تحقیق انرژی و منابع آن

مقدمه:
انرژی به عنوان توانایی انجام کار، یکی از بنیادی ترین مفاهیم در علوم طبیعی و مهندسی به شمار می رود و نقش تعیین کننده ای در فعالیت های اقتصادی، صنعتی و اجتماعی انسان دارد. تمام موجودات زنده برای انجام فعالیت های فیزیکی و حفظ حیات خود به انرژی نیاز دارند و این انرژی از طریق مصرف مواد غذایی یا جذب منابع طبیعی به صورت ذخیره در بدن یا محیط اطراف وجود دارد. با پیشرفت تکنولوژی، ماشین ها و تجهیزات صنعتی نیز وابستگی کاملی به انرژی پیدا کرده اند و بدون منابع انرژی، انجام هرگونه فرآیند فیزیکی و تولیدی عملاً غیرممکن است. از حرکت خودروها گرفته تا عملکرد دستگاه های سرمایشی و گرمایشی، همه و همه وابسته به تبدیل انرژی از یک شکل به شکل دیگر هستند. این ویژگی انرژی، امکان بهره گیری از منابع مختلف برای انجام کارهای متفاوت را فراهم می آورد و پایه تمامی فرآیندهای صنعتی و طبیعی به شمار می آید.

انرژی به اشکال مختلفی وجود دارد و توانایی تبدیل آن از یک نوع به نوع دیگر، وجه تمایز مهم آن است. برای مثال، انرژی پتانسیل موجود در دریاچه های پشت سدها به انرژی مکانیکی و سپس به انرژی الکتریکی تبدیل می شود و خودروهای در حال حرکت انرژی شیمیایی موجود در سوخت را به انرژی حرکتی تبدیل می کنند. همچنین در تیراندازی با کمان، انرژی ذخیره شده در کشش زه کمان به انرژی جنبشی تیر منتقل می شود و درابرهای باران زا، حرکت آب می تواند به انرژی الکتریکی قابل استفاده تبدیل شود. این فرآیندهای تبدیل انرژی، نه تنها در علوم طبیعی بلکه در برنامه ریزی های صنعتی، کشاورزی و شهری اهمیت فراوان دارند و امکان بهره برداری بهینه از منابع محدود را فراهم می کنند.

تاریخچه مطالعه انرژی و کاربرد آن به دوران صنعتی بازمی گردد، زمانی که نیاز به بهره گیری از منابع انرژی برای توسعه صنایع و تأمین رشد جمعیت به صورت فزاینده ای احساس شد. موتورهای بخار و نیروگاه های اولیه، نقطه عطفی در بهره برداری از انرژی های فسیلی بودند و بعد از آن توسعه شبکه های برق و استفاده گسترده از انرژی الکتریکی، الگوی مصرف انرژی را در سطح جهان تغییر داد. همزمان با پیشرفت فناوری، منابع انرژی متنوع تر شدند و انسان توانست از انرژی خورشیدی، باد، گرمای زمین و منابع هیدرولیکی برای تولید انرژی استفاده کند. این تنوع در منابع انرژی، امکان برنامه ریزی های استراتژیک و کاهش وابستگی به سوخت های فسیلی را فراهم می آورد و پایداری زیست محیطی و اقتصادی را تحت تأثیر قرار می دهد.

اندازه گیری انرژی و تعیین ظرفیت منابع، بخش مهمی از مدیریت انرژی است. واحدهای انرژی مانند ژول، کیلووات ساعت و کالری، امکان مقایسه منابع مختلف را فراهم می کنند و بررسی راندمان تبدیل انرژی، امکان شناسایی منابع کارآمدتر و پایدارتر را میسر می سازد. انرژی جنبشی و پتانسیل، دو مفهوم پایه ای در تحلیل سیستم های فیزیکی هستند که رفتار مواد و سیستم های مختلف را تحت تأثیر قرار می دهند و تحلیل دقیق آن ها به بهینه سازی مصرف انرژی منجر می شود. اصل پایستگی انرژی، یکی از قوانین اساسی طبیعت است که نشان می دهد انرژی از بین نمی رود، بلکه از یک شکل به شکل دیگر تبدیل می شود و این اصل زیربنای تمامی محاسبات و طراحی های مهندسی انرژی محسوب می شود.

منابع انرژی شامل دسته بندی های گسترده ای هستند که هر کدام ویژگی های منحصر به فرد خود را دارند. منابع تجدیدپذیر مانند انرژی خورشیدی، بادی، هیدرولیک و زمین گرمایی، امکان تأمین انرژی پایدار و کاهش انتشار آلاینده ها را فراهم می کنند. منابع غیرتجدیدپذیر، از جمله نفت، گاز طبیعی و زغال سنگ، سهم عمده ای در تأمین انرژی جهانی دارند و با وجود محدودیت و اثرات زیست محیطی، همچنان بخش مهمی از سیستم های انرژی را تشکیل می دهند. مدیریت همزمان منابع تجدیدپذیر و غیرتجدیدپذیر، تحلیل مصرف انرژی و بررسی تکنولوژی های نوین، برای توسعه اقتصادی و صنعتی کشورها حیاتی است و چشم انداز آینده انرژی را شکل می دهد.

فهرست مطالب:
مقدمه
چکیده
انرژی
تاریخچه
موقعیت جهانی انرژی
اندازه گیری انرژی
منابع انرژی
چشم انداز
تعریف کار
انرژی جنبشی
انرژِی پتانسیل
اصل پایستگی جرم و انرژی
انرژی الکتریکی
منابع