انرژی

انرژی توانایی انجام دادن كار است. انرژی می‌تواند چیزی را جابه‌جا كند یا ماده‌ای را دگرگون كند. انرژی می‌تواند به صورت‌های گرمایی، الكتریكی، شیمیایی، هسته‌ای، تابشی، جنبشی یا اندوخته‌ای(پتانسیل) باشد. انرژی هرگز نابود نمی‌شود، بلكه از صورتی به صورتی دیگر در می‌آید. بسیاری از دستگاه‌هایی كه برای آسان كردن كارها از آن‌ها بهره می‌گیریم، صورتی از انرژی را به صورتی دیگر در می‌آورند. آدمی همواره كوشیده است به منابع انرژی گوناگونی دست پیدا كند كه همگی از خورشید سرچشمه می‌گیرند.
● ماده و انرژی
جهان ما از ماده و انرژی درست شده است. آن‌چه در پیرامون خود می‌بینیم، ماده است و آن‌چه بر ماده اثر می‌كند و باعث جابه‌جایی یا دگرگونی آن می‌شود، انرژی است. برای نمونه، آب نوعی ماده است و انرژی نور خورشید یا گرمای آتش آن را به صورت بخار در می‌آورد و از سطح مایع به بالا جابه‌جا می‌كند. ماده جرم و حجم دارد و به بیان ابوریحان بیرونی"بسوده می‌شود"، یعنی می‌توان آن را لمس كرد و احساس كرد، اما انرژی اندكی مرموز است و جرم و حجم ندارد. انرژی درون ماده وجود دارد و از ماده‌ای به ماده‌ای دیگر جابه‌جا می شود، اما نمی‌توانیم آن را به مانند آب احساس كنیم.
انرژی را از روی پیامدهایش می‌توان شناخت. انرژی می‌تواند:
۱) چیزی را جابه‌جا كند.
۲) چیز ساكن را به حركت در آورد.
۳) چیز در حركت را ساكن كند.
۴) سوی حركت چیزی را تغییر دهد.
۵) سرعت جابه‌جایی را كاهش یا افزایش دهد.
۶) ظاهر چیزی را دگرگون كند.
۷) حجم چیزی را تغییر دهد.
۸) دمای چیزی را بالا یا پایین ببرد.
با این كه ماده و انرژی ویژگی‌های متفاوتی دارند، به یكدیگر وابسته‌اند. آلبرت اینشتین(۱۹۵۴-۱۸۷۹ میلادی)، فیزیكدان آلمانی، رابطه‌ی بین ماده و انرژی را به صورت فرمول بسیار شناخته شده‌ی E=mC۲ بیان كرد كه در آن، E مقدار انرژی، m مقدار ماده(جرم) و C سرعت نور است. چون مقدار مجذور سرعت نور( C۲ ) بسیار بزرگ است، بر پایه‌ی این فرمول، مقدار اندكی از ماده می‌تواند به مقدار بسیار زیادی انرژی تبدیل شود و اگر بخواهیم ماده را از انرژی به دست آوریم، به انرژی بسیار زیادی نیاز داریم. از این رو، در واكنش‌های هسته‌ای و شیمیایی مجموع جرم فرآورده‌های واكنش از مجموع جرم عامل‌های واكنش ممكن است كم‌تر باشد. این جرم كاهش یافته به انرژی تبدیل می‌شود كه به طور معمول به صورت انرژی گرمایی آزاد می‌شود.
● كار و انرژی
برای پی بردن به مفهوم درست انرژی، باید تعریف علمی كار را بدانیم. فكر كردن به یك موضوع علمی یا ایستادن در صف اتوبوس از نظر علمی كار به شمار نمی‌آید. بر پایه‌ی تعریف دانشمندان علمی فیزیك، هنگامی كار انجام می‌شود كه ماده‌ی، كه در برابر آن مقاوتی هست، جابه‌جا شود. اگر شما چیزی را از روی زمین بلند كنید، میخی را با چكش در چوبی بكوبید یا فنری را بكشید، از نظر فیزیك‌دان‌ها كاری انجام داده‌اید. شما كیف را در برابر نیروی گرانش زمین، میخ را در برابر اصطكاك چوب و فنر را در برابر نیروی مقاومت آن، جابه‌جا كرده‌اید. شما برای انجام این كارها انرژی مصرف می‌كنید.
