الطاقة مقابل القوة: الفرق والمقارنة

الطاقة هي القدرة على بذل شغل أو إنتاج الحرارة، وتقاس بالجول أو كيلووات/ساعة، وهو ما يمثل إجمالي الكمية المتاحة. ومن ناحية أخرى، فإن الطاقة هي المعدل الذي يتم به نقل الطاقة أو تحويلها، ويتم قياسها بالواط، مما يشير إلى مدى سرعة إنجاز العمل أو استخدام الطاقة.

الوجبات السريعة الرئيسية

1. الطاقة هي القدرة على القيام بالعمل أو إحداث التغيير ، بينما الطاقة هي المعدل الذي يتم به نقل الطاقة أو استخدامها.
2. تُقاس الطاقة بالجول أو الكيلوواط / ساعة ، بينما تُقاس الطاقة بالواط أو الكيلووات.
3. الطاقة كمية قياسية ، في حين أن الطاقة هي كمية متجهة مع كل من الحجم والاتجاه.

الطاقة مقابل القوة

الطاقة هي قدرة الجسم على القيام بمهمة ما ، وبدون طاقة لن يكون الجسم قادرًا على أداء أي مهمة. يمكن تغيير الطاقة إلى أشكال مختلفة اعتمادًا على أداء هيئة المهمة. القوة هي مقياس المعدل الذي يؤدي به الجسم مهمة ما. لا يمكن تخزين الطاقة.

جدول المقارنة

الميزات	الطاقة	الطاقة
تعريف	القدرة على القيام بالعمل	المعدل الذي يتم به نقل الطاقة أو بذل الشغل
تشابه جزئي	إجمالي المبلغ في حسابك البنكي	المعدل الذي تنفق به أو تحول الأموال
وحدة	جول (J)	وات (W) (جول في الثانية)
رمز	E	P
يركز على	المبلغ الإجمالي	معدل النقل
ويمكن تخزين؟	نعم (بأشكال مختلفة)	لا
يمكن أن تتحول؟	نعم (من شكل إلى آخر)	لا
علاقة	الطاقة هي معدل انتقال الطاقة مع مرور الوقت. (ف = ه / ر)	الطاقة هي إجمالي مقدار العمل الذي تبذله الطاقة مع مرور الوقت. (ه = ف * ر)

ما هي الطاقة؟

الطاقة هي مفهوم أساسي في الفيزياء وحجر الزاوية في عمل الكون. إنها القوة الدافعة وراء جميع العمليات الفيزيائية ويتم تعريفها على أنها القدرة على بذل شغل أو إحداث تغيير في النظام. يعد فهم الطاقة أمرًا بالغ الأهمية في مختلف التخصصات العلمية والمجالات الهندسية والحياة اليومية.

أشكال الطاقة

1. الطاقة الحركية: ترتبط الطاقة الحركية بحركة الأجسام. تعتمد طاقة الجسم المتحرك على كتلته وسرعته.
2. الطاقة الكامنة: الطاقة الكامنة هي الطاقة المخزنة الناتجة عن موضع أو تكوين جسم ما داخل مجال القوة. ويمكن تصنيفها أيضًا إلى طاقة الوضع الجاذبية، وطاقة الوضع المرنة، وطاقة الوضع الكيميائية، والمزيد.
3. طاقة حرارية: الطاقة الحرارية هي الطاقة الداخلية الموجودة في النظام بسبب الحركة العشوائية لجزيئاته. وهو يمثل إجمالي الطاقة الحركية لجميع الجزيئات الموجودة داخل الجسم أو النظام.
4. طاقة كهربائية: الطاقة الكهربائية هي الطاقة المرتبطة بتدفق الشحنة الكهربائية. إنه يزود الأجهزة والأنظمة الكهربائية المختلفة بالطاقة، ويلعب دورًا حاسمًا في المجتمع الحديث.
5. الطاقة الكيميائية: يتم تخزين الطاقة الكيميائية داخل روابط المركبات الكيميائية. يتم إطلاقه أو امتصاصه أثناء التفاعلات الكيميائية، مثل الاحتراق أو التمثيل الضوئي.
6. الطاقة النووية: تنطلق الطاقة النووية أثناء التفاعلات النووية، مثل الانشطار النووي أو الاندماج النووي، حيث تتحرر الطاقة من نواة الذرة.

ما هي القوة؟

الطاقة هي مفهوم أساسي في الفيزياء والهندسة يصف معدل إنجاز العمل أو نقل الطاقة أو تحويلها داخل النظام. فهو يحدد مدى سرعة إنفاق الطاقة أو مدى سرعة حدوث العملية. يعد فهم الطاقة أمرًا بالغ الأهمية لمختلف التطبيقات، بدءًا من الأنظمة الكهربائية وحتى الأجهزة الميكانيكية وما بعدها.

تعريف القوة

قوة (P) يتم تعريفها على أنها كمية الطاقة المنقولة أو المحولة لكل وحدة زمنية. رياضيا يتم التعبير عنه على النحو التالي:

ع = ث / ر

أين:

• P يمثل القوة،
• W يدل على مقدار العمل المنجز أو الطاقة المنقولة، و
• t هو الوقت المستغرق.

