พลังงาน
พลังงาน (Energy)
พลังงาน คือความสามารถในการทำงาน
หรือเปลี่ยนไปเป็นพลังงานอื่นได้ พลังงานมีหลายชนิด เช่น พลังงานกล พลังงานแสง
พลังงานเสียง พลังงานความร้อน พลังงานเคมี พลังงานไฟฟ้า พลังงานนิวเคลียร์ เป็นต้น
ซึ่งมีรายละเอียดดังนี้
1.
พลังงานแสง
พลังงานแสงเป็นพลังงานที่เกิดจากการแผ่รังสีในรูปคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าของแหล่งกำเนิดที่มีความถี่ของคลื่นอยู่ในช่วงที่ประสาทตาสามารถมองเห็นได้
ซึ่งพลังงานแสงนี้จะมีค่าแปรผันโดยตรงกับความถี่ของมันเอง
ส่วนใหญ่แล้วมักจะใช้ประโยชน์ของพลังงานแสงในการมองเห็น และความอบอุ่นปัจจุบันได้สร้างอุปกรณ์พลังงานแสงเป็นพลังงานไฟฟ้า
เรียกวา “เซลล์สุริยะ” (Solar Cell)
2.
พลังงานเสียง
พลังงานเสียงเป็นพลังงานที่เกิดจากการสั่นสะเทือนของแหล่งกำเนิดเสียง
และส่งพลังงานนั้นผ่านตัวกลางมาถึงผู้ฟัง ทำให้แก้วหูของผู้ฟังเกิดการสั่นตามความถี่ของเสียงนั้น
และส่งต่อเนื่องกันไปจนถึงประสาทหู
เปลี่ยนเป็นสัญญาณไฟฟ้าส่งไปสู่สมองทำให้เกิดการได้ยิน
3.
พลังงานความร้อน
พลังงานความร้อนเป็นพลังงานรูปหนึ่งซึ่งเปลี่ยนมาจากพลังงานรูปอื่น
สามารถทำให้ประสาทสัมผัสของคนปกติเกิดความรู้สึกร้อน – เย็น
และถ่ายโอนจากตำแหน่งที่อุณหภูมิสูงไปยังที่อุณหภูมิต่ำกว่าได้ ซึ่งทำได้หลายวิธี
ได้แก่
3.1 การนำความร้อน
เป็นวิธีการที่พลังงานความร้อนเคลื่อนที่เข้าไปเป็นวัตถุตัวกลางที่เป็นตัวนำความร้อนต่อเนื่องไปเรื่อยๆ
โดยวัตถุตัวกลางไม่ได้เคลื่อนที่ไปด้วย เช่นการนำความร้อนของภาชนะที่ใช้หุงต้ม
เป็นต้น
3.2 การพาความร้อน เป็นวิธีการที่ความร้อนเคลื่อนที่ไปพร้อมกับตัวกลางที่เป้นของเหลวหรือก๊าซ
เช่นในการนึ่งอาหาร ไอน้ำจะพาความร้อนจากเตาไฟมาสู่อาหาร หรือในการผิงไฟ
อาการที่อยู่รอบๆกองไฟจะพาความร้อนจากกองไฟมากระทบตัวเรา เป็นต้น
3.3 การแผ่รังสีความร้อน
เป็นวิธีการที่ความร้อนเคลื่อนที่ไปยังตำแหน่งอื่นๆได้ในรูปของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าโดยไม่ต้องอาศัยตัวกลางใดๆด้วยอัตราเร็วเท่ากับอัตราเร็วของแสง
ตัวอย่างเช่น การแผ่รังสีความร้อนจากดวงอาทิตย์มายังโลก เป็นต้น
4.
พลังงานไฟฟ้า
เป็นพลังงานที่ได้จากการเคลื่อนที่หรือการถ่ายเทประจุไฟฟ้าในสนามไฟฟ้าจากจุดที่มีศักย์ไฟฟ้าสูงไปยังจุดที่ต่ำกว่า
อุปกรณ์ที่สร้างหรือเปลี่ยนพลังงานอื่นให้เป็นพลังงานไฟฟ้า เรียกว่า
เครื่องกำเนิดไฟฟ้า ได้แก่ แบตเตอรี่เปลี่ยนพลังงานเคมีเป็นพลังงานไฟฟ้า
เซลล์สุริยะที่เปลี่ยนพลังงานแสงเป็นพลังงานไฟฟ้า เทอร์โมคัปเปิลที่เปลี่ยนพลังงานความร้อนเป็นพลังงานไฟฟ้า
และไดนาโมที่เปลี่ยนพลังงานกลเป็นพลังงานไฟฟ้า เป็นต้น
พลังงานไฟฟ้านี้สามารถเปลี่ยนรูปไปเป็นพลังงานอื่นได้
เครื่องใช้ไฟฟ้าและอุปกรณ์ไฟฟ้าที่เปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานอื่นๆช่วยอำนวยความสะดวกในชีวิตประจำวัน
ได้แก่ หลอดไฟฟ้า เตารีด วิทยุ โทรทัศน์ พัดลม ตู้เย็น เป็นต้น
5.