اكنون بار دیگر به كاری كه با چكش روی میخ انجام داده‌اید دقت كنید. هنگامی كه شما چكش را بر خلاف جهت نیروی گرانش بالا می‌برید، كار انجام می‌دهید. كار انجام شده روی چكش به صورت انرژی در آن اندوخته می‌شود كه آن را انرژی اندوخته‌ای(پتانسیل) می‌گوییم. هر چه وزن یك چیز بیش‌تر و فاصله‌ی آن از سطح زمین بیش‌تر باشد، انرژی اندوخته‌ای آن بیش‌تر است. هنگامی كه چكش را بر میخ فرود می‌آوریم، انرژی اندوخته‌ای آن به انرژی جنبشی(حركتی) تبدیل می‌شود و این انرژی بر اصطكاك چوب چیره می‌شود و با جابه‌جایی میخ در چوب، كار انجام می‌دهد.
اندازه‌ی انرژی جنبشی به جرم جسم و سرعت آن بستگی دارد. در كار فروبردن میخ در چوب، وزنه‌ی چكش است كه كار انجام می‌دهد. اگر چكش به آرامی روی سر میخ گذاشته شود، نمی‌تواند آن را در چوب فرو ببرد. اما اگر سرعت آن دو یا سه برابر شود، میزان انرژی جنبشی ‌آن و در نتیجه مقدار كاری كه می‌تواند انجام دهد، چهار برابر یا نه برابر می‌شود. هم‌چنین اگر سنگ بزرگی كه در فاصله‌ی كافی بر بالای میخ نگه داشته است، رها شود و آزادانه فرو افتد، می‌توان كار انجام دهد و میخ را در چوب فرو ببرد. هر چه جرم سنگ بیش‌تر باشد، كار بیش‌تری انجام می‌دهد.
انرژی اندوخته‌ای(پتانسیل) در سه دسته‌ی گرانشی، كشسانی و شیمیایی بررسی می‌شود. انرژی گرانشی هنگامی در چیزی اندوخته می‌شود كه آن چیز را از سطح زمین بالا ببریم. هر چه جرم آن چیز بیش‌تر و از سطح زمین بالاتر باشد، انرژی گرانشی بیش‌تری خواهد داشت. انرژی اندوخته شده در یك فنر یا كش لاستیكی تیركمان را انرژی كشسانی می‌گویند كه میزان آن به سختی فنر یا كش و تغییر طول آن بستگی دارد. انرژی شیمیایی، انرژی اندوخته شده در پیوندهای شیمیایی بین اتم‌هاست كه هنگام شكسته شدن پیوند‌ها آزاد می‌شود.
● صورت‌های گوناگون انرژی
انرژی به صورت‌های گوناگونی وجود دارد: انرژی گرمایی، انرژی الكتریكی، انرژی شیمیایی، انرژی هسته‌ای، انرژی تابشی و انرژی جنبشی آب و باد.
۱) انرژی گرمایی یكی از صورت‌های بسیار آشنای انرژی است كه از انرژی جنبشی ذره‌های سازنده‌ی ماده بر می‌خیزد. هر چه جنبش این ذره‌ها بیش‌تر باشد، انرژی گرمایی و دمای ماده بیش‌تر است. این انرژی می‌تواند كار انجام دهد. برای نمونه، می‌تواند دمای آب را بالا ببرد و آن را به صورت بخار درآورد. اگر بخار در ظرف بسته‌ای تولید شود، فشار زیادی به دویاره‌ی ظرف وارد می‌كند. این فشار می‌تواند كار انجام دهد. برای نمونه، توربین یك نیروگاه تولید برق را به كار اندازد. از این راه، انرژی گرمایی به انرژی الكتریكی تبدیل می‌شود.
۲) انرژی الكتریكی یكی از پركاربردترین صورت‌های انرژی است كه از جنبش الكترون‌ها و جابه‌جایی آن‌ها بر می‌خیزد. الكترون‌ها از ذره‌های سازنده‌ی اتم‌ها هستند كه بار منفی دارند و جابه‌جایی آزادانه‌ی آن‌ها در فلزها باعث فراهم شدن جریان الكتریسیته می‌شود. ما با كمك دستگاه‌هایی به نام ژنراتور یا باتری باعث جابه‌جایی الكترون‌ها و تولید جریان الكتریكی می‌شویم. نیروی مورد نیاز برای كار كردن ژنراتور از چرخش توربین و نیروی مورد نیاز برای تولید جریان الكتریكی در باتری از مواد شیمیایی ویژه به دست می‌آید.
