تعد مساهمات العلماء في تطوير الطاقة ومصادرها من الركائز الأساسية لبناء الدول وأهمها، بالإضافة إلى كونها المحرك الرئيسي لمعظم وسائل الإعلام والتجهيزات التي تحيط بنا والإنسان. لا تستطيع الاستغناء عن عناصرها الأساسية. في حياتك، ولكي تحصل على مصادر مختلفة للطاقة، حدثت الحروب وهذا دليل كاف على أهميتها. بهذه الشرح طريقة، خلال مقال الموقع تريندي هذا، سنشرح دور العلماء في تطوير الطاقة ومساهماتهم عبر التاريخ.
أهمية الطاقة
كانت مساهمات العلماء في تطوير الطاقة ومصادرها لا تعد ولا تحصى منذ العصور القديمة. ويرجع ذلك إلى الأهمية الكبيرة التي تتمتع بها واستخداماتها المتنوعة والمتنوعة في مختلف جوانب الحياة. الطاقة بكل مصادرها شيء لا يمكن الجدال بشأن أهميته، حيث أنها الوقود الرئيسي لجميع المعدات والمحركات حول العالم. العالم، من تشغيل المصانع ووسائل النقل، وكذلك الكهرباء المنزلية والشوارع المستخدمة في إنارة الأنوار وأجهزة المستشفيات وغيرها من الأمور المهمة التي تعتبر الطاقة ركيزة أساسية فيها، وبدونها لا يهم، لكن يمكننا يقول إنه بدون طاقة لا يستطيع الشخص التحرك أو أداء مهامه ووظائفه الجسدية، فهو بحاجة إلى تلك الطاقة المشتقة من الطعام الذي تحول الخلايا إلى طاقة من أجل تزويد الجسم بالطاقة اللازمة له.
التاريخ القديم للطاقة ومساهمات العلماء.
تعد الطاقة إحدى خصائص المادة، والتي يمكن تحويلها إلى أحد الأشكال التالية من الحرارة أو الإشعاع أو العمل. يُعرف أيضًا باسم أحد أشكال الوجود. يتكون الكون من أجسام وطاقة. يمكن تحويل الطاقة إلى مادة والعكس صحيح. منذ القدم، ساهم العلماء في تطوير الطاقة ومصادرها، ومنها
- ظهرت كلمة الطاقة لأول مرة ككلمة مشتقة من اليونانية القديمة Energeia في أعمال الفيلسوف أرسطو في القرن الرابع قبل الميلاد. وقد اتخذ هذا المفهوم تعريفا فلسفيا واسعا ليشمل حتى طاقة السعادة والمتعة.
- اقترح جوتفريد لايبنيز فكرة القوة الحية في أواخر القرن السابع عشر، وعرّفها على أنها “ناتج كتلة جسم مضروبًا في مربع سرعته” وافترض أن الطاقة الحرارية تتكون من الحركة العشوائية للأجزاء المكونة من تلك المادة.
- في عام 1807 م، استخدم العالم توماس يونغ مصطلح الطاقة بدلاً من القوة الحية التي استخدمها ليبنيز سابقًا.
- في عام 1829 م، استخدم غاسبارد وغوستاف كوريوليس مصطلح الطاقة الحركية بالمعنى الحديث.
- في عام 1853 م، قدم ويليام رانكين مصطلح الطاقة الكامنة.
- تم تطوير قانون الحفاظ على الطاقة في أوائل القرن التاسع عشر وهذا المصطلح ينطبق على أي نظام منعزل.
- في عام 1845 م اكتشف العالم جيمس بريسكوت بول العلاقة بين العمل الميكانيكي وتوليد الحرارة.
- توجت كل هذه التطورات باكتشاف نظرية الحفاظ على الطاقة، التي صاغها اللورد كلفن وساعدت الديناميكا الحرارية في التطور السريع.
