الطاقة
هي المقدرة على القيام بعمل ما. وهناك صور عديدة للطاقة، يتمثل أهمها في
الحرارة والضوء. الصوت أيضا عبارة عن طاقة. و هناك" الطاقة الميكانيكية"
التي تولدها الآلات، و"الطاقة الكيميائية" التي تتحرر عند حدوث تغيرات
كيميائية.
يمكن تحويل الطاقة من صورة إلى أخرى. فعلى سبيل المثال، يمكن تحويل الطاقة الكيميائية المختزنة في بطارية الجيب إلى ضوء .
كمية الطاقة الموجودة في العالم ثابتة على الدوام، فالطاقة لا تفنى ولا
تستحدث، وإنما تتحول من شكل إلى آخر. وعندما يبدو أن الطاقة قد استنفذت،
فإنها في حقيقة الأمر تكون قد تحولت إلى صورة أخرى لهذا نجد أن الطاقة هي
قدرة المادة للقيام بالشغل( الحركة)\ن كنتيجة لحركتها أو وضعها بالنسبة
للقوي التي تعمل عليها .فالطاقة التي يصاحبها حركة يطلق عليها طاقة حركية
kinetic energy . والطاقة التي لها صلة بالوضع يطلق عليها طاقة كامنة
جهدية أو مخزنة ) potential energy . فالبندول المتأرجح به طاقة جهدية في
نقاطه النهائية . وفي كل أوضاعه النهائية له طاقة حركية وطاقة جهدية في
أوضاعه المختلفة .
والطاقة توجد في عدة أشكال كالطاقة الميكانيكية والطاقة الحرارية والطاقة
الديناميكية الحرارية والطاقة الكيميائية والطاقة الكهربائية والطاقة
الإشعاعية والطاقة الذرية . وكل أشكال هذه الطاقات قابلة للتحويل الداخلي
بواسطة طرق مناسبة . والطعام الذي نتناوله ،به طاقة كيماوية يخزنها الجسم
ويطلقها عندما نعمل أو نبذل مجهودا.
وتستغل مصادر هذه الطاقات لتوليد الكهرباء التي نحتاجها في بيوتنا
ومدارسنا ومكاتبنا ومصانعنا وكمبيوتراتنا سواء للإنارة أم لتشغيل
الماكينات والأجهزة الكهربائية .والبترول نحرقه ليدير سياراتنا وغيرها من
الأنشطة الخلاقة التي نمارسها ونتمتع بها في حياتنا. فهي ضرورة حياتية
للعيش فوق كوكبنا.ومن خلالها صعدت المركبات للفضاء وجاب الإنسان العالم
ليتعرف عليه ويستنزف ثرواته .
أنواع الطاقة
تعتبر الطاقة الحيوانية أول طاقة استخدمها الإنسان في فجر الحضارة عندما
استخدم الحيوانات الأليفة في أعماله ثم شرع واستغل قوة الرياح في تسيير
قواربه لآفاق بعيدة .واستغل هذه الطاقة مع نمو حضارته، واستخدمها كطاقة
ميكانيكية في إدارة طواحين الهواء و في إدارة عجلات ماكينات الطحن و
مناشير الخشب ومضخات رفع الماء من الآبار وغيرها .وهذا ما عرف بالطاقة
الميكانيكية .
و قوة الحيوانات نجدها مستمدة من الطاقة الكيماوية chemical energy
الموجودة في الطعام بعد هضمه في الإنسان والحيوان .والطاقة الكيماوية
نجدها في الخشب الذي كان يستعمل منذ القدم في الطبخ والدفء .وفي بداية
الثورة الصناعية استخدمت القوة المائية كطاقة تشغيلية من خلال حركية نظم
سيور وبكر وتروس لإدارة العديد من الماكينات.
و نجد الطاقة الحرارية Thermal energy في الآلات البخارية التي تحول
الطاقة الكيماوية لوقود تحوله لطاقة ميكانيكية . فالآلة البخارية يطلق
عليها آلة احتراق خارجي لأن الوقود يحرق بالخارج لتوليد البخار الذي يدير
الآلات من الداخل . لكن في القرن 19 اخترعت آلة الاحتراق الداخلي مستخدمة
وقودا يحترق داخل الآلة حسب نظام غرف الإحراق الداخلي المباشر بها ،
لتصبح مصدرا للطاقة الميكانيكية التي استغلت في عدة أغراض كتسيير السفن
والعربات والقطارات .