۳) انرژی شیمیایی در هر ماده‌ای كه بتواند كاری انجام دهد، اندوخته شده است. برای نمونه، آمیزه‌ای از مواد شیمایی كه باروت یا دینامیت را می‌سازند، می‌توانند سنگ‌های بزرگ را خرد كنند. پس انرژی شیمیای دارند. بنزین نیز انرژی شیمیایی دارد، زیرا می‌تواند خودروها را به راه اندازد. نفت، الكل، زغال سنگ و گاز طبیعی همگی انرژی شیمیای دارند. اما انرژی آن‌ها باید در جریان واكنش‌های شیمیایی آزاد شود و به صورت دیگری از انرژی درآید. در جریان این واكنش‌ها برخی پیوندهای پرانرژی می‌شكنند و پیوندهای تازه‌ای به وجود می‌آید كه انرژی كم‌تری دارند. بنابراین، مقداری انرژی آزاد می‌شود كه ما به كمك دستگاه‌های گوناگون آن را به صورت‌های دیگری در می‌آوریم و از آن‌ها بهره‌مند می شویم.
۴) انرژی تابشی از تغییر جای بارهای الكتریكی یا تغییر میدان‌های مغناطیسی یا الكتریكی به وجود می‌آید. جنبش این بارها و تغییر میدان‌ها، موج‌هایی را پدید می‌آورد كه به آن‌ها موج‌های الكترومغناطیسی می‌گویند. نور بخشی از این موج‌هاست. موج‌ها رادیویی، پرتوهای فروسرخ، فرابنفش، ایكس و گاما، بخش‌های دیگری از موج‌های الكترومغناطیسی هستند كه همگی می‌توانند كار انجام دهند. برای نمونه، نور در باتری خورشیدی به الكتریسیته تبدیل می‌شود و دستگاه‌های الكتریكی را به راه می‌اندازد. موج‌های رادیویی در دستگاه رادیو به جریان‌ الكتریكی تبدیل می شوند. پرتوهای گاما می‌توانند آب را گرم كنند. پرتوهای دیگر را نیز می‌توانیم با كمك دستگاه‌های ویژه برای انجام دادن كار به كار بگیریم.
۵) انرژی هسته‌ای از ذره‌های سازنده‌ی هسته‌ی اتم‌ها بر می‌خیزد. هسته‌ی اتم‌ها از نوترون و پروتون درست شده است. همان‌گونه كه جاذبه‌ی بین اتم‌ها پدیدآورنده‌ی انرژی شیمیایی است، جاذبه‌ی بین ذره‌های درون هسته نیز انرژی هسته‌ای را پدید می‌آورد. برخی از اتم‌ها به طور خود به خودی آرایش دیگری پیدا می‌كنند یا برخی از ذره‌های سازنده‌ی خود را از دست می‌دهند و در نتیجه انرژی آزاد می‌كنند. برای نمونه، هسته‌ی رادیوم خود به خود دو پروتون و دو نوترون از دست می‌‌دهد و پرتو گاما(تابش الكترومغناطیسی) آزاد می‌كند. این ذره‌ها و پرتوها، انرژی را از هسته بیرون می‌آورند و در نتیجه هسته سبك‌تر و پایدارتر می‌شود.
