انرژی ( از واژه یونانی ἐνεργός به معنی فعالیت ) یا کارمایه، در فیزیک و دیگر علوم، یک کمیت بنیادین فیزیکی است. انرژی کمیتی است که برای توصیف وضعیت یک ذره، شیئ یا سامانه به آن نسبت داده می شود. در کتاب‌های درسی فیزیک انرژی را به صورت توانایی انجام کار تعریف می‌کنند.ِِِ تا به امروز گونه‌های متفاوتی از انرژی شناخته شده که با توجه به نحوهٔ آزادسازی و تأثیر گذاری به دسته‌های متفاوتی طبقه‌بندی می‌شوند از آن جمله می‌توان انرژی جنبشی، انرژی پتانسیل، انرژی گرمایی، انرژی الکترومغناطیسی، انرژی شیمیایی و انرژی الکتریکی و انرژی هسته‌ای را نام برد. در علم فیزیک انرژی را به دو بخش تفسیم می کنند: ۱- اکسرژی (بخش مفید انرژی) ۲-انرژی ( بخش قابل تبدیل انرژی ( انرژی در واقع به نوعی از انرژی تبدیل می شود که در آن شرایط برای ما ممکن مفید یا غیر مفید باشد )). عامل، حامل و منبع همه گونه انرژی هایی که بشر از آن استفاده میکند (انرژی مواد فسیل، انرژی آبی و غیره) خورشید است، بجز انرژی هسته ای. طبق نظریهٔ نسبیت مجموع"جرم و انرژی" پایدار و تغییر ناپذیر است (و آن را قانون پایستگی انرژی می نامند)؛ بدین معنا که انرژی از شکلی به شکل دیگر و یا به جرم تبدیل شود ولی هرگز تولید یا نابود نمی‌شود. بر طبق تئوری نور بقای جرم و انرژی پیامدی از این اصل است که قوانین فیزیکی در طول زمان بدون تغییر باقی می‌مانند. انرژی هر جسم (طبق نسبیت خاص) جنبش ذرات بنیادی آن جسم است و مقدار آن از معادلهٔ معروف آلبرت اینشتین بدست میآید: E=mc^2\! (باید توجه کرد که این معادله تنها انرژی موجود ذرات را بدست می‌دهد و نه دیگر گونه‌های انرژی (مانند جنبشی یا پتانسیل). تاریخچه اصل بقای انرژی در حدود ۱۸۵۰ پایه گذاری شد. منشاء این اصل همانگونه که در مکانیک بکار می‌رود توسط کار گالیله و اسحاق نیوتن فهمانیده شد. در واقع هنگامیکه کار بعنوان حاصلضرب نیرو و تغییر مکان تعریف می‌شود، این تعریف تقریباً بطور خود کار از قانون دوم حرکت نیوتن تبعیت میکند. چنین مفهومی تا سال ۱۸۲۶ یعنی زمانیکه ریاضی دان معروف فرانسوی معرفی شد، وجود نداشت. لغت نیرو (از نظر لاتین) نه تنها از نقطه نظر مفهوم آن توسط نیوتن در قوانین حرکتش توصیف شد، بلکه در کمیت‌هایی که اکنون بعنوان کار و انرژی سینتیک (جنبشی)و پتانسیل (نهفته) تعریف می‌شوند بکار می‌روند. این ابهام برای مدت زمانی توسعه هر اصل کلی را در مکانیک در ورای قوانین حرکت نیوتنی مسدود نموده بود. پایستگی انرژی قانون پایستگی انرژی می‌گوید که مقدار انرژی در یک سیستم تک‌افتاده (ایزوله، منزوی) ثابت می‌ماند. پیامد این قانون این است که انرژی از بین نمی‌رود و به وجود نمی‌آید. تنها چیزی که در سیستم تک‌افتاده رخ می‌دهد، تبدیل شکل انرژی است؛ مثلاً انرژی جنبشی به انرژی گرمایی تبدیل می‌شود. از آن‌جا که در نظریهٔ نسبیت خاص انرژی و جرم به هم وابسته‌اند، پایستگی انرژی در حالت کلی می‌گوید که مجموع انرژی و جرم یک سیستم تک‌افتاده پایسته است. پیامد دیگر این قانون این است که ماشین حرکت دائمی تنها هنگامی کار میکند که هیچ انرژی‌ای به پیرامون خود ندهد. اگر انرژی‌ای که دستگاه به پیرامون خود می‌دهد بیشتر از انرژی‌ای باشد که می‌گیرد و جرم دستگاه هم ثابت بماند، چنین دستگاهی نمی‌تواند برای همیشه کار کند.. انرژی گرمایی به طور کلی انتقال و انتشار انرژی گرمایی، به طریق زیر صورت می‌پذیرد: تابش هدایت (انرژی) یا رسانش (انرژی) همرفت کلیه تغییرات جوی، از نسیم‌های ملایم گرفته تا طوفان‌های سهمگین یا از آسمان صاف تا بارندگی زیاد برف و باران نتیجه پراکندگی نا برابر انرژی گرمایی اتمسفر است؛ که اکثر این حرکات و تغییرات جوی به نظریه که هوای گرم نسبتا سبک شده بر می‌خیزد و هوای خنک سنگین شده فروکش میکند. درجه حرارت هوا درجه حرارت یا دما عبارت از اندازه‌گیری انرژی گرمایی است که در خاک وهوا قابل سنجش می‌باشد. تمام ارگانیسم‌ها به صورت مستقیم از این حرارت متاثرند. فرایند انتفال انرژی گرمایی تابش در این فرایند، گرما به شکل موجی و بدون واسطه انتشار میابد. مثلا انرژی تابشی دریافت شده به وسیله زمین از طریق تابش وبه شکل موجی انجام می‌گیرد و این امواج از فضای خالی بین اتمسفر زمین وخورشید عبور کرده و به زمین می‌رسد. مثال با استفاده از فیلم مادون قرمز در دوربین عکاسی در یک اتاق تاریک، می‌توان اشعه ساطعی از یک اتو را به خوبی به روی فیلم مشاهده نمود. با تعمیم همین عکس‌ها از سطح زمین عکسبرداری می‌کنند. هدایت یا رسانش در این طریق، انتقال گرما در یک جسم به وسیله ذرات ریز تشکیل دهنده ان جسم صورت می‌گیرد. مثلا اگر انتهای یک میله فلزی داغ شود انتهای دیگر ان نیز خیلی زود نیز داغ می‌شود. همرفت گونهای از انتقال گرما توسط حرکت واقعی ماده گرم شونده است. وقتی هوای بالای یک رادیاتور گرم می‌شود در نتیجه انبساط به طرف سقف صعود میکند. این حرکت به کمک نوری که از پنجره وترد اتاق شده واز هوای گرم در حال صعود عبور میکند اشکار می‌شود. همچنین اگر تصاویری را درباند یک فرودگاه در نطر بگیریم به علت هوای گرم قسمت فوقانی، این تصاویر شکسته به نظر می‌رسند. به همین ترتیب، وقی اب یا هر مایع دیگری گرم می‌شود، مایع گرم قسمت زیر به سوی بالا امده مایع سرد جای ان را می‌گیرد. عمل همرفت در گازها بهتر از مایعات و در مایعات بهتر از جامدات در نظر می‌گیرد. در حقیقت، همرفت یا بر خاستن هوای گرم و فروکش کردن هوای سرد یکی لز اعمال مهم و اساسی انتقال گرما در اتمسفر است.
مقاله های اینترنتی مفید امین خادمیان
keywords : سایت امین خادمیان،نوشته های امین خادمیان،مقالات امین خادمیان