و في القرن 19 ظهر مصدر آخر للطاقة ، لايحتاج لإحتراق الوقود ،وهي الطاقة
الكهربائية المتولدة من الدينامو( المولد). وأصبحت هذه المولدات تحول
الطاقة الميكانيكية لطاقة كهربائية التي أمكن نقلها إلي أماكن بعيدة عبر
الأسلاك. مما جعلها تنتشر, حتى أصبحت طاقة العصر الحديث ولاسيما وأنها
متعددة الأغراض ،بعدما أمكن تحويلها لضوء وحرارة وطاقة ميكانيكية،
بتشغيلها محركات الآلات والأجهزة الكهربائية . وتعتبر طاقة نظيفة إلى حد
ما .
ثم ظهرت الطاقة النووية Nuclear energy التي استخدمت في المفاعلات الذرية
حيث يجري الانشطار النووي الذي يولد حرارة هائلة تولد البخار الذي يدير
المولدات الكهربائية التي تمدنا بالكهرباء أو يدير المحركات التي تسير
السفن والغواصات .لكن مشكلة هذه المفاعلات النووية في نفاياتها المشعة
واحتمال حدوث تسرب إشعاعي أو انفجار المفاعل ، كما حدث في مفاعل تشير نوبل
الشهير .
و الطاقة الغير متجددة نحصل عليها من باطن الأرض كسائل كما في النفط وكغاز
كما في الغاز الطبيعي أو كمادة صلبة كما في الفحم الحجري .وهي غير متجددة
لأنه لايمكن صنعها ثانية أو استعراضها مجددا في زمن قصير .عكس الطاقة
المتجددة ، فيمكن إستعواضها في زمن قصير .ومصادر الطاقة المتجددة نجدها في
طاقة الكتلة الحيوية Biomass energy التي تستمد من مادة عضوية كإحراق
النباتات وعظام الحيوانات وروث البهائم والمخلفات الزراعية.فعندما نستخدم
الخشب أو أغصان الأشجار أو روث البهائم في اشتعال الدفايات أو الأفران ،
فهذا معناه أننا نستعمل وقود الكتلة الحيوية التي تستغل كمادة عضوية من
النباتات ونفايات الزراعة أو الخشب أو مخلفات الحيوانات .وفي الولايات
المتحدة تستغل طاقة الكتلة الحيوية في توليد 3%من مجمل الطاقة لديها
لتوليد 10 آلاف ميجا وات من القدرة الكهربائية.
و تستغل طاقة الحرارة الأرضية Geothermal energy لتوليد الكهرباء والتسخين
. وحاليا نصف الطاقة المتجددة في الولايات المتحدة الأمريكية تأتي من قوة
دفع المياه التي تدير التربينات، والتي تسيّر المحركات لتوليد الكهرباء.
كما يحدث في مصر في السد العالي. وفي أمريكا تمثل كهرباء الطاقة المائية
12% من جملة الكهرباء.و يمكن مضاعفتها إلي 72ألف ميجاوات.
وهناك أيضا طاقة قوة الرياح Wind power حيث تدير شفرات(ألواح) كبيرة تدور
بالهواء فوق الأبراج بحركة مروحية ومثبت بها مولدات كهرباء .وكانت قوة
الرياح تستغل في إدارة طواحين الهواء ومضخات رفع المياه ، كما هو إتبع في
هولندا عندما نزح الهولنديون مساحات مائية من البحر لتوسيع الرقعة
الزراعية عندهم .وسبب عدم انتشارها في العالم ،أصواتها المزعجة وقتلها
للطيور التي ترتطم بشفراتها السريعة, وعدم توفر الرياح في معظم المناطق
بشكل مناسب.
أيضا في خلايا الطاقة التي هي خلايا وقود الهيدروجين تنتج الكهرباء من خلال تفاعل كهربائي كيميائي باستخدام الهيدروجين والأوكسجين.
مصادر الطاقة
بترول
هو عبارة عن سائل كثيف، قابل للاشتعال، بني غامق أو بني مخضر، يوجد في
الطبقة العليا من القشرة الأرضية. وأحيانا يسمى نافثا، من اللغة الفارسية
("نافت" أو "نافانا" والتي تعني قابليته للسريان).
وهو يتكون من خليط معقد من الهيدروكربونات، وخاصة من سلسلة الألكانات،
ولكنه يختلف في مظهره وتركيبه ونقاوته بشدة من مكان لأخر. وهو مصدر من
مصادر الطاقة الأولية الهام للغاية ([ إحصائيات الطاقة في العالم]).
البترول هو المادة الخام لعديد من المنتجات الكيماوية، بما فيها الأسمدة،
مبيدات الحشرات، اللدائن.
