي الكتريكي يكي از پركاربردترين صورت‌هاي انرژي است كه از جنبش الكترون‌ها و جابه‌جايي آن‌ها بر مي‌خيزد. الكترون‌ها از ذره‌هاي سازنده‌ي اتم‌ها هستند كه بار منفي دارند و جابه‌جايي آزادانه‌ي آن‌ها در فلزها باعث فراهم شدن جريان الكتريسيته مي‌شود. ما با كمك دستگاه‌هايي به نام ژنراتور يا باتري باعث جابه‌جايي الكترون‌ها و توليد جريان الكتريكي مي‌شويم. نيروي مورد نياز براي كار كردن ژنراتور از چرخش توربين و نيروي مورد نياز براي توليد جريان الكتريكي در باتري از مواد شيميايي ويژه به دست مي‌آيد.

3. انرژي شيميايي در هر ماده‌اي كه بتواند كاري انجام دهد، اندوخته شده است. براي نمونه، آميزه‌اي از مواد شيمايي كه باروت يا ديناميت را مي‌سازند، مي‌توانند سنگ‌هاي بزرگ را خرد كنند. پس انرژي شيمياي دارند. بنزين نيز انرژي شيميايي دارد، زيرا مي‌تواند خودروها را به راه اندازد. نفت، الكل، زغال سنگ و گاز طبيعي همگي انرژي شيمياي دارند. اما انرژي آن‌ها بايد در جريان واكنش‌هاي شيميايي آزاد شود و به صورت ديگري از انرژي درآيد. در جريان اين واكنش‌ها برخي پيوندهاي پرانرژي مي‌شكنند و پيوندهاي تازه‌اي به وجود مي‌آيد كه انرژي كم‌تري دارند. بنابراين، مقداري انرژي آزاد مي‌شود كه ما به كمك دستگاه‌هاي گوناگون آن را به صورت‌هاي ديگري در مي‌آوريم و از آن‌ها بهره‌مند مي شويم.

4. انرژي تابشي از تغيير جاي بارهاي الكتريكي يا تغيير ميدان‌هاي مغناطيسي يا الكتريكي به وجود مي‌آيد. جنبش اين بارها و تغيير ميدان‌ها، موج‌هايي را پديد مي‌آورد كه به آن‌ها موج‌هاي الكترومغناطيسي مي‌گويند. نور بخشي از اين موج‌هاست. موج‌ها راديويي، پرتوهاي فروسرخ، فرابنفش، ايكس و گاما، بخش‌هاي ديگري از موج‌هاي الكترومغناطيسي هستند كه همگي مي‌توانند كار انجام دهند. براي نمونه، نور در باتري خورشيدي به الكتريسيته تبديل مي‌شود و دستگاه‌هاي الكتريكي را به راه مي‌اندازد. موج‌هاي راديويي در دستگاه راديو به جريان‌ الكتريكي تبديل مي شوند. پرتوهاي گاما مي‌توانند آب را گرم كنند. پرتوهاي ديگر را نيز مي‌توانيم با كمك دستگاه‌هاي ويژه براي انجام دادن كار به كار بگيريم.

5. انرژي هسته‌اي از ذره‌هاي سازنده‌ي هسته‌ي اتم‌ها بر مي‌خيزد. هسته‌ي اتم‌ها از نوترون و پروتون درست شده است. همان‌گونه كه جاذبه‌ي بين اتم‌ها پديدآورنده‌ي انرژي شيميايي است، جاذبه‌ي بين ذره‌هاي درون هسته نيز انرژي هسته‌اي را پديد مي‌آورد. برخي از اتم‌ها به طور خود به خودي آرايش ديگري پيدا مي‌كنند يا برخي از ذره‌هاي سازنده‌ي خود را از دست مي‌دهند و در نتيجه انرژي آزاد مي‌كنند. براي نمونه، هسته‌ي راديوم خود به خود دو پروتون و دو نوترون از دست مي‌‌دهد و پرتو گاما(تابش الكترومغناطيسي) آزاد مي‌كند. اين ذره‌ها و پرتوها، انرژي را از هسته بيرون مي‌آورند و در نتيجه هسته سبك‌تر و پايدارتر مي‌شود.

