ما هو قانون حفظ الطاقة؟

تعد الطاقة من أهم العناصر الأساسية الموجودة للمساعدة في الحياة على الأرض، نظراً لوجودها في جميع الأجسام بنسب ثابتة ولا يمكنها أن تتغير أو تختفي، بل يمكنها أن تتحول من شكل إلى آخر ويعرف هذا التحول بقانون حفظ الطاقة، كما يمكن للطاقة أن تتحول من الطاقة الثابتة إلى الطاقة المتحركة أو تتحول إلى أشكال مختلفة مثل الطاقة الكهربائية أو الكيميائية أو الضوئية، سوف نقدم لكم كل ما يخص ذلك الموضوع من خلال مفاهيم.

للنشر

واتس اب شارك غرد شارك

جدول المحتويات

• ما هو قانون حفظ الطاقة؟
• قانون بقاء الطاقة للصف التاسع
• ما هو قانون الطاقة الميكانيكية؟
• قانون حفظ الطاقة
• قانون بقاء الطاقة في الكيمياء
• قانون حفظ الطاقة للصف الثامن
• من هو صاحب قانون حفظ الطاقة؟
• قانون حفظ الطاقة كيمياء
  • من الذي اخترع الطاقة؟

ما هو قانون حفظ الطاقة؟

بما لا شك فيه أن ذلك القانون يسهل علينا كثيراً في حل العديد من المعادلات الكيميائية، وسنوضح هذا فيما يلي:

• إذا كان لدينا جسم كتلته m يتحرك عمودياً إلى أعلى متجها من بداية النقطة 1 بسرعة أولية vi حتى يصل إلى النقطة 2، وسرعته النهائية vf ونستنتج من هذا أن الجسم تزيد الطاقة الكامنة له أثناء الارتفاع، وتنخفض الطاقة الحركية له عندما تنخفض سرعته.

المعادلة الثالثة للحركة هي:

vf²-vi²=2 a d

كما أن حرف a يدل على سرعة الجسم، أما حرف d يدل على المسافة التي يقطعها الجسم للوصول إلى النقطة الأخرى.

• في حالة صعود الجسم عكس الجاذبية الأرضية يبطء سرعته بشكل منتظم، وفي هذه الحالة تعوض قيمة حرف a بقيمة التعجيل الأرضي مع الإشارة السالبة، نظراً لتحركه عكس الجاذبية، وتتم المعادلة على الطريقة الآتية

=(m vf² ½) + (m g yf)

(m vi²1/2) + (m gyi)

وبعد حل هذه المعادلة نجد أن النتيجة هي:

pef + kef =pei + kei

• وهذا يعني أن الطاقة الكامنة والطاقة الحركية في الموضع النهائي تتساوى في السرعة، وعندما تكون الطاقة الحركية والطاقة الكامنة تحت تأثير الجاذبية الأرضية تتساوى أيضاً في مقدار ثابت.

قانون بقاء الطاقة للصف التاسع

هناك شرح مبسط لتوضيح قانون بقاء الطاقة للصف التاسع، بالإضافة إلى أن الأنظمة المعزولة التي لا تشارك الطاقة مع محيطها، لا يمكنها أن تنتهي ولا تأتي من العدم لكن يمكنها أن تتحول إلى عدة أشكال أخرى عن طريق تأثير الطبيعة عليها أو عند تدخل بشري.

ويمكنها أن تتحول من طاقة ميكانيكية إلى طاقة حرارية عن طريق تبادل الطاقة بين الأنظمة، كما يلي:

• الأنظمة المفتوحة: هي الأنظمة التي تعمل على نقل الطاقة إلى محيطها أو نقلها إلى نظام آخر، مثل الإنسان فهو يعد طاقة متحركة مفتوحة، وذلك لأنه يحصل على الطاقة عن طريق تناول الطعام، ثم ينقلها إلى البيئة المحيطة به عن طريق العمل والركض والتنفس.
• الأنظمة المغلقة: هي الأنظمة التي لا تعمل على نقل الطاقة إلى محيطها أو نقلها إلى نظام آخر، فمثلاً عندما نشعل الفرن ونغلقه فهو لا يسمح بمرور الطاقة الحرارية إلى خارجة، بل يقوم بتوزيعها في محيطه فقط.

ما هو قانون الطاقة الميكانيكية؟

هناك معادلة بسيطة توضح قانون بقاء الطاقة الميكانيكية وتسهل عملية حل المعادلات الصعبة، وتتكون هذه المعادلة من الآتي:

• الطاقة الميكانيكية = طاقة الوضع + طاقة الحركة = ثابت.
• وتتلخص المعادلة عن طريق ط م = ط و + ط ح = ثابت.
• كما أن ط م هي الطاقة الميكانيكية وتقاس بوحدة جول.
• ط و هي طاقة الوضع وتقاس أيضاً بوحدة جول.
• ط ح هي طاقة الحركة وتقاس بوحدة جول.