مساهمات العلماء في تنمية الطاقة ومصادرها
كما ذكرنا في مقدمة المقال، هناك محاولات ومساهمات عديدة من قبل العلماء في تطوير الطاقة ومصادرها، من أجل الوصول إلى الطاقة وأشكالها المختلفة مما حققته اليوم من تطور ومجال، و من بين هذه المساهمات ما يلي
- قبل اكتشاف مصادر الطاقة المختلفة، كان الخشب يعتمد بشكل أساسي على الطاقة في أشكالها البسيطة، واكتشف العلماء فيما بعد طواحين الهواء واستخدامها في إنتاج الطاقة، حتى بداية الثورة الصناعية، والتي تطورت خلالها مصادر الطاقة وتنوعت. نتيجة لمساهمات العلماء، حيث أنهم اعتمدوا على الفحم لتشغيل المحركات والمحطات، تم تحويل الطاقة الحرارية إلى طاقة ميكانيكية.
- ولعل أبرز مساهمة العلماء في مجال الطاقة وتطورها هو اكتشاف الوقود الأحفوري مثل الغاز الطبيعي أو الفحم والنفط، وقد أصبح هذا النوع من الوقود أحد مصادر الطاقة الرئيسية. بلغ الاعتماد عليه في العالم ما يقرب من 90 ٪ من الاستخدام.
- ومن هذه المساهمات استخدام الطاقة الشمسية واستخدامها بشكل مباشر وغير مباشر في كثير من الأمور مثل استخدامها في المطبخ أو تحويلها إلى طاقة كهربائية.
- كما استفاد العلماء من الطاقة الحرارية الجوفية، وهي الطاقة الناتجة عن ارتفاع درجة حرارة عمق الأرض، واستغلالها في كثير من النواحي.
- ومن الجهود الرائعة لتطوير الطاقة للعلماء تحقيق استخدام غاز الهيدروجين والطاقة النووية في تشغيل السفن العملاقة والغواصات، وكذلك إطلاق الأقمار الصناعية والسفن الفضائية واستخدامات أخرى.
أبرز العلماء الذين ساهموا في تطوير الطاقة
هناك العديد من إسهامات العلماء في تطوير الطاقة ومصادرها، ولعل أبرز تلك الأسماء التي تركت بصمة على تطور الطاقة هي هذه الأسماء
- جيمس بليث كان أول من صمم وابتكار طواحين الهواء التي تستخدم طاقة الرياح لتوليد الكهرباء.
- جون ستيفنز عالم أمريكي صمم واخترع محرك الاحتراق عام 1798 م
- إدموند باكوريل – العالم الذي اخترع وصمم الخلايا الشمسية التي تولد الطاقة من ضوء الشمس وصممها لتحويل الطاقة الكهربائية لاستخدامها في مختلف المجالات.
أنواع ومصادر الطاقة
ومن إسهامات العلماء في تطوير الطاقة ومصادرها التعرف على مختلف أنواعها وصورها ومصادرها التي تستخدم في كل ما يحيط بنا، ومن هذه الأنواع والمصادر ما يلي
طاقة متجددة
هي نوع الطاقة التي تتوفر من الطبيعة بشكل دائم وممتدة دون توقف كالشمس والماء والهواء، ويتميز هذا النوع بخصائص وخصائص متعددة أبرزها لا ينتج عنها أي تلوث أو ضرر. . ولا تتسبب أو تؤدي إلى تفاقم ظاهرة الاحتباس الحراري التي يعاني منها العالم. مصادر هذه الطاقة تشمل
طاقة شمسية
الطاقة الشمسية هي أول مصدر للطاقة المتجددة عرفته البشرية منذ العصور القديمة وما زلنا نستخدمها حتى يومنا هذا، لذلك فهي تعتمد على الحرارة المنبعثة من أشعة الشمس لتوليد الطاقة وتنفيذ جميع العمليات الحيوية المهمة للكائنات الحية، مثل حيث إن اعتماد النباتات عليها للقيام بالعمليات الحيوية وصناعة المواد الغذائية، وكذلك بسبب استخدامها في العصر الحديث من خلال استغلال الألواح الشمسية، ولكن لا يمكن استخدام هذه القوة في فترات الليل أو في تساقط الثلوج. المناطق.