انرژي هسته‌اي را به طور مصنوعي نيز مي‌توان آزاد كرد. براي اين كار دو روش وجود دارد. در روش نخست، هسته‌ي برخي از اتم‌هاي سنگين، ماند اورانيوم، را با نوترون‌ها بمبارن مي‌كنند تا در پي برخورد نوترون‌ها به هسته‌ي اتم‌ها نوترون‌هاي بيش‌تري آزاد شود. نوترون‌هاي آزاد شده به هسته‌هاي ديگري برخورد مي‌كنند و مقدار زيادي انرژي و نوترون از آن‌ها آزاد مي‌كنند. در روش دوم، كه به جوش هسته‌اي شناخته مي‌شود، هسته‌هاي سبك براي به وجود آوردن هسته‌‌هاي سنگين به كار مي‌روند كه با آزاد كردن مقدار زيادي انرژي همراه است. نمونه‌ي طبيعي اين واكنش در خورشيد رخ مي‌دهد كه اتم‌هاي سبك هيدروژن به اتم‌هاي سنگين‌تر هليوم تبديل مي شوند. در نتيجه‌ي اين دگرگوني، انرژي زيادي آزاد مي‌شود كه به صورت پرتوهاي نور و موج‌هاي فرابنفش و فروسرخ به زمين مي‌رسد.

[ganjineh]

از صورتي به صورتي

يكي از دانستني‌هاي سودمند درباره‌ي انرژي اين است كه مي‌توان آن را از صورتي به صورتي ديگر درآورد. اين دگرگوني همواره رخ داده و هنوز هم در زندگي روزانه‌ي ما رخ مي‌دهد. فردي كه در يا پنجره‌اي را باز مي‌كند، انرژي شيميايي اندوخته شده در ماهيچه‌هايش را به كار مي‌گيرد. اين انرژي به انرژي كشساني رشته‌هاي ماهيچه‌اي تبديل مي‌شود. انرژي كشساني ماهيچه نيرويي به استخوان‌ها وارد مي‌كند كه باعث حركت آن‌ها مي‌شود. آن نيرو از دست به در يا پنجره وارد مي‌شود و آن را باز مي‌كند. اگر آن در يا پنجره به دويار برخورد كند، بخشي از انرژي وارد شده به ان به انرژي صورتي تبديل مي‌شود. بخشي از انرژي همواره به صورت انرژي گرمايي در مي‌آيد كه هر چند در اين مورد بسيار اندك است، در جاهايي مانند گرماي موتور، گرماي لنت ترمز و گرماي گلوله‌ي تفنگ، به آساني مي‌توان آن را تشخصي داد.

بيش‌تر دستگاه‌هايي كه آدمي ساخته است، به شيوه‌اي با دگرگوني انرژي از صورتي به صورتي ديگر كار مي‌كنند. نمونه‌ي ساده‌ي آن آونگ است. هنگامي كه وزنه‌ي آوندگ در حركت رفت و برگشت خود به بالاترين بلندي مي‌رسد، همه‌ي انرژي آن از نوع اندوخته‌اي گرانشي است. هنگامي كه وزنه‌ي آونگ به پايين حركت مي‌كند، انرژي اندوخته‌اي آن به انرژي جنبشي تبديل مي‌شود. در ادامه‌ي حركت وزنه به بالا، بار ديگر انرژي جنبشي آن كاهش مي‌يابد و بر انرژي اندوخته‌اي آن افزوده مي شود. در اين رفت و برگشت، بخشي از انرژي بر اثر اصطكاك و مقاومت هوا از آونگ گرفته مي شود كه به صورت گرما به هوا وارد مي شود.

اكنون درآمدن انرژي از صورتي به صورتي ديگر را در دستگاه پيچيده‌اي مانند تلفن در نظر بگيريد. گوشي تلفن يك بخش دهني و يك بخش گوشي دارد. هنگامي كه كسي با تلفن با دوستش سخن مي‌گويد. انرژي شيميايي را براي بيرون راندن هوا از شش‌هايش و جا به ‌جاي لب‌ها و فك‌هايش به كار مي‌گيرد. موج‌هاي صدايي كه توليد مي‌شود، با ديافراگم(صفحه‌ي فلزي نازكي) كه در بخش دهني وجود دارد، برخورد مي‌كند و آن را به نوسان در مي‌آورد. اين نوسان به دانه‌هاي كوچك زغال، كه زير ديافراگم جاي دارند، فشار مي‌آورد و باعث مي‌شود مقاومتشان در برابر جريان الكتريكي ضعيفي كه از آن‌ها مي‌گذرد، بر پايه‌ي الگوي موج‌هاي صدا تغيير كند. بنابراين، موج‌هاي صدا باعث به وجود آمدن الگويي از جريان الكتريكي مي شوند كه به گوشي گيرنده مي‌رسد. در آن گوشي، جريان الكتريكي باعث مي شود يك آهن‌رباي الكتريكي، ديافراگم بخش گوشي را به نوسان در آورد و صداي گوينده بازسازي شود.