انرژی هسته‌ای را به طور مصنوعی نیز می‌توان آزاد كرد. برای این كار دو روش وجود دارد. در روش نخست، هسته‌ی برخی از اتم‌های سنگین، ماند اورانیوم، را با نوترون‌ها بمبارن می‌كنند تا در پی برخورد نوترون‌ها به هسته‌ی اتم‌ها نوترون‌های بیش‌تری آزاد شود. نوترون‌های آزاد شده به هسته‌های دیگری برخورد می‌كنند و مقدار زیادی انرژی و نوترون از آن‌ها آزاد می‌كنند. در روش دوم، كه به جوش هسته‌ای شناخته می‌شود، هسته‌های سبك برای به وجود آوردن هسته‌‌های سنگین به كار می‌روند كه با آزاد كردن مقدار زیادی انرژی همراه است. نمونه‌ی طبیعی این واكنش در خورشید رخ می‌دهد كه اتم‌های سبك هیدروژن به اتم‌های سنگین‌تر هلیوم تبدیل می شوند. در نتیجه‌ی این دگرگونی، انرژی زیادی آزاد می‌شود كه به صورت پرتوهای نور و موج‌های فرابنفش و فروسرخ به زمین می‌رسد.● از صورتی به صورتی
یكی از دانستنی‌های سودمند درباره‌ی انرژی این است كه می‌توان آن را از صورتی به صورتی دیگر درآورد. این دگرگونی همواره رخ داده و هنوز هم در زندگی روزانه‌ی ما رخ می‌دهد. فردی كه در یا پنجره‌ای را باز می‌كند، انرژی شیمیایی اندوخته شده در ماهیچه‌هایش را به كار می‌گیرد. این انرژی به انرژی كشسانی رشته‌های ماهیچه‌ای تبدیل می‌شود. انرژی كشسانی ماهیچه نیرویی به استخوان‌ها وارد می‌كند كه باعث حركت آن‌ها می‌شود. آن نیرو از دست به در یا پنجره وارد می‌شود و آن را باز می‌كند. اگر آن در یا پنجره به دویار برخورد كند، بخشی از انرژی وارد شده به ان به انرژی صورتی تبدیل می‌شود. بخشی از انرژی همواره به صورت انرژی گرمایی در می‌آید كه هر چند در این مورد بسیار اندك است، در جاهایی مانند گرمای موتور، گرمای لنت ترمز و گرمای گلوله‌ی تفنگ، به آسانی می‌توان آن را تشخصی داد.
بیش‌تر دستگاه‌هایی كه آدمی ساخته است، به شیوه‌ای با دگرگونی انرژی از صورتی به صورتی دیگر كار می‌كنند. نمونه‌ی ساده‌ی آن آونگ است. هنگامی كه وزنه‌ی آوندگ در حركت رفت و برگشت خود به بالاترین بلندی می‌رسد، همه‌ی انرژی آن از نوع اندوخته‌ای گرانشی است. هنگامی كه وزنه‌ی آونگ به پایین حركت می‌كند، انرژی اندوخته‌ای آن به انرژی جنبشی تبدیل می‌شود. در ادامه‌ی حركت وزنه به بالا، بار دیگر انرژی جنبشی آن كاهش می‌یابد و بر انرژی اندوخته‌ای آن افزوده می شود. در این رفت و برگشت، بخشی از انرژی بر اثر اصطكاك و مقاومت هوا از آونگ گرفته می شود كه به صورت گرما به هوا وارد می شود.
اكنون درآمدن انرژی از صورتی به صورتی دیگر را در دستگاه پیچیده‌ای مانند تلفن در نظر بگیرید. گوشی تلفن یك بخش دهنی و یك بخش گوشی دارد. هنگامی كه كسی با تلفن با دوستش سخن می‌گوید. انرژی شیمیایی را برای بیرون راندن هوا از شش‌هایش و جا به ‌جای لب‌ها و فك‌هایش به كار می‌گیرد. موج‌های صدایی كه تولید می‌شود، با دیافراگم(صفحه‌ی فلزی نازكی) كه در بخش دهنی وجود دارد، برخورد می‌كند و آن را به نوسان در می‌آورد. این نوسان به دانه‌های كوچك زغال، كه زیر دیافراگم جای دارند، فشار می‌آورد و باعث می‌شود مقاومتشان در برابر جریان الكتریكی ضعیفی كه از آن‌ها می‌گذرد، بر پایه‌ی الگوی موج‌های صدا تغییر كند. بنابراین، موج‌های صدا باعث به وجود آمدن الگویی از جریان الكتریكی می شوند كه به گوشی گیرنده می‌رسد. در آن گوشی، جریان الكتریكی باعث می شود یك آهن‌ربای الكتریكی، دیافراگم بخش گوشی را به نوسان در آورد و صدای گوینده بازسازی شود.