พลังงานเคมี
พลังงานเคมีเป็นพลังงานที่เกิดจากปฏิกิริยาเคมีซึ่งจะมีการแลกเปลี่ยนพลังงานที่ใช้ในการยึดเกาะอะตอมเพื่อจัดรูปแบบโครงสร้างของโมเลกุลของสารที่เข้าทำปฏิกิริยากัน
ถ้าในปฏิกิริยาเคมีใดมีมีพลังงานเหลือก็จะปล่อยออกสู่สิ่งแวดล้อม เรียกว่า “ปฏิกิริยาการคายความร้อน”
และถ้าปฏิกิริยาเคมีใดมีพลังงานไม่เพียงพอก็จะดึงพลังงานจากสิ่งแวดล้อมเข้าไปช่วยในปฏิกิริยาดังกล่าว
เรียกว่า “ปฏิกิริยาการดูดความร้อน” ซึ่งจะมีพลังงานส่วนหนึ่งสะสมไว้ในโมเลกุลของสารที่ทำปฏิกิริยากันเหล่านั้นด้วย
ปฏิกิริยาเคมีที่สำคัญในธรรมชาติ คือปฏิกิริยาการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืช
ที่พืชใช้แสงแดดช่วยในการปรุงอาหารโดยเปลี่ยนพลังงานแสงเป็นพลังงานเคมีสะสมอยู่ในอวัยวะส่วนต่างๆซึ่งเป็นแหล่งอาหารของคนและสัตว์
6.
พลังงานนิวเคลียร์
เป็นพลังงานที่ได้จากปรากฏการณ์การเปลี่ยนแปลงภายในนิวเคลียร์ของอะตอมของสารกัมมันตรังสี
สามารถส่งแรงกระทำออกมาสู่สิ่งแวดล้อมภายนอกได้
ปัจจุบันได้นำพลังงานนิวเคลียร์มาใช้ประโยชน์มากมายหลายด้าน เช่นใช้หาอายุวัตถุโบราณ
ใช้ตรวจวินิจฉัยโรคและรักษาโรค ใช้ศึกษาวิจัยการดูดซึมปุ๋ยรวมทั้งการลำเลียงสารอาหารไปยังอวัยวะส่วนต่างๆของต้นไม้
ใช้ในการเก็บถนอมอาหาร ใช้ตรวจสอบรอยร้าวของสิ่งก่อสร้าง และใช้สำรวจแหล่งน้ำมัน
เป็นต้น
7.
พลังงานกล
เป็นพลังงานของวัตถุที่เกิดจากงานกลที่วัตถุได้รับ
ซึ่งประกอบด้วยพลังงานต่างๆตามลักษณะของงานที่เกี่ยวของดังนี้
7.1 พลังงานศักย์โน้มถ่วง
(Potential Energy)
พลังงานที่สะสมไว้กับวัตถุที่อยู่
ณ ตำแหน่งต่างๆในสนามของความโน้มถ่วง
7.2 พลังงานศักย์ยืดหยุ่น
(Elastic Potential Energy)
พลังงานที่สะสมไว้กับวัตถุที่อยู่
ณ ตำแหน่งต่างๆในสนามของความยืดหยุ่น
8.
พลังงานจลน์
(Kinetic Energy)
พลังงานที่วัตถุมีอยู่ขณะที่มีความเร็วต่างๆ
-กฎการอนุรักษ์พลังงานกล (Conservative Law of Mechanical
Energy) เป็นกฎที่แสดงถึงสภาวะการที่คงที่ของพลังงานกล โดยกล่าวว่า “ถ้ามีเฉพาะแรงดึงดูดของโลกที่กระทำกับวัตถุเท่านั้น
พลังงานกลของวัตถุจะมีค่าคงที่เสมอ”
