يتم قياس الطاقة والعمل بوحدات تسمى ؟ ، حيث أن الطاقة والعمل مرتبطان ماديًا ببعضهما البعض ، لأن الطاقة تعبر عن قدرة النظام الفيزيائي على القيام بالعمل ، وفي هذا المقال سنتحدث بالتفصيل عن العمل والطاقة ، وسنشرح الفرق بينهما ، مع ذكر الوحدة المادية المستخدمة لقياسها.
ما هي الطاقة
الطاقة هي الخاصية المادية الكمية التي يجب نقلها إلى شيء ما للقيام بالعمل أو لتسخين النظام. وترتبط الطاقة ببعضها البعض ارتباطًا وثيقًا ، وبسبب تكافؤ الكتلة والطاقة ، فإن أي جسم لديه كتلة عندما يكون ثابتًا سيكون له كتلة محددة ولديه أيضًا كمية مكافئة من الطاقة تسمى طاقة الراحة ، وأي طاقة إضافية يمتلكها الجسم يكتسب ما يزيد عن الطاقة الباقية سيزيد من الكتلة الكلية للجسم تمامًا كما أنه يزيد من طاقته الكلية ، وعلى سبيل المثال بعد تسخين جسم ما ، يمكن قياس الزيادة في الطاقة على أنها زيادة طفيفة جدًا في الكتلة ، وهناك أشكال مختلفة و أنواع الطاقة في الطبيعة ، وفيما يلي بعض أهم أشكال الطاقة في الطبيعة على النحو التالي:
- طاقة حرارية: إنها طاقة ناتجة عن اهتزاز الذرات والجزيئات داخل المواد ، وكلما زادت سرعة تحرك هذه الجزيئات ، زادت طاقتها وزادت سخونتها.
- الطاقة الكيميائية: إنها الطاقة التي تجمع الجزيئات والجزيئات الذرية معًا ، ويتم تخزين الطاقة الكيميائية في روابط الذرات والجزيئات ، حيث يتم تخزين الطاقة الكيميائية في الغذاء والكتلة الحيوية والنفط والغاز الطبيعي.
- الطاقة النووية: تُخزن الطاقة النووية في نوى الذرات ، ويتم إطلاق هذه الطاقة عندما تتحد النوى أو ما يسمى الاندماج النووي ، وتقوم محطات الطاقة النووية بتقسيم نوى ذرات اليورانيوم لإنتاج الكهرباء.
- الطاقة الكهربائية: حيث أن الطاقة الكهربائية هي حركة الإلكترونات داخل الأجسام الموصلة ، والإلكترونات هي الجسيمات الدقيقة التي تتكون منها الذرات مع البروتونات والنيوترونات ، والإلكترونات التي تتحرك عبر سلك كهربائي تسمى التيار الكهربائي.
- طاقة الحركة: إنه نوع من الطاقة يمتلكه الجسم بسبب حركته ، وهو مساوٍ للعمل المطلوب لتسريع الجسم من السكون إلى سرعة معينة.
أنظر أيضا: متوسط الطاقة الحركية لجزيئات المادة
ماهو العمل
الشغل هو قياس مقدار الطاقة التي تحدث عندما يتحرك جسم ما عبر مسافة بواسطة قوة خارجية ، حيث يتم تطبيق جزء من القوة في نفس اتجاه إزاحة الجسم ، وإذا كانت القوة ثابتة ، فيمكن الشغل يتم حسابها بضرب طول المسار بالقوة المؤثرة على طول المسار ، ويمكن تعريف الشغل ماديًا على أنه مقدار الطاقة المطلوبة لتحريك جسم بكتلة معينة لمسافة معينة ، على سبيل المثال عند رفع كرة فوق الأرض و ثم تسقط ، فإن الشغل الذي تقوم به قوة الجاذبية الأرضية على الكرة عند سقوطها يساوي وزن الكرة مضروبًا في المسافة إلى الأرض والتي تعتبر إزاحة ، وفي الواقع هناك ثلاث حالات عمل فيزيائية رئيسية ، وهي هم كالآتي:
- العمل الميكانيكي الإيجابي: يحدث الشغل الميكانيكي الإيجابي عندما يتحرك الجسم في نفس اتجاه القوة الخارجية المؤثرة على الجسم.
- العمل الميكانيكي السلبي: يحدث العمل الميكانيكي السلبي عندما يتحرك الجسم عكس اتجاه القوة الخارجية المؤثرة عليه.
- العمل الميكانيكي الصفري: حيث يحدث صفر عمل ميكانيكي عندما تكون الزاوية بين القوة والإزاحة 90 درجة.
أنظر أيضا: ماذا يحدث للجسم عندما تزداد طاقته الحركية؟
يتم قياس الطاقة والعمل بوحدات تسمى
يتم قياس الطاقة والعمل بوحدات تسمى جول (بالإنجليزية: Joule) ، حيث أن وحدة الجول هي الطاقة المطلوبة لرفع درجة حرارة جرام واحد من الماء من درجة حرارة 15 درجة مئوية إلى درجة 15.239 درجة مئوية ، والجول هو وحدة الطاقة المستخدمة. في المواصفة الدولية لوحدات النظام الدولي للوحدات (SI) ، ويتم تعريف هذه الوحدة ماديًا على أنها مقدار الشغل المبذول على الجسم بواسطة قوة مقدارها نيوتن واحد لتحريك الجسم لمسافة متر واحد ، ويرمز إلى هذه الوحدة بـ المعادلات والصيغ الفيزيائية بالرمز J أو بالرمز العربي Joule ، وفي الحقيقة وحدة الطاقة هي نفس وحدة العمل في الفيزياء ، لأن العمل الميكانيكي يعتبر طاقة ، وحدة الجول لقياس العمل الميكانيكي تساوي نيوتن لكل متر في النظام الدولي لوحدات القياس. لذلك فإن الشغل الميكانيكي يساوي القوة المؤثرة على الشغل مضروبة في الإزاحة ، وفيما يلي قيمة وحدة الجول مقارنة بباقي وحدات قياس الطاقة ، وهي كالتالي:
- الجول الواحد يساوي حوالي 1000 ملي جول.
- الجول الواحد يساوي حوالي 0.238 سعرة حرارية.
- الجول الواحد يساوي 0.001 كيلوجول.
- الجول الواحد يساوي حوالي 0.0000002777 كيلو واط / ساعة.
- الجول الواحد يساوي حوالي 0.000000000239 مادة تي إن تي.
أنظر أيضا: الفرق بين الطاقة الحرارية ودرجة الحرارة
في ختام هذا المقال ، عرفنا ذلك يتم قياس الطاقة والعمل بوحدات تسمى الجول كما شرحنا لمحة مفصلة عن الطاقة والعمل في الفيزياء ، وذكرنا قيمة وحدة الجول مقارنة بوحدات قياس الطاقة الأخرى ، بالإضافة إلى ذكر جميع أنواع وأشكال الطاقة في الطبيعة.