درآمدن انرژی از صورتی به صورتی دیگر از قانون پایستگی انرژی پیروی می‌كند. بر پایه‌ی این قانون انرژی هیچ‌گاه از بین نمی‌رود و خود به خود پدید نمی‌آید، بلكه از صورتی به صورتی دیگر در می‌آید. بنابراین، مقدار كل انرژی جهان ثابت است. هنگامی كه چیزی كاری انجام می‌دهد، از توانایی‌اش در انجام دادن كار، یعنی انرژی آن، كاسته می‌شود و به همان اندازه به انرژی چیز دیگری افزوده می‌شود. برای نمونه، هنگامی كه چیزی را بر سطح شیب‌دار بالا می‌بریم، بر انرژی اندخته‌ای گرانشی آن افزوده می‌شود. هنگامی كه آن چیز را رها می‌كنیم تا به پایین بلغزد، از انرژی اندخته‌ای آن كاسته و بر انرژی جنبشی آن افزوده می‌شود. انرژی جنبشی نیز در جریان پایین آمدن آن چیز و در نتیجه‌ی اصطكاك به گرما تبدیل می‌شود.
● سرچشمه‌ی انرژی
خورشید سرچشمه‌ی اصلی انرژی‌ كره‌ی زمین است. برپایه‌ی نظریه‌ی ماكس پلانك(۱۹۷۴-۱۸۵۸ میلادی)، فیزیكدان آلمانی، انرژی خورشید از بسته‌های كوچكی به نام كوانتوم درست شده است. اینشتین بسته‌های كوچك انرژی نورانی را فوتون نامید. فوتون‌ها، كه از خورشید یا سرچشمه‌های نور برمی‌خیزند در پی برخورد با چیزها، بازتابش می‌شوند و به چشم ما می‌رسند و باعث دیدن آن چیزها می‌شوند. فوتون‌ها می‌توانند در چیزها جذب شوند و دمای آن‌ها را بالا ببرند یا دگرگونی فیزیكی یا شیمیایی در آن‌ها پدید آورند. فوتون‌ها می‌توانند باعث ساختن مواد تازه‌ای نیز شوند. گیاهان با كمك فوتون‌ها می‌توانند از آب و دی‌اكسیدكربن مواد گوناگونی بسازند كه باعث رشد آن‌ها می‌شود و غذای انسان‌ها و جانوران را فراهم می‌كنند.
ما انسان‌ها با خوردن مواد گیاهی و جانوری، انرژی شیمیایی نهفته در آن‌ها را دریافت می‌كنیم و طی فرآیندهای پیچیده‌ای انرژی آن‌ها را آزاد می‌كنیم. بخشی از این انرژی برای ساختن بافت‌های تازه و نوسازی بدن به كار می‌رود. بخشی از آن را برای انجام كارهایمان به كار می‌اندازیم. هنگامی كه بخشی از بدنمان را حركت می‌دهیم، بخشی از انرژی شیمیایی را در سلول‌های عصبی به انرژی الكتریكی تبدیل می‌كنیم تا پیام عصبی به ماهیچه‌ها برسد. بخش دیگر برای منقبض شدن سلول‌های ماهیچه‌ای به كار می‌رود كه جابه‌جایی استخوان‌ها و سرانجام حركت اندام‌ها را به همراه دارد. بخشی از انرژی نیز به صورت گرما آزاد می شود.
هنگامی كه جانوران و گیاهان می‌میرند، پیكر آن‌ها از هم می‌پاشد و انرژی شیمیایی اندوخته شده در پیوندهای شیمیایی بین اتم‌های آن‌ها آزاد می‌شود. مواد برجای مانده از این فرایند، به سصورت مواد معدنی بخشی از خاك می‌شود و بار دیگر به پیكر گیاهان و جانوران وارد می‌شود. اما در گذشته‌های دور پیكر برخی از جاندران پس از انباشته شدن روی هم و در پی فشار و گرمای زیاد، به موادی مانند نفت وگاز و زغال‌سنگ دگرگون شد و اكنون به صورت سوخت‌های فسیلی بهره‌برداری می‌شوند. این سوخت‌ها فسیلی كه انرژی اندخته‌ای شیمیایی را با خود دارند، در خودروها به انرژی جنبشی و در نیروگاه‌ها به انرژی الكتریكی تبدیل می‌شوند.
● انرژی‌های ناپایدار
انرژی‌های ناپایدار یا نونشدنی(تجدیدناپذیر) به آن دسته از انرژی‌ها گفته می‌شود كه پس از به كارگیری آن‌ها برای انجام كارها، دیگر نمی‌توانیم از آن‌ها بهره گیریم. برای نمونه، هنگامی كه سوخت در خودرو می‌سوزد، بخشی از آن برای جابه‌جایی خودرو به كار می‌رود و بخش زیادی از آن به صورت گرما در طبیعت رها می‌شود. بنابراین، هر چند انرژی از بین نمی‌رود، انرژی كه بتواند كار سودمندی انجام دهد، از دسترس ما دور می‌شود. انرژی نهفته در سوخت های فسیلی، یعنی نفت، گاز و زغال‌سنگ، از این دست است.