قوة الرياح
تم استخدام هذه الصورة من الطاقة منذ العصور القديمة من خلال تشغيل السفن والمراكب الشراعية، بالإضافة إلى تشغيل طواحين الهواء، لاستخدامها في رفع المياه أو إنارة الشوارع، والعديد من الاستخدامات الأخرى، ولكن هذه الطاقة غير متوفرة في كل المناطق حسب الحاجة. المناطق الشديدة، علاوة على ذلك، لا يمكن استخدام الرياح من المناطق السكنية بسبب الضوضاء العالية التي تحدثها هذه التوربينات.
الطاقة الحرارية الجوفية أو الطاقة الحرارية الجوفية
ومن إسهامات العلماء في تطوير الطاقة ومصادرها اكتشاف الطاقة التي تنبعث من الصخور المنصهرة في الأرض، وهذه الطاقة تزيد من درجة حرارتها ثلاث درجات لكل مائة متر تحت الأرض، وهذه الطاقة يتم استخراجه من خلال مرور الماء بين الصخور المتوهجة، مما ينتج عنه بخار يتم التقاطه بواسطة مضخات مخصصة تحت الأرض، ولهذا الغرض يستخدم هذا البخار لدفع التوربينات التي يتم فيها تنشيط المولدات.
طاقة هيدروالكترونية
تنتج هذه الطاقة من حركة المياه من خلال استغلالها في محطات توليد الطاقة الكهرومائية، وتنتج حركة الماء طاقة ميكانيكية تنتجها التوربينات، وتتحول هذه الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية من خلال المولدات وهذا يحدث في معظم سدود المياه حول العالم، وهذا أحد أشكال الطاقة البديلة التي لا تنتج عن التلوث ومتوفرة بمرور الوقت.
طاقة غير متجددة
وهي النوع الثاني من الطاقة وهي مشتقة أيضًا من عناصر طبيعية، إلا أن هذه العناصر ليست متجددة أو مستمرة، فكلما زاد استهلاكها قل وأغلب مصادرها في تربة الأرض منذ القدم. الأوقات وأشكال هذا النوع من الطاقة تشمل ما يلي
البترول
هو أحد أنواع الوقود الأحفوري الموجود في شكل سائل في الأرض، ويتم استخراجه عن طريق حفر الآبار من خلال الحفارات النفطية سواء على الأرض أو في البحر والتي تمتد لآلاف الأمتار في التربة لاستخراج هذا الوقود الذي يمر عبر مراحل عديدة من التكرير حتى يتم استخدامه، لتترك لنا في النهاية مشتقات مختلفة من ذلك الوقود، مثل البنزين والديزل وغيرها من المنتجات سواء كانت صلبة أو سائلة.
فحم
يتواجد هذا النوع في الأرض ويستخدم بحرقه للحصول على الطاقة، ويتم استخراجه بطريقتين، من خلال التعدين المكشوف أو التعدين في قاع الأرض، للحصول على الطاقة عن طريق حرقها، ولكن عمليات الاستخراج هي تعتبر من العمليات الخطرة حيث يتعرض العمال للغازات السامة أثناء استخلاصها.
غاز طبيعي
تم اكتشاف هذا النوع من صور الطاقة بناءً على مساهمات العلماء في تطوير الطاقة ومصادرها، وهي من أنواع الوقود الأحفوري في التربة، وتتكون من غاز الميثان ويتم استخراجه من خلال ارتفاع ضغط الماء بداخلها. من الأرض لتفكيك الصخور المحبوسة من الغاز، بالإضافة إلى استخدام أنواع من الأحماض لإذابة الصخور التي لا تتكسر، فهي تستخدم في مجموعة متنوعة من الوسائط وأيضًا في توليد الكهرباء. [3]
إن إسهامات العلماء في تطوير الطاقة ومصادرها كثيرة، ويصعب علينا حصرها جميعًا، لكن خلال هذا المقال نذكر أهمية الطاقة وتاريخها القديم، ومساهمات العلماء في الماضي و حاضرة في تطورها، بالإضافة إلى ذكر مصادر الطاقة وأنواعها المختلفة.