قانون پايستگی انرژی بر چه موضوعاتی دلالت دارد؟

ستاره | سرویس علوم – قانون پایستگی بیان می‌کند که انرژی یک جسم هیچ گاه از بین نمی‌رود و هیچ گاه به وجود نمی‌آید و مقدار آن پایسته و ثابت است و تنها از یک جسم انرژی دریافت می‌کند یا بخشی از انرژی اش را به جسمی دیگر انتقال می‌دهد. قانون پايستگی انرژی در واقع از تجربیات ماست و مشاهدات ما از طبیعت آن را نقض نکرده است.

قانون پایستگی دو بعد مهم دارد

بخش اول که بر عدم به وجود آمدن یا از بین رفتن انرژی تاکید دارد و بخش دوم که دلیلی بر منتقل شدن انرژی در اجسام است. پس انرژی در اجسام کم یا زیاد می‌شود، ولی در صورت کم شدن در یک جسم باعث افزایش انرژی در جسم دیگر می‌شود و بالعکس. کاربرد این مفهوم در درک درست انرژی مکانیکی، دارای نقشی غیر قابل انکار است.

این قانون با نظریه E=MC۲ انیشتن مطابقت دارد و تبدیل به قانون پایستگی انرژی و جرم شده است. انرژی خلق یا نابود نمی‌شود، بلکه از شکلی به شکل دیگر تبدیل می‌شود. اما مقدار کل آن هرگز تغییر نمی‌کند.

انرژی ممکن است از صورتی به صورت‌های دیگر تبدیل شود. در زیر به نمونه‌هایی از تبدیل‌های انرژی اشاره می‌کنیم:

• در لامپ، انرژی الکتریکی به انرژی نورانی و گرما تبدیل می‌شود.
• وقتی غذا می‌خوریم، انرژی موجود در غذا به صورت انرژی شیمیایی در بدن ما ذخیره می‌شود.
• در پیاده روی، انرژی شیمیایی ذخیره شده در بدن به انرژی جنبش تبدیل می‌شود.
• هنگامی که فنری را می‌فشاریم، انرژی شیمیایی ذخیره شده در بدن به صورت انرژی پتانسیل در فنر ذخیره می‌شود.
• زمانی که یک ورزشکار یه توپی ضربه می‌زند، انرژی شیمیایی موجود در بدن او به انرژی جنبشی تبدیل می‌شود و پس از توقف توپ، انرژی جنبشی آن به انرژی درونی توپ و زمین تبدیل می‌شود.
• هرگاه یک توپ به توپ دیگری برخورد کند، انرژی جنبشی توپ اول (با صرف نظر از اصطکاک بین توپ‌ها و زمین)، به انرژی جنبشی توپ دوم تبدیل می‌شود.
• هنگام حرکت یک اتومبیل، انرژی شیمیایی موجود در سوخت اتومبیل به انرژی جنبشی و گرما تبدیل می‌شود.
• هنگامی که جسمی تا ارتفاعی از سطح زمین بالا می‌آید دارای انرژی پتانسیل می‌شود و هنگامی که همان جسم رها شود انرژی پتانسیل آن به انرژی جنبشی تبدیل می‌شود. هنگامی که آن جسم به زمین برخورد می‌کند مقداری از انرژی آن تبدیل به گرما می‌شود و مقداری دیگری از آن صرف فرو رفتن جسم در زمین می‌شود. (معمولا اجسام پس از سقوط مقداری داخل زمین فرو می‌روند).

مثال دیگری که درستی قانون پایستگی انرژی را بیان می‌کند

فشار ناشی از گرانش در دما‌های بینهایت زیاد در عمق خورشید، هسته‌های هیدروژن را برای تشکیل هسته‌ی هلیم به هم جوش می‌دهد. این همجوشی گرما هسته‌ای، فرآیندی است که باعث آزاد شدن انرژی تابشی می‌شود و بخش کوچکی از آن به زمین می‌رسد. بخشی از انرژی فرود آمده بر زمین به گیاهان (و دیگر موجودات زنده فتوسنتزی) می‌تابد و بخشی از آن نیز بعد‌ها به صورت زغال سنگ ذخیره می‌شود. بخشی دیگر حیات را در زنجیره‌ی غذایی تداوم می‌بخشد که با گیاهان (و دیگر فتوسنتز کنندگان) آغاز می‌شود و بخشی از این انرژی بعدا در نفت ذخیره می‌شود.

بخشی از انرژی ناشی از خورشید صرف تبخیر آب اقیانوس‌ها می‌شود، و بخشی از آن به صورت باران به زمین بر می‌گردد که می‌توان آن را پشت سد به دام انداخت. آب پشت سد به واسطه‌ی مکان مرتفع خود دارای انرژی است که می‌توان آن را در نیروگاهی که زیر سد قرار دارد به کار گرفت. در این نیروگاه انرژی پتانسیل به انرژی الکتریکی تبدیل می‌شود. انرژی از طریق کابل‌ها به خانه‌های ما می‌رسد و در آنجا برای روشنایی، گرما، آشپزی و به کار انداختن وسیله‌های الکتریکی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

همه‌ی این مثال‌ها نشان می‌دهند که انرژی، خودبه خود به وجود نمی‌آید و هیچ گاه از بین نمی‌رود. بنابراین انرژی یک جسم هیچ گاه از بین نمی‌رود و خود به خود نیز به وجود نمی‌آید و همواره پایسته (ثابت) می‌ماند، مگر این که مقداری از آن را به جسم دیگری بدهد و یا اینکه از یک جسم دیگر انرژی دریافت کند.
این مطلب، بیان قانون پایستگی انرژی است. در کاربرد قانون پایستگی انرژی باید به این نکته توجه کنیم که مقدار انرژی همواره پایسته (ثابت) می‌ماند، اما ممکن است از یک نوع به نوع دیگر تبدیل شود.

کاربرد پایستگی انرژی

چه اطلاعات دیگری درباره این انرژی دارید؟ نظرات و تجربیات خود را در انتهای این صفحه در قسمت “ارسال نظر” با ما و سایر مخاطبان ستاره به اشتراک بگذارید.

 قانون بقای ماده و انرژی و رابطه آن با خالق را نیز در ستاره بخوانید.