۱) زغال‌سنگ نزدیك ۸۸ درصد سوخت‌های فسیلی جهان را تشكیل می‌دهد و برآورد می‌شود كه ۱۱۲۰۰ میلیارد تن زغال‌سنگ در جهان وجود دارد. از این همه، تنها ۴ هزار تن را می‌توان برای انجام كار سودمند به كار گرفت، چرا كه درصد كربن همه‌ی زغال‌سنگ ها یكسان نیست. زغال‌سنگ را می‌توان به عنوان سوخت به كار برد یا آن را به صورت كك درآورد كه در صنعت ذوب آهن كاربرد زیادی دارد.
۲) نفت یكی از مهم‌ترین منبع‌های انرژی جهان است كه میزان مصرف آن روز به روز افزایش می‌یابد، به طوری كه از سال ۱۳۵۵ تا ۱۳۷۴ از ۸/۱۷۷ میلیون بشكه در روز به ۵۸۴ میلیون بشكه در روز افزایش یافته است. این ماده‌ی انرژی زا از ته‌نشینی پیكر جانداران تك‌سلولی در بستر دریا و در نتیجه‌ی فشار و گرمای لایه‌های بالایی به وجود می‌آید. از نفت خام، فرآورده‌هایی مانند بنزین و گازوئیل به دست می‌آید.
۳) گاز طبیعی به عنوان سوخت خانگی و در نیروگاه‌های تولید برق به كار گرفته می‌شود. گاز طبیعی یكی دیگر از فرآورده‌های فرآیند تولید نفت از پیكر جاندران تك‌سلولی است كه همراه نفت خام یا در نزدیكی آن یافت می‌شود. میزان گاز طبیعی جهان نزدیك ۸۵ میلیارد متر مكعب برآورد شده است كه نزدیك ۷/۱۳ میلیارد متر مكعب آن در ایران جای دارد. ایران از این نظر جایگاه نخست جهان را دارد.
سوخت‌های فسیلی به ما گرما و روشنی می‌بخشند و خودروها، كشتی‌ها، قطارها و هواپیماها را به پیش می‌رانند. آن‌ها منبع انرژی بسیاری از كارخانه‌ها و نیروگاه‌های تولید برق نیز هستند. با این همه، سوخت‌های فسیلی باعث آلودگی هوا شده‌اند و آلودگی هوا به سلامت آدمی آسیب‌های زیادی می‌رساند. سوخت‌های فسیلی باعث افزایش میزان دی‌اكسیدكربن در هوا نیز شده‌اند كه گرم شدن جهانی آب و هوا را به همراه داشته است. از این رو، در این چند ساله به صرفه‌جویی در مصرف سوخت‌های فسیلی و بهره‌گیری از دیگر منابع انرژی بیش از پیش توجه شده است.
● انرژی‌های پایدار
انرژی‌های پایدار یا نوشدنی(تجدیدپذیر) به آن دسته از انرژی‌ها گفته می‌شود كه پس از به كارگیری آن‌ها برای انجام كارها، بار دیگر می‌توانیم از آن‌ها بهره گیریم. انرژی‌های نهفته در وزش باد، جریان آب، گرمای درونی زمین، جزر و مد، موج‌های دریا، پرتوهای خورشیدی و توده‌ی زنده، از انرژی‌های پایدار هستند كه تا خورشید و ماه و زمین وجود دارد، می‌توانیم از آن‌ها بهره گیریم. این منابع انرژی به آلودگی‌‌های زیست‌محیطی نمی‌افزایند و از نخستین انرژی‌های بوده‌اند كه آدمی از آن‌ها بهره‌برداری كرده است.
۱) انرژی باد می‌تواند با برخورد به بادبان یك قایق، آن را به پیش براند. هم‌چنین، می‌تواند پروانه‌ی یك توربین بادی را بچرخاند و باعث چرخش محور ژنراتور و سرانجام تولید برق شود. بیش از ۲۰۰ هزار توربین بادی در جای‌جای جهان در چرخش هستند كه تنها از ۵۰ هزار از آن‌ها برای تولید برق بهره می‌گیرند. توربین‌های دیگر برای بالا آوردن آب به كار گرفته می‌شوند.
