מהי אנרגיה

מקור כל הכוח והחיים טמון בחומר שאנחנו לא יכולים לראות, אבל יש לו צורות רבות – זוהי האנרגיה. היא החום שאנחנו מרגישים ביום קיץ, החשמל המפעיל את המכשירים הביתיים שלנו ומה שמניע ומזיז את כל העולם. כל יום אנחנו שומעים לפחות פעם אחת את המונח הזה, אבל מהי בעצם אנרגיה, ואילו סוגים שלה קיימים בעולם? בואו נצלול לעומק הנושא ונכיר מקרוב את כל המקומות שבהם אנחנו מוקפים באנרגיה מסוגים שונים.

מהי אנרגיה?

בהקשר היום יומי, אנרגיה היא הכוח שאנחנו זקוקים לו כדי להתקיים ולעשות פעולות שונות. אנחנו מקבלים את האנרגיה שלנו ממזון, וצמחים מקבלים את האנרגיה שלהם מפוטוסינתזה. בעולם הפיזיקה, אנרגיה היא היכולת של גוף לבצע עבודה, ובהקשרים שונים יכול להיות לה ביטוי אחר.

עקרונות חשובים של אנרגיה

בלי אנרגיה אנחנו לא מסוגלים להתקיים ולעסוק בפעילויות השגרה שלנו, ואפשר בהחלט למדוד אנרגיה באמצעים שונים, אבל אנרגיה היא לא משהו שאנחנו רואים. גם אי אפשר לשמוע אותה, לחוש אותה או לטעום ולהריח אותה.

מקורות האנרגיה

בכל גוף יש כמות אנרגיה כלשהי המגיעה בצורה כזאת או אחרת, אבל בשביל שאנחנו או גופים אחרים יוכלו לקבל אנרגיה יש צורך לפנות למקורות אנרגיה שונים, המתחלקים ל”מתחדשים” ו”לא מתחדשים”:

דלק

דלק הוא ה”מזון” של כלי רכב ושל מכונות וכלים שונים בעולם המודרני, ובלעדיו הם לא יכולים לזוז או לבצע את עבודתם. דלק הוא מקור אנרגיה שאינו מתחדש, כלומר יש כמות סופית שלו בכדור הארץ. סוגי הדלק המוכרים בעולם הם נפט, פחם וגז, שהם תוצרים של התפרקות חומרים אורגניים מתחת לפני האדמה במשך כמה מיליוני שנים. הסיבה שקוראים להם לרוב גם “דלק מאובנים” היא שהחומרים האורגניים האלו היו פעם יצורים חיים – דינוזאורים וכל מיני חיות שהתהלכו בדיוק כמונו על פני האדמה או שחו במים.

השמש

השמש היא מקור האנרגיה הכי חשוב של כדור הארץ, ובלעדיו לא היו חיים על פני הפלנטה. האנרגיה מגיעה אלינו בצורת קרינה, וכל האורגניזמים כאן מנצלים אותה בצורות שונות כדי ליצור ממנה סוגים שונים של אנרגיה. השמש היא מקור אנרגיה מתחדש, ולכן האנושות עבדה במשך שנים רבות (ועדיין עובדת) על אמצעים טכנולוגיים מתקדמים שינצלו היטב את האנרגיה הרבה שהשמש שולחת אלינו. אי אפשר להכיל במקום אחד את הכול על השמש, אבל ניסינו לעשות את המיטב ואתם מוזמנים ללחוץ על הקישור כדי לקרוא עוד בנושא.

רוח

רוח יכולה גם היא להיות מקור אנרגיה נהדר – היא טבעית, מתחדשת ולא מזהמת, ואפשר לנצל את תנועת האוויר כדי להמיר אותה לאנרגיות מסוגים שונים.

מים

מים יכולים גם הם לשמש מקור ליצירת אנרגיה, בייחוד כשמדובר בגלים, במפלים ובזרמי מים. התנועה של המים יכולה להיות מנוצלת כדי ליצור סוגים שונים של אנרגיה.

חיסכון באנרגיה

בטח כבר שמעתם את העובדה שאי אפשר ליצור אנרגיה יש מאין, ולכן תמיד יש דיון ושיח סביב חיסכון באנרגיה ושימור שלה. אפילו הגוף שלנו עושה זאת בעצמו כאינסטינקט הישרדותי, פשוט כדי להיות מוכן למקרים שבהם מקורות האנרגיה הזמינים יהיו מועטים מהרגיל. הנושא הזה רלוונטי במיוחד בשל השימוש במקורות אנרגיה לא מתחדשים – מתישהו בעתיד הדלקים המאובנים ייגמרו, ונצטרך להבין איך לנצל את מקורות האנרגיה האחרים הזמינים כדי להפיק אנרגיה. כאן בדיוק בא לידי ביטוי היתרון המהותי של מערכת סולארית: מקור האנרגיה המנוצל בתהליך (השמש) הוא חינמי, אין סופי ומתחדש, ואפשר ליהנות מכמות אנרגיה עצומה המומרת בתהליך שקט וידידותי לסביבה לאנרגיה חשמלית.