قانون حفظ الطاقة

بما لا شك فيه أن مفهوم الكتلة والطاقة يتشابهان كثيراً، نظراً لأن كل جسم يمتلك طاقة تتناسب مع كتلته لذلك هناك قانون مبسط لحفظ الطاقة، وهو:

• كتلة الجسم × سرعة الضوء ^²، وبالرمز تكون ط = ك × س².
• يجب العلم أن ط تعني الطاقة وتقاس بوحدة جول.
• ك تعني كتلة الجسم وتقاس بوحدة الكيلوغرام.
• س تعني سرعة الضوء ومقدارها هو *3 8^ 10, بوحدة م/ث.

قانون بقاء الطاقة في الكيمياء

هناك قانون بسيط يوضح بقاء الطاقة في الأجسام ويسمى قانون الديناميكا الحراري، ويتلخص هذا القانون في الآتي:

• هناك كمية محددة من الطاقة لكل نظام ديناميكي حراري.
• تنقسم الطاقة إلى مجموعتين طاقة داخلية للنظام، وطاقة خارجية للنظام وفي حين دراسة المجموعتين نجد أن الطاقة الخارجية تساوي صفر وهنا يتسلط الاهتمام على الطاقة الداخلية.
• يقول القانون أن الطاقة الداخلية للنظام تتناسب مع التغيير في الشغل، والتغيير في مقدار الحرارة.

قانون حفظ الطاقة للصف الثامن

هناك قانون يدرس للصف الثامن عن حفظ الطاقة، وحركة الأجسام، ويتلخص هذا القانون في الآتي:

• من أهم قوانين الفيزياء هو قانون بقاء الطاقة، والذي على أساسه يتم حل العديد من المعادلات، وتتكون الطاقة في العديد من الأشكال مثل الطاقة الشمسية والطاقة النووية والطاقة الكهربائية والطاقة الحرارية.
• قام العديد من العلماء بعمل دراسات على حركة الأجسام، كما أنهم قاموا بتجربة مرور الأجسام بعدة مراحل.
• قام العالم جاليليو بعمل دراسة على حركة البندول واكتشف حينها أن طاقة البندول تتحول من طاقة وضع إلى طاقة الحركة والعكس أيضاً، وهنا توصل إلى أن الطاقة تبقى داخل النظام في حين عدم تفاعل الكتل مع بعضها البعض.

من هو صاحب قانون حفظ الطاقة؟

هو الطبيب والفيزيائي الألماني وأحد مؤسسي علم الديناميكا الحراري، يوليوس روبرت فون ماير، هناك قانون موحد يلجأ إليه أي شخص يريد حل معادلة حفظ الطاقة، ويتلخص هذا القانون في الآتي:

• عند تشغيل آلة ما يجب أن يتوفر لديها طاقة خارجية تساعدها على الاستمراري في عملها بشكل جيد.
• هناك نظرية نسبية خاصة تقول إن المادة يمكنها أن تتحول إلى طاقة، والعكس أيضاً يمكن للطاقة أن تتحول إلى مادة.
• من أشهر معادلات قانون بقاء الطاقة هي (E = Mc2)، والدليل على هذا أنه عندما ينفجر أصبع من الديناميت فسوف تتحول الطاقة الكيميائية الموجودة بداخله إلى طاقة حركية وطاقة حرارية وطاقة ضوئية، وإذا جمعنا هذه الطاقات معا سوف نجد أن النتيجة هي قيمة الطاقة الكيميائية الأولى.

قانون حفظ الطاقة كيمياء

هناك قانون يوضح كيفية ربط التغيرات في الطاقة وذلك من خلال الروابط والتفاعلات الكيميائية، ويتلخص هذا القانون في الآتي:

• تقاس جميع أنواع الطاقة بوحدة الجول، وتعد قيمة مرجعية، وتقاس أيضاً بوحدة الكيلو جول (kg) أو السعر الحراري(cal) أو الكيلو سعر حراري (kcal).
• حتى نتمكن من رفع درجة حرارة ملليمتر واحد من الماء سوف نحتاج إلى ما يقارب من 4.184 جول.

يمكن تحويل وحدة الجول عن طريق الطرق الآتية:

1000 j = 1 jk

4.184 j = 1 cal

4.184 j= 1 kcal

• هناك بعض من أنواع الطاقة ذات أهمية كبيرة لدى الكيميائيين مثل الطاقة الكيميائية والطاقة الإشعاعية والطاقة الحرارية.
• تعرف الطاقة الكيميائية أنها الطاقة المخزنة داخل الروابط الكيميائية.
• تظهر الطاقة الكيميائية عن طريق تجاذب الأماكن النسبية للجسيمات.
• الذرات والجزيئات والجسيمات التي ليست عند الصفر المطلق، تكون لها طاقة حركية.
• عند قياس درجة حرارة مادة معينة هذا لا يعني أن النتيجة هي بالفعل درجة حرارة المادة، بل إنها درجة الحرارة الكلية لحركة المادة.

من الذي اخترع الطاقة؟

• اكتشف العالم الإنجليزي مايكل فارادي كيفية توليد الطاقة عام 1831.