وقود
الوقود له أنواع مختلفة من أهمها الوقود الأحفوري، وهو الذي يشمل كل من
النفط والفحم والغاز, والذي أستخدم بإسراف منذ القرن الماضي ولا يزال
يستخدم بنفس الإسراف مع ارتفاع أسعاره يوما بعد يوم مع أضراره الشديد
للبيئة. ومثله وقود السجيل وهو مثل النفط يكون مخلوط مع الرمال.
من أنواع الوقود الأخرى هو الوقود الخشبي والذي يغطي استخدامه حوالي 6% من
الطاقة الأولية العالمية.، و هناك الوقود المستخرج من النفايات الحيوانية
أو المياه الثقيلة للمجاري حيث بالمستطاع استخدام هذه النفايات في توليد
الطاقة بالاعتماد عليها بعد عمليات التخمير، وتستخدم في العديد من دول
العالم معالجة المياه الثقيلة للاستفادة من الغازات المنبعثة لأغراض توفير
الطاقة.
من الطرق الحديثة والنظيفة في توفير الوقود النظيف يمكن أن يكون من نباتات
الأشجار سريعة النمو، أو بعض الحبوب أو الزيوت النباتية أو المخلفات
الزراعية أو بقايا قصب سكر ، أمكن تحويل بعض منتجات السكر إلى كحول
لاستخدامه كوقود للسيارات وكذلك زيت النخيل ويتميز هذا النوع من الوقود
بأنه يقلل من التلوث، حيث لا حاجة هناك لاستعمال الرصاص في مثل هذا النوع
من الوقود لرفع أوكتان الوقود كما هو الحال في البنزين المستحل عليه من
النفط الأحفوري ومن ثم فإنه بنزين خال من الرصاص.
هناك الوقود النووي وتحطه الكثير من المشاكل والقوانين الضابطة والتي قد
لا تخلو من ازدواجية في المعايير وإجحاف بالسماح لاستخدامها على البعض,
ناهيك في خطورة استخدامها وتأثيرها السيئ على البيئة.
طاقة شمسية
تعتبر الطاقة الشمسية الطاقة الأم فوق كوكبنا حيث تنبعث من أشعتها كل
الطاقات فوقه . لأنها تسير كل ماكينات و آلية الأرض بتسخين الجو المحيط
واليابسة وتولد الرياح وتصريفها ، وتدفع دورة تدوير المياه ، و تدفئ
المحيطات ،و تنمي النباتات وتطعم الحيوانات . و مع الزمن تكون الوقود
الإحفوري في باطن الأرض . وهذه الطاقة يمكن تحويلها مباشرة أو بطرق غير
مباشرة لحرارة و برودة و كهرباء و قوة محركة .وأشعة الشمس أشعة
كهرومغناطيسية.و طيفها المرئي يشكل 49% و الغير مرئي كالأشعة الفوق
بنفسجية يشكل 2% و الأشعة دون الحمراء 49%. و الطاقة الشمسية تختلف حسب
حركتها و بعدها من الأرض.
و تختلف كثافة أشعة الشمس و شدتها فوق خريطة الأرض حسب فصول السنة فوق
نصفي الكرة الأرضية و بعدها عن الأرض و ميولها و وضعها فوق المواقع
الجغرافية طوال النهار أو خلال السنة, و حسب كثافة السحب التي تحجبها.
لأنها تقلل أو تتحكم في كمية الأشعة التي تصل لليابسة . عكس السماء الصحوة
الخالية من السحب أو الأدخنة. وأشعة الشمس تسقط علي الجدران والنوافذ
واليابسة والبنايات والمياه, وتمتص الأشعة وتخزنها في كتلة (مادة) حرارية
Thermal mass. وهذه الحرارة المخزونة تشع بعد ذلك داخل المباني . وتعتبر
هذه الكتلة الحرارية نظام تسخين شمسي يقوم بنفس وظيفة البطاريات في نظام
كهربائي شمسي(الفولتية الضوئية ).فكلاهما يختزن حرارة الشمس لتستعمل فيما
بعد.
و المهم معرفة أن الأسطح الغامقة تمتص الحرارة و لا تعكسها كثيرا ، لهذا
تسخن . عكس الأسطح الفاتحة التي تعكس حرارة الشمس لهذا لا تسخن . و
الحرارة تنتقل بثلاث طرق ،إما بالتوصيل conduction من خلال مواد صلبة, أو
بالحمل convection من خلال الغازات, أوالسوائل ، أو بالإشعاع radiation. و
من هنا نجد الحاجة لإنتقال الحرارة بصفة عامة لنوعية المادة الحرارية التي
ستختزنها, لتوفير الطاقة و تكاليفها .لهذا توجد عدة مبادئ يتبعها
المصممون لمشروعات الطاقة الشمسية, من بينها قدرة المواد الحرارية
المختارة, علي تجميع وتخزين الطاقة الشمسية حتى في تصميم البنايات واختيار
مواد بنائها حسب مناطقها المناخية سواء في المناطق الحارة أو المعتادة أو
الباردة . كما يكونون علي بينة بمتساقط الشمس علي المبني و البيئة من حوله
كقربه من المياه واتجاه الريح والخضرة ونوع التربة,والكتلة الحرارية التي
تشمل الأسقف والجدران و خزانات الماء. كل هذه الاعتبارات لها أهميتها في
امتصاص الحرارة أثناء النهار و تسربها أثناء الليل.