درآمدن انرژي از صورتي به صورتي ديگر از قانون پايستگي انرژي پيروي مي‌كند. بر پايه‌ي اين قانون انرژي هيچ‌گاه از بين نمي‌رود و خود به خود پديد نمي‌آيد، بلكه از صورتي به صورتي ديگر در مي‌آيد. بنابراين، مقدار كل انرژي جهان ثابت است. هنگامي كه چيزي كاري انجام مي‌دهد، از توانايي‌اش در انجام دادن كار، يعني انرژي آن، كاسته مي‌شود و به همان اندازه به انرژي چيز ديگري افزوده مي‌شود. براي نمونه، هنگامي كه چيزي را بر سطح شيب‌دار بالا مي‌بريم، بر انرژي اندخته‌اي گرانشي آن افزوده مي‌شود. هنگامي كه آن چيز را رها مي‌كنيم تا به پايين بلغزد، از انرژي اندخته‌اي آن كاسته و بر انرژي جنبشي آن افزوده مي‌شود. انرژي جنبشي نيز در جريان پايين آمدن آن چيز و در نتيجه‌ي اصطكاك به گرما تبديل مي‌شود

[ganjineh]

سرچشمه‌ي انرژي

خورشيد سرچشمه‌ي اصلي انرژي‌ كره‌ي زمين است. برپايه‌ي نظريه‌ي ماكس پلانك(1974-1858 ميلادي)، فيزيكدان آلماني، انرژي خورشيد از بسته‌هاي كوچكي به نام كوانتوم درست شده است. اينشتين بسته‌هاي كوچك انرژي نوراني را فوتون ناميد. فوتون‌ها، كه از خورشيد يا سرچشمه‌هاي نور برمي‌خيزند در پي برخورد با چيزها، بازتابش مي‌شوند و به چشم ما مي‌رسند و باعث ديدن آن چيزها مي‌شوند. فوتون‌ها مي‌توانند در چيزها جذب شوند و دماي آن‌ها را بالا ببرند يا دگرگوني فيزيكي يا شيميايي در آن‌ها پديد آورند. فوتون‌ها مي‌توانند باعث ساختن مواد تازه‌اي نيز شوند. گياهان با كمك فوتون‌ها مي‌توانند از آب و دي‌اكسيدكربن مواد گوناگوني بسازند كه باعث رشد آن‌ها مي‌شود و غذاي انسان‌ها و جانوران را فراهم مي‌كنند.

ما انسان‌ها با خوردن مواد گياهي و جانوري، انرژي شيميايي نهفته در آن‌ها را دريافت مي‌كنيم و طي فرآيندهاي پيچيده‌اي انرژي آن‌ها را آزاد مي‌كنيم. بخشي از اين انرژي براي ساختن بافت‌هاي تازه و نوسازي بدن به كار مي‌رود. بخشي از آن را براي انجام كارهايمان به كار مي‌اندازيم. هنگامي كه بخشي از بدنمان را حركت مي‌دهيم، بخشي از انرژي شيميايي را در سلول‌هاي عصبي به انرژي الكتريكي تبديل مي‌كنيم تا پيام عصبي به ماهيچه‌ها برسد. بخش ديگر براي منقبض شدن سلول‌هاي ماهيچه‌اي به كار مي‌رود كه جابه‌جايي استخوان‌ها و سرانجام حركت اندام‌ها را به همراه دارد. بخشي از انرژي نيز به صورت گرما آزاد مي شود.

هنگامي كه جانوران و گياهان مي‌ميرند، پيكر آن‌ها از هم مي‌پاشد و انرژي شيميايي اندوخته شده در پيوندهاي شيميايي بين اتم‌هاي آن‌ها آزاد مي‌شود. مواد برجاي مانده از اين فرايند، به سصورت مواد معدني بخشي از خاك مي‌شود و بار ديگر به پيكر گياهان و جانوران وارد مي‌شود. اما در گذشته‌هاي دور پيكر برخي از جاندران پس از انباشته شدن روي هم و در پي فشار و گرماي زياد، به موادي مانند نفت وگاز و زغال‌سنگ دگرگون شد و اكنون به صورت سوخت‌هاي فسيلي بهره‌برداري مي‌شوند. اين سوخت‌ها فسيلي كه انرژي اندخته‌اي شيميايي را با خود دارند، در خودروها به انرژي جنبشي و در نيروگاه‌ها به انرژي الكتريكي تبديل مي‌شوند.

