ΕΝΕΡΓΕΙΑ:ΜΙΑ ΘΕΜΕΛΙΩΔΗΣ ΕΝΝΟΙΑ ΤΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ

ΕΝΕΡΓΕΙΑ:ΜΙΑ ΘΕΜΕΛΙΩΔΗΣ ΕΝΝΟΙΑ ΤΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ

ΕΝΕΡΓΕΙΑ:ΜΙΑ ΘΕΜΕΛΙΩΔΗΣ ΕΝΝΟΙΑ ΤΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ

 Η εξέλιξη της ανθρωπότητας είναι στενά συνδεδεμένη με τη χρήση ενέργειας.Δεν είναι τυχαίο ότι οι ονομασίες των  ιστορικών  περιόδων  της ανθρωπότητας, λίθινη εποχή,εποχή του σιδήρου ή του χαλκού,προέκυψαν από τη δυνατότητα των ανθρώπων να διαχειρίζονται διαφορετικές μορφές ενέργειας.

 Μεγάλη αλλαγή προέκυψε κατά την περίοδο όπου ο άνθρωπος άφησε τη νομαδική ζωή,οργανώθηκε στους πρώτους μόνιμους οικισμούς και ανάπτυξε την αγροτική καλλιέργεια.Όμως,αγροτική καλλιέργεια είναι στην πράξη η μετατροπή της ηλιακής ενέργειας σε τροφή.

 Το 5000 π.Χ. στον Νείλο χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά η αιολική ενέργεια για την κίνηση των πλοίων,ενώ το 4000 π.Χ. μικροί νερόμυλοι στην Ελλάδα χρησίμευαν για την άλεση δημητριακών αλλά και για παροχή πόσιμου νερού σε οικισμούς.Όσον αφορά τον άνθρακα,η χρήση του αναφέρεται ήδη από το 3000 π.Χ. στην Κίνα ενώ σημαντική χρήση του για μαγείρεμα γινότανε το 100 μ.Χ. στην Αγγλία.

 Οι αρχαίοι Έλληνες θεωρούσαν τη φωτιά ως ένα από τα τέσσερα βασικά στοιχεία μαζί με τη γη,το νερό και τον αέρα.Πίστευαν ότι κάθε σώμα αποτελείται από συνδυασμούς αυτών των τεσσάρων στοιχείων.

O Ηράκλειτος

 Ο πρώτος που διατύπωσε μια θεωρία για μία μορφή τη ενέργειας,τη θερμότητα ήταν ο Έλληνας φιλόσοφος Ηράκλειτος,που έζησε γύρω στο 500 π.Χ. στην πόλη της Εφέσου στην Ιωνία της Μικράς Ασίας.Στον Ηράκλειτο απονέμεται ένα έργο με τίτλο Περί Φύσεως,το οποίο χωρίζεται σε τρία μέρη με περιεχόμενο πολιτικό,θεολογικό και κοσμογονικό.Ο Ηράκλειτος υποστήριξε ότι τα τρία βασικά συστατικά της φύσης ήταν η φωτιά,η γη και το νερό.Ο κόσμος για τον Ηράκλειτο δεν είναι αποτέλεσμα δημιουργίας ή γένεσης,αλλά προϋπάρχει προαιώνια και περιγράφεται ως ζωντανή φωτιά,η οποία εναλλάξ δυναμώνει και εξασθενεί,χωρίς ποτέ να σβήνει εντελώς.

Το πυρ του Ηράκλειτου είναι μια κοσμολογική σταθερά που κινείται και μεταμορφώνεται αέναα

 Το πυρ του Ηράκλειτου είναι μια κοσμολογική σταθερά που κινείται και μεταμορφώνεται αέναα.Η παροιμιώδης φράση που χαρακτηρίζει τη φιλοσοφία του Ηρακλείτου:

Τα πάντα ρει,μηδέποτε κατά τ'αυτό μένειν. 

 Επίσης υποστήριζε ότι η πρωταρχική ουσία στον κόσμο είναι η ενέργεια (το πυρ).Σήμερα,μετά την πειραματική επιβεβαίωση της θεωρίας του Άλμπερτ Αϊνστάιν γνωρίζουμε βέβαια ότι αυτό είναι αλήθεια και ότι η ύλη και η ενέργεια είναι το ίδιο πράγμα σε διαφορετική κατάσταση.

 Η παραπάνω άποψη του Ηράκλειτου επανήλθε στο προσκήνιο τον 17ο αιώνα με την εισαγωγή μιας καινούργιας για την εποχή αυτή έννοιας:της ενέργειας.Ο όρος χρησιμοποιήθηκε αρχικά από τον Γαλιλαίο,χωρίς όμως επιστημονικό ορισμό.Η ρίζα της λέξης είναι αρχαιοελληνική από το εν (μέσα) και έργο,δηλαδή σημαίνει την εσωτερική ικανότητα κάποιου να παράγει έργο.Οι φυσικοί αξιοποιώντας την έννοια της ενέργειας κατάφεραν να περιγράψουν με ενιαίο τρόπο φαινόμενα,όπως τα κινητικά,τα θερμικά, τα ηλεκτρικά,τα φωτεινά,τα ηχητικά και τα χημικά,τα οποία ως τότε αντιμετωπίζονταν ως ανεξάρτητα μεταξύ τους.