هناك مصادر للطاقة نظيفة يمكن استخدامها كوقود بديل ومنها:
• الطاقة الشمسية.
• طاقة الرياح.
• طاقة المد والجزر.
• الطاقة المستمدة من حرارة الأرض الجوفية.
من ضمن التطورات المقلقة التي حدثت بالسنوات الأخيرة نلاحظ ازدياد الفوارق
في الحياء والمناطق الفقيرة والمهشمة مما أدى إلى ازدياد المعوقات بها
بالرغم من السياسات التي اتبعت للحد من ذلك إلا أن تلك الفوارق في تزايد
مستمر بين العديد من المدارس الميسورة التي تتمتع بالعديد من المزايا التي
تساعدها على القيام بعملية التربية على أعلى مستوى وبين مدارس أخرى تعاني
يوميا من المشاكل من كل الانوع.
وبناء على ذلك، تعتزم السلطات المحلية المساهمة في نجاح الطلبة على الصعيد
الدراسي والاجتماعي، من خلال مشاركتها في إنجاز المشاريع التربوية
المحلية.
النهوض بالروابط الأجتماعبة بالمدينة التي يعيش بها التلاميذ
يقدم "اصنع بيديك" طريقة متجانسة من الشراكة التي تهدف الى تحسين طريقة
تعليم مادة العلوم وتقوية استخدام اللغة الخاصة بالعلوم وكذلك تعزيز
التعايش المواطني وذلك لتنمية استخدام التقنيات الحديثة وهو يخاطب جميع
المدارس على حد سواء.
فموقع "اصنع بيديك" يعتمد على شكل جديد من الشراكات ومن الروابط بين
المجتمع المدني والمدرسة فو يوحد بينهما في مشروع مركب في سبيل تطبيق طرق
التمرين والتدريب الأساسية. فهو يحرص على ان يشارك الأباء في ابحاث
وتحقيقات أطفالهم كما يسهم كذلك في اعادة الروابط الأجتماعية بالمدينة
بالبحث الى تعاون ومشاركة المعلمين والعلميين والجمعيات المختلفة. فتبدأ
بتطبيق التقنيات الحديثة داخل الحياء لخدمة الهدف والأمل الإنساني الذي
يعزز شبكات التبادل والمشاركة والتعاون بين المدارس .
بالرغم ان "اصنع بيديك" كانت تخص حتى الآن المناطق المدنية بالاهتمام إلا
انه يهدف كذلك لتوسيع نشاطه ليشمل المناطق الريفية التي غالبا ما تكون
معزولة وتعوزها الإمكانيات.
الاستثمار لإعداد المدارس بالأدوات اللازمة
يسمح الاستثمار في الأدوات العلمية لجميع التلاميذ بالارتباط والتعلق
بالعلوم حتى وان كان بصفة عامة كما يسمح لهم بالتعرف على طرق البحث العلمي
وإتباعها وبالقيام بعدة مناقشات مع زملائهم والحرص على تدعيم وجهات نظرهم
بالبراهين ثم الاتفاق فيما بينهم على مات وصلوا إليه نتيجة الملاحظة
والافتراضات المختلفة. من هذه الناحية يلعب هذا الاستثمار دور هام في
التربية وتعليم التلاميذ الصغار وتساهم الى تقوية تدريباتهم الأساسية.
كما يساعد الاستثمار في مجال المعلوماتية والاتصال بشبكة الإنترنت المعلمين
في التواصل فيما بينهم مع المستشارين العلميين والتربويين من خلال موقع
"اصنع بيديك".
قد يكون هذا المشروع التربوي العلمي فرصة للقرى المختلفة لكي تحصل على
المعدات الأزمة من الحاسبات الإلية التي يفضل توفرها بالمدرسة سواء كان
ذلك على مستوى التلاميذ أو المعلمين فالمدرسة هي مكان يجب ان يكون كل فرد
بها على دراية ومعرفة تامة بطرق استخدام تلك الآلات ويعد تزويد المدارس
بتلك المعدات من مسؤولية البلدية
الأحد فبراير 14, 2010 10:26 pm