[ganjineh]

انرژي‌هاي ناپايدار

انرژي‌هاي ناپايدار يا نونشدني(تجديدناپذير) به آن دسته از انرژي‌ها گفته مي‌شود كه پس از به كارگيري آن‌ها براي انجام كارها، ديگر نمي‌توانيم از آن‌ها بهره گيريم. براي نمونه، هنگامي كه سوخت در خودرو مي‌سوزد، بخشي از آن براي جابه‌جايي خودرو به كار مي‌رود و بخش زيادي از آن به صورت گرما در طبيعت رها مي‌شود. بنابراين، هر چند انرژي از بين نمي‌رود، انرژي كه بتواند كار سودمندي انجام دهد، از دسترس ما دور مي‌شود. انرژي نهفته در سوخت هاي فسيلي، يعني نفت، گاز و زغال‌سنگ، از اين دست است.

1. زغال‌سنگ نزديك 88 درصد سوخت‌هاي فسيلي جهان را تشكيل مي‌دهد و برآورد مي‌شود كه 11200 ميليارد تن زغال‌سنگ در جهان وجود دارد. از اين همه، تنها 4 هزار تن را مي‌توان براي انجام كار سودمند به كار گرفت، چرا كه درصد كربن همه‌ي زغال‌سنگ ها يكسان نيست. زغال‌سنگ را مي‌توان به عنوان سوخت به كار برد يا آن را به صورت كك درآورد كه در صنعت ذوب آهن كاربرد زيادي دارد.

2. نفت يكي از مهم‌ترين منبع‌هاي انرژي جهان است كه ميزان مصرف آن روز به روز افزايش مي‌يابد، به طوري كه از سال 1355 تا 1374 از 8/177 ميليون بشكه در روز به 584 ميليون بشكه در روز افزايش يافته است. اين ماده‌ي انرژي زا از ته‌نشيني پيكر جانداران تك‌سلولي در بستر دريا و در نتيجه‌ي فشار و گرماي لايه‌هاي بالايي به وجود مي‌آيد. از نفت خام، فرآورده‌هايي مانند بنزين و گازوئيل به دست مي‌آيد.

3. گاز طبيعي به عنوان سوخت خانگي و در نيروگاه‌هاي توليد برق به كار گرفته مي‌شود. گاز طبيعي يكي ديگر از فرآورده‌هاي فرآيند توليد نفت از پيكر جاندران تك‌سلولي است كه همراه نفت خام يا در نزديكي آن يافت مي‌شود. ميزان گاز طبيعي جهان نزديك 85 ميليارد متر مكعب برآورد شده است كه نزديك 7/13 ميليارد متر مكعب آن در ايران جاي دارد. ايران از اين نظر جايگاه نخست جهان را دارد.

سوخت‌هاي فسيلي به ما گرما و روشني مي‌بخشند و خودروها، كشتي‌ها، قطارها و هواپيماها را به پيش مي‌رانند. آن‌ها منبع انرژي بسياري از كارخانه‌ها و نيروگاه‌هاي توليد برق نيز هستند. با اين همه، سوخت‌هاي فسيلي باعث آلودگي هوا شده‌اند و آلودگي هوا به سلامت آدمي آسيب‌هاي زيادي مي‌رساند. سوخت‌هاي فسيلي باعث افزايش ميزان دي‌اكسيدكربن در هوا نيز شده‌اند كه گرم شدن جهاني آب و هوا را به همراه داشته است. از اين رو، در اين چند ساله به صرفه‌جويي در مصرف سوخت‌هاي فسيلي و بهره‌گيري از ديگر منابع انرژي بيش از پيش توجه شده است.

[ganjineh]

انرژي‌هاي پايدار

انرژي‌هاي پايدار يا نوشدني(تجديدپذير) به آن دسته از انرژي‌ها گفته مي‌شود كه پس از به كارگيري آن‌ها براي انجام كارها، بار ديگر مي‌توانيم از آن‌ها بهره گيريم. انرژي‌هاي نهفته در وزش باد، جريان آب، گرماي دروني زمين، جزر و مد، موج‌هاي دريا، پرتوهاي خورشيدي و توده‌ي زنده، از انرژي‌هاي پايدار هستند كه تا خورشيد و ماه و زمين وجود دارد، مي‌توانيم از آن‌ها بهره گيريم. اين منابع انرژي به آلودگي‌‌هاي زيست‌محيطي نمي‌افزايند و از نخستين انرژي‌هاي بوده‌اند كه آدمي از آن‌ها بهره‌برداري كرده است.