Η δυναμική ενέργεια που περιέχει το νερό μιας υδατοπτώσεως μετατρέπεται σε κινητική ενέργεια του υδροστροβίλου

 Στις αρχές του εικοστού αιώνα,η έννοια της ενέργειας αποτέλεσε τη βάση για να διατυπωθούν δύο από τις σύγχρονες φυσικές θεωρίες:η θεωρία της σχετικότητας και η κβαντική θεωρία και εξελίχθηκε σε κεντρική ενοποιητική έννοια της γλώσσας που χρησιμοποιούν οι φυσικοί για να περιγράψουν τα φαινόμενα που μελετά η επιστήμη της φυσικής.Επιπλέον,η ενέργεια είναι η έννοια που συνδέει τη φυσική με τις άλλες φυσικές επιστήμες και την Τεχνολογία.

Η ηλιακή ενέργεια

 Στην καθημερινή μας ζωή πολύ συχνά αναφερόμαστε στην έννοια της ενέργειας.Γνωρίζουμε για παράδειγμα ότι για να κινηθεί ένα αυτοκίνητο θα πρέπει να έχει ενέργεια την οποία του την παρέχουν τα καύσιμα του.Το κινητό μας τηλέφωνο για να λειτουργεί θα πρέπει να έχει ενέργεια και για το λόγο αυτό το φορτίζουμε τακτικά.Το ίδιο και ο φορητός μας υπολογιστής,μόλις τελειώσουν τα αποθέματα της ενέργειας που του παρέχει η μπαταρία του θα πρέπει να τον συνδέσουμε με την παροχή του ηλεκτρικού ρεύματος για να συνεχίσει να λειτουργεί.

O κινητήρας του αυτοκινήτου μετατρέπει τη χημική των καυσίμων αρχικά σε θερμική και στη συνέχεια σε κινητική

 Ακόμα όμως και εμείς για να μπορέσουμε να ανταπεξέλθουμε ικανοποιητικά στις καθημερινές μας δραστηριότητες χρειαζόμαστε ενέργεια την οποία την παίρνουμε από τις τροφές.Όλοι μας λίγο ή πολύ είμαστε εξοικειωμένοι με την έννοια της ενέργειας,καταλαβαίνουμε τι είναι και ποια είναι η σημασία της για τη ζωή μας αλλά αν μας ζητήσει κάποιος να δώσουμε έναν ορισμό για το τι είναι η ενέργεια αυτό είναι πάρα πολύ δύσκολο.Είναι αρκετά περίπλοκο να δώσει κάποιος έναν ορισμό για την ενέργεια αλλά ίσως και να μην χρειάζεται τελικά γιατί αυτό που μας ενδιαφέρει είναι το πώς σχετίζεται η ενέργεια με τα φυσικά φαινόμενα και όχι το τι είναι ακριβώς.

 Αν και όπως είπαμε είναι δύσκολο να ορίσουμε την ενέργεια,μπορούμε εύκολα να πούμε πότε ένα σώμα έχει ενέργεια.Ένα σώμα έχει ενέργεια όταν μπορεί να προκαλέσει μια μεταβολή στον εαυτό του ή στο περιβάλλον του.Η ενέργεια δεν δημιουργείται ούτε καταστρέφεται,απλώς μεταφέρεται από ένα σώμα σε ένα άλλο ή μετατρέπεται από μια μορφή σε μια άλλη.Συνεπώς η συνολική ενέργεια στο σύμπαν παραμένει σταθερή.

Μορφές ενέργειας

 Η ενέργεια εμφανίζεται με διάφορες μορφές,μετατρέπεται από μια μορφή σε άλλη,αλλά κατά τις μετατροπές της η συνολική ενέργεια διατηρείται.Η Κινητική και η δυναμική ενέργεια αποτελούν τις θεμελιώδεις μορφές ενέργειας στο μικρόκοσμο.Όλος ο κόσμος μας αποτελείται από ύλη και ενέργεια.Την ύλη  είναι εύκολο να την καταλάβουμε εύκολο να την καταλάβουμε.Τη βλέπουμε,τη μυριζόμαστε,την αισθανόμαστε.Η Ενέργεια είναι κάτι αφηρημένο.Δεν τη βλέπουμε,δεν τη μυριζόμαστε,δεν την αισθανόμαστε.Παρατηρούμε τα αποτελέσματα της μόνο όταν εκδηλώνεται ένα φαινόμενο,μια μεταβολή.

 Οι άνθρωποι,τα ζώα,τα φυτά,τα διάφορα αντικείμενα έχουν ενέργεια.Ωστόσο,παρατηρούμε τα αποτελέσματα της ενέργειας μόνο όταν εκδηλώνεται ένα φαινόμενο,μια μεταβολή.Λέμε ότι όταν η ενέργεια μεταφέρεται από ένα σώμα σε άλλο ή μετατρέπεται από