סוגי אנרגיה

בדרך כלל כשמשתמשים במונח “שימוש באנרגיה” הכוונה היא להעברתה מצורה אחת לאחרת. אבל אילו צורות של אנרגיה קיימות בכלל בעולם? הינה כמה סוגים נפוצים:

אנרגיית חום

ידועה גם בשם אנרגיה תרמית או אנרגיה פנימית. היא קשורה לטמפרטורה של הגוף או המערכת, ואיתה מתארים את כמות החום הקיימת. בחישובים פיזיקליים שונים, אנרגיית החום היא סך האנרגיה שצריך להשקיע כדי לחמם את הגוף או המערכת, ואם הגוף נשרף, קופא או מתעבה אז אנרגיית החום יוצאת ממנו.

אנרגיית רוח

דיברנו מקודם על הרוח כמקור אנרגיה, אז עכשיו נדבר על התועלת שלה – אנרגיית רוח נוצרת מתנועה של האוויר סביבנו, ומתקנים שונים מנצלים את התנועתיות הזאת כדי להפיק ממנה אנרגיה שאנחנו יכולים להשתמש בה, למשל טורבינות רוח שהזזת הלהבים שלהן על ידי הרוח יוצרת אנרגיה חשמלית. עוד שימוש שהיה נפוץ יותר בעבר באנרגיית הרוח (ועדיין אפשר לראות אותו פה ושם) הוא באמצעות מפרשים, שאיתם סירות וספינות היו שטות בקלות על פני המים.

אנרגיית השמש

אנרגיית השמש היא סוג של קרינה אלקטרומגנטית המגיעה אלינו באורכי גל שונים. יצורים חיים בעולם כולו זקוקים לאנרגיה הזו כדי להתקיים, ובני האדם מנצלים את הקרינה הזו כדי ליצור אנרגיה סולארית (חשמל) או אנרגיה תרמית (חום).

אנרגיה חשמלית

אנרגיה המגיעה ממטען חשמלי. למשל אנרגיה שהשלט מקבל מסוללה, האנרגיה שאנחנו מקבלים מתחנת כוח וגם אנרגיית השמש המומרת בפאנלים סולאריים לאנרגיה חשמלית שאנחנו יכולים לנצל בבית בקלות ובנוחות.

אנרגיה קינטית

אנרגיה קינטית היא אנרגיה הבאה לידי ביטוי במצבי תנועה של גוף. כשאנחנו מזיזים את השרירים שלנו, כשהכדור שזרקנו נע באוויר או כשהרכב שלנו נוסע על הכביש – בכל התהליכים האלו יש אנרגיה קינטית.

אנרגיה כימית

אנרגיה הנמצאת במבנה המולקולות של גוף או מערכת, המשתחררת באמצעות תהליכים כימיים שונים כמו בעירה (למשל שריפת דלק כדי להניע אוטו), פירוק אורגניזמים או באמצעות תהליכים ביולוגיים (עיכול מזון).

אנרגיה אלקטרומגנטית

אנרגיה הנובעת משדה חשמלי משתנה או שדה מגנטי משתנה, וצורתה הנפוצה היא גלים. סוגים מוכרים של אנרגיה כזו בחיים שלנו הם אור, קרינה אינפרא-אדומה ואולטרא-סגולה וגם גלי רדיו וגלי מיקרו. בני האדם לרוב משתמשים באנרגיה זו לחימום, אבל היא שימושית גם לתאורה, לתקשורת וגם כאמצעי טיפול בתחום הרפואה.

אנרגיה גרעינית

אנרגיה הנמצאת בגרעיני אטומים, המשוחררת מהמערכת בתהליכים גרעיניים מורכבים, הכוללים פירוק או מיזוג של אטומים.

לסיכום

כל היצורים החיים בעולם זקוקים לאנרגיה כדי להתקיים. יש סביבנו לא מעט מקורות אנרגיה, והבולט ביותר ביניהם הוא השמש החמה שאנחנו אוהבים. היא מקור מעולה לאנרגיה כיוון שהאנרגיה שהיא שולחת אלינו היא אין סופית, לא מזהמת ומתחדשת מדי יום, ואם יש לכם שטח פנוי המקבל כמויות רבות של שמש מדי יום כדאי לכם לשקול התקנה של מערכת סולארית, שתעזור לכם לחסוך בהוצאות על החשמל ותקדם תהליכי הפקת אנרגיה ירוקים יותר למען העתיד.