1. انرژي باد مي‌تواند با برخورد به بادبان يك قايق، آن را به پيش براند. هم‌چنين، مي‌تواند پروانه‌ي يك توربين بادي را بچرخاند و باعث چرخش محور ژنراتور و سرانجام توليد برق شود. بيش از 200 هزار توربين بادي در جاي‌جاي جهان در چرخش هستند كه تنها از 50 هزار از آن‌ها براي توليد برق بهره مي‌گيرند. توربين‌هاي ديگر براي بالا آوردن آب به كار گرفته مي‌شوند.

2. انرژي آب انباشته شده در پشت سد را مي‌توان به كمك توربين‌هاي آبي به برق تبديل كرد. در گذشته از انرژي آب براي چرخش سنگ آسياب بهره مي‌گرفتند. موتورهاي جت آبي از شيوه‌هاي نوين بهره‌گيري از آب در انجام كارها هستند. اين موتورها آب را به دورن خود مي‌كشند و با فشار زياد بيرون مي‌فرستند و از اين راه قايق يا كشتي را به پيش مي‌رانند.

3. انرژي زمين‌گرمايي از گرماي مواد مذاب درون زمين بر مي‌خيزد. از اين گرما مي‌توان براي بخار كردن آب بهره گرفت و بخار را به سوي توربين فرستاد تا سرانجام محور ژنراتور را بچرخش درآورد و در نتيجه برق توليد شود. در ايالات متحده‌ي آمريكا هر ساله 3 هزار مگاوات برق از اين راه به دست مي‌آيد. در فيليپين يك پنجم برق كشور از اين راه فراهم مي‌شود.

4. انرژي جزر و مد كه نتيجه‌ي پايين رفتن و بالا آمدن سطح آب دريا در ساحل است، به كمك ژنراتور‌هاي ويژه‌اي به برق تبديل مي‌شود. شمار زيادي از اين ژنراتورها در ساحل هلند به كار گرفته شده‌اند، اما فقط 10 ساعت در روز كار مي‌كنند و ساعت كارشان نيز با زمان رخ‌دادن جزر و مد تغيير مي‌كند. اين نيروگاه‌ها باعث كوچ شمار زيادي از پرندگان ساحلي نيز شده‌اند.

5. انرژي موج‌هاي دريا پيامد وزش باد است و با كمك ژنراتورهايي كه در سطح آب شناورند، به برق تبديل مي‌شود. بازده اين دستگاه‌هاي بسيار بالاست و نزديك 90 درصد انرژي جنبشي موج‌ها را به برق تبديل مي‌كنند.

6. انرژي خورشيدي را مي‌توان به كمك صفحه‌هاي خورشيدي ويژه‌اي به برق تبديل كرد يا به كمك آينه‌ها و عدسي‌ها در نقطه‌اي متمركز كرد و از آن براي گرم كردن آب يا حتي ذوب فلز بهره گرفت. ميزان انرژي خورشيدي كه به سطح زمين در ايران مي‌رسد، نزديك دو برابر آن چيزي است كه خاك ايالات متحده‌ي آمريكا دريافت مي‌كند. با اين همه، كوشش چشمگيري براي بهره‌برداري از اين انرژي در ايران انجام نشده است.

7. انرژي توده‌ي زنده از پيوندهاي شيميايي بين مولكول‌ها سازنده‌ي پيكر گياهان و جانوران بر مي‌خيزد. پسمانده‌هاي گياهي و جانوري را مي‌توان به عنوان سوخت به كار برد يا از آن‌ها مواد انرژي‌زايي مانند الكل يا گاز زيستي(بيوگاز) به دست آورد. از سوزاندن زباله‌ها نيز انرژي فراواني مي‌توان به دست آورد. بزرگ‌ترين كوره‌ي زباله سوزي جهان در سال 1994 ميلاي در انگلستان كار خود را آغاز كرد و سالانه 500 تن زباله در آن سوزانده مي‌شود. از اين ميزان زباله، 30 مگاوات برق به دست مي‌آيد كه برق 60 هزار خانه را فراهم مي‌كند.

منبع:

1. آسيموف، ايزاك. انرژي. ترجمه‌ي اسماعيل سعادت. انتشارات فاطمي، چاپ ششم، 1376

2. جولاندز، ديويد. نيرو، انرژي و منابع انرژي. ترجمه‌ي اسفنديار معتمدي. انتشارات مدرسه، چاپ سوم، 1376

3. معتمدي، اسفنديار. انرژي و منابع آن. انتشارات مدرسه، چاپ دوم، 1383