۲) انرژی آب انباشته شده در پشت سد را می‌توان به كمك توربین‌های آبی به برق تبدیل كرد. در گذشته از انرژی آب برای چرخش سنگ آسیاب بهره می‌گرفتند. موتورهای جت آبی از شیوه‌های نوین بهره‌گیری از آب در انجام كارها هستند. این موتورها آب را به دورن خود می‌كشند و با فشار زیاد بیرون می‌فرستند و از این راه قایق یا كشتی را به پیش می‌رانند.
۳) انرژی زمین‌گرمایی از گرمای مواد مذاب درون زمین بر می‌خیزد. از این گرما می‌توان برای بخار كردن آب بهره گرفت و بخار را به سوی توربین فرستاد تا سرانجام محور ژنراتور را بچرخش درآورد و در نتیجه برق تولید شود. در ایالات متحده‌ی آمریكا هر ساله ۳ هزار مگاوات برق از این راه به دست می‌آید. در فیلیپین یك پنجم برق كشور از این راه فراهم می‌شود.
۴) انرژی جزر و مد كه نتیجه‌ی پایین رفتن و بالا آمدن سطح آب دریا در ساحل است، به كمك ژنراتور‌های ویژه‌ای به برق تبدیل می‌شود. شمار زیادی از این ژنراتورها در ساحل هلند به كار گرفته شده‌اند، اما فقط ۱۰ ساعت در روز كار می‌كنند و ساعت كارشان نیز با زمان رخ‌دادن جزر و مد تغییر می‌كند. این نیروگاه‌ها باعث كوچ شمار زیادی از پرندگان ساحلی نیز شده‌اند.
۵) انرژی موج‌های دریا پیامد وزش باد است و با كمك ژنراتورهایی كه در سطح آب شناورند، به برق تبدیل می‌شود. بازده این دستگاه‌های بسیار بالاست و نزدیك ۹۰ درصد انرژی جنبشی موج‌ها را به برق تبدیل می‌كنند.
۶) انرژی خورشیدی را می‌توان به كمك صفحه‌های خورشیدی ویژه‌ای به برق تبدیل كرد یا به كمك آینه‌ها و عدسی‌ها در نقطه‌ای متمركز كرد و از آن برای گرم كردن آب یا حتی ذوب فلز بهره گرفت. میزان انرژی خورشیدی كه به سطح زمین در ایران می‌رسد، نزدیك دو برابر آن چیزی است كه خاك ایالات متحده‌ی آمریكا دریافت می‌كند. با این همه، كوشش چشمگیری برای بهره‌برداری از این انرژی در ایران انجام نشده است.
۷) انرژی توده‌ی زنده از پیوندهای شیمیایی بین مولكول‌ها سازنده‌ی پیكر گیاهان و جانوران بر می‌خیزد. پسمانده‌های گیاهی و جانوری را می‌توان به عنوان سوخت به كار برد یا از آن‌ها مواد انرژی‌زایی مانند الكل یا گاز زیستی(بیوگاز) به دست آورد. از سوزاندن زباله‌ها نیز انرژی فراوانی می‌توان به دست آورد. بزرگ‌ترین كوره‌ی زباله سوزی جهان در سال ۱۹۹۴ میلای در انگلستان كار خود را آغاز كرد و سالانه ۵۰۰ تن زباله در آن سوزانده می‌شود. از این میزان زباله، ۳۰ مگاوات برق به دست می‌آید كه برق ۶۰ هزار خانه را فراهم می‌كند.

نویسنده: آقای اسفندیار معتمدی
منبع:
۱. آسیموف، ایزاك. انرژی. ترجمه‌ی اسماعیل سعادت. انتشارات فاطمی، چاپ ششم، ۱۳۷۶
۲. جولاندز، دیوید. نیرو، انرژی و منابع انرژی. ترجمه‌ی اسفندیار معتمدی. انتشارات مدرسه، چاپ سوم، ۱۳۷۶
۳. معتمدی، اسفندیار. انرژی و منابع آن. انتشارات مدرسه، چاپ دوم، ۱۳۸۳

منبع : جزیره دانش