Tip:
Highlight text to annotate it
X
ليس من السهل تعريف الطاقة .
فالأشياء تمتلك طاقة
ولكن لا يمكنك
أن تحمل مكيالاً من الطاقة بيديك .
يمكنك أن ترى نتائجها
لكن لا يمكنك أن تراها بشكل مباشر .
هناك أنواعٌ مختلفة من الطاقة
ولكن الاختلاف بينها
يتجلى فقط في كيفية تأثيرها على سلوك الأشياء .
وكما نعلم أن المجموع الكلي
لكل أشكال الطاقة في الكون
هو نفسه دائماً .
النوعين الأكثر أهمية من أنواع الطاقة بالنسبة للكيميائيين
هما الطاقة الكيميائية الكامنة
والطاقة الحركية .
الطاقة الكامنة هي طاقة بانتظار أن تحدث .
كالشريط المطاطي المشدود .
إذا قطعته
كل الطاقة الكامنة
تتحول إلى طاقة حركية
والتي تُعبر عنها بالألم .
وكالشريط المطاطي المشدود
فالروابط الكيميائية تخزن الطاقة
وعندما تنفصم هذه الروابط
تتحول الطاقة الكامنة
إلى أنواع أخرى من الطاقة
كالحرارة والضوء
أو تستعمل لتشكيل روابط مختلفة .
الطاقة الحركية هي طاقة الحركة
والجزيئات بحالة حركة مستمرة .
وليس بالضرورة أن يتجهوا إلى مكان محدد
ويمكن أن يكونوا كذلك
ولكنهم يهتزون
ويتمددون
وينحنون
و / أو يدورون .
لنرى الميتان
والذي يتكون من أربع ذرات هيدروجين
مرتبطة بذرة كربون مركزية
على سبيل المثال .
مرسوماً على ورقة
يبدو كرباعي وجوه عادي .
ولكنه في الحقيقة كومة فوضى مهتزة .
الطاقة الحركية للجزيئات
هي من نفس نوع الطاقة الحركية
التي تمتلكها أنت
عندما تتحرك
عدا أنك يمكن أن تتوقف عن الحركة
بينما لا يمكن ذلك للجزيئات .
إذا قمت بامتصاص الطاقة الحركية
من مجموعة من الجزيئات
ستخف حركتهم
ولكنهم لن يتوقفوا بشكل كامل أبداً .
في أي مجموعة من الجزيئات
بعضهم يمتلك طاقة حركية أكثر من غيره .
وإذا حسبنا
متوسط الطاقة الحركية للمجموعة
سنحصل على رقم مرتبطٍ رياضياً
بدرجة الحرارة .
لذا ، فكلما زادت الطاقة الحركية
لمجموعة من الجزيئات
كلما كانت درجة حرارتها مرتفعة أكثر .
مما يعني أنه في يومٍ حار
تكون الجزيئات في الهواء حولك
تقوم بالدوران والتمدد والانحناء
وبشكل عام تنتشر في المكان بسرعة أكبر بكثير
منها في يومٍ بارد .
بالمناسبة فالحر والبرد
هما مصطلحان نسبيان .
فهما يستعملان دوماً لمقارنة
أمرٍ بأمرٍ آخر .
لذا ، في ذلك اليوم الصيفي الحار
جزيئات الهواء تمتلك طاقة حركية أكثر
من الجزيئات في جلدك .
لذا عندما تصطدم جزيئات الهواء بك
فهي تنقل بعضاً من طاقتها
إلى الجزيئات في جلدك
وهكذا تشعر بالحرارة .
في يومٍ بارد
جزيئات الهواء تمتلك طاقة حركية أقل
من الجزيئات في جلدك
لذلك عندما تصطدم بجزيئات الهواء هذه
تقوم أنت بنقل
بعضاً من طاقتك الحركية إليهم
وهكذا تشعر بالبرد .
يمكنك أن تتبع مسار الطاقة حولك .
فلتجربها عندما تطهو خارجاً .
احرق الفحم
وتحرر الطاقة الكامنة الكيميائية
سيظهر على شكل حرارة عالية جداً وضوء .
عندها ستقوم الحرارة بجعل جزيئات
البرغر أو الهوت دوغ أو الخضار الخاصة بك
تهتز حتى تنفصل روابطها
ويتم تشكيل هياكل كيميائية جديدة .
حرارة أكثر من اللازم ويصبح لديك فوضى متفحمة
وما يكفي من الحرارة يحضر لك العشاء .
وعندما تصبح في جسمك
جزيئات الطعام في عشائك اللذيذ
أو المحروق
تنفصم
والطاقة التي تنتج
تستخدم إما لإبقائك على قيد الحياة في هذا الوقت
أو تخزن لوقت لاحق في جزيئات مختلفة .
وعندما يأتي الليل
يبرد هواء الصيف الساخن
وتدفق الحرارة لداخلك يتباطأ .
عندها ، عندما يصل الهواء إلى حرارة جلدك
لوهلة
يتوقف التدفق .
عندها يبدأ من جديد
ولكن بالاتجاه المعاكس
عندما تترك الطاقة السطح الدافئ لجلدك
لتعود إلى الكون حولك
تلك الطاقة لم تنشأ ولم تحطم
ولكنها تتحول بشكل مستمر
إنها الحرباء العنقاء لعالمنا الفيزيائي .