وحدات القوة

وحدة القدرة في النظام الدولي للوحدات هي الواط (W)، سميت على اسم المهندس الاسكتلندي جيمس وات. واحد واط يعادل جول واحد من الطاقة المنقولة أو المحولة في الثانية (1 واط=1 جول/ثانية1واط=1جول/ثانية). ومع ذلك، يمكن أيضًا التعبير عن الطاقة بوحدات أخرى اعتمادًا على السياق، مثل القدرة الحصانية (hp) في الهندسة الميكانيكية أو الكيلووات (kW) في الهندسة الكهربائية.

أنواع القوة

1. الطاقة الميكانيكية: في الأنظمة الميكانيكية، ترتبط الطاقة بحركة أو تشغيل الآلات. وهي تشمل الطاقة اللازمة لأداء الأعمال الميكانيكية، مثل رفع الأشياء أو تدوير الأعمدة أو قيادة المركبات.
2. الطاقة الكهربائية: تشير الطاقة الكهربائية إلى المعدل الذي يتم به نقل الطاقة الكهربائية أو استهلاكها في الدائرة الكهربائية. إنه ضروري لتشغيل الأجهزة والأجهزة والإضاءة والأنظمة الكهربائية في المنازل والصناعات والبنية التحتية.
3. الطاقة الحرارية: تتعلق الطاقة الحرارية بمعدل نقل الحرارة أو توليدها داخل النظام. وهو منتشر في عمليات التدفئة والتبريد، ومحركات الاحتراق، ومحطات الطاقة الحرارية، وغيرها من التطبيقات التي تنطوي على تبادل أو تحويل الطاقة الحرارية.
4. الطاقة المتجددة: تنتج مصادر الطاقة المتجددة، مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح والطاقة الكهرومائية والطاقة الحرارية الأرضية، الكهرباء بمعدلات متفاوتة اعتمادًا على عوامل مثل الظروف الجوية والموقع وكفاءة التكنولوجيا. يعد فهم إنتاج الطاقة لأنظمة الطاقة المتجددة أمرًا بالغ الأهمية لتقييم جدواها ودمجها في شبكة الطاقة.

الاختلافات الرئيسية بين الطاقة والقوة

• فريف:
  • تشير الطاقة إلى القدرة على القيام بالعمل، وتقاس بالجول (J) أو كيلوواط/ساعة (kWh). إنه يمثل إجمالي حجم العمل الذي يمكن إنجازه.
  • الطاقة هي المعدل الذي يتم به نقل الطاقة أو استخدامها، وتقاس بالواط (W) أو كيلووات (kW). إنه يمثل مدى سرعة إنجاز العمل أو تحويل الطاقة.
• الاعتماد على الوقت:
  • الطاقة لا تعتمد على الوقت وتمثل كمية تراكمية خلال فترة ما. ويتم قياسه بوحدات مثل الجول أو كيلووات/ساعة.
  • تعتمد الطاقة على الوقت وتمثل معدل نقل الطاقة أو استخدامها خلال فترة محددة. ويتم قياسه بوحدات مثل الواط أو الكيلووات.
• الصيغة:
  • الطاقة (E) = الطاقة (P) × الوقت (t). يمكن أيضًا التعبير عنها بـ E = W × t، حيث W هي الطاقة بالواط وt هو الوقت بالثواني.
  • الطاقة (P) = الطاقة (E) ÷ الوقت (t). يمكن أيضًا التعبير عنها بـ P = W ÷ t، حيث W هي الطاقة بالجول وt هو الوقت بالثواني.
• على سبيل المثال:
  • إذا كان المصباح الكهربائي يستهلك 100 واط من الطاقة وتم تشغيله لمدة 10 ساعات، فإنه يستهلك طاقة إجمالية قدرها 1 كيلووات في الساعة (كيلووات في الساعة). (الطاقة = القدرة × الزمن)
  • قد تبلغ قوة محرك السيارة 150 حصانًا (hp)، مما يشير إلى معدل تحويل الطاقة (الوقود) إلى عمل ميكانيكي. (القدرة = الطاقة ÷ الوقت)
• تطبيق:
  • يتم استخدام الطاقة لتحديد القدرة الإجمالية أو استهلاك الموارد مثل الكهرباء أو الوقود أو الغذاء.
  • تُستخدم الطاقة لوصف المعدل اللحظي لنقل الطاقة أو القدرة على أداء العمل، في سياق الآلات أو المحركات أو الأجهزة الكهربائية.
• الوحدات:
  • يتم قياس الطاقة بالجول (J) أو كيلووات/ساعة (kWh) للكميات الأكبر.
  • يتم قياس الطاقة بالواط (W) أو كيلووات (kW) للكميات الأكبر، كما تُستخدم القدرة الحصانية (hp) بشكل شائع للطاقة الميكانيكية.

مراجع حسابات

1. https://eric.ed.gov/?id=EJ349839

آخر تحديث: 02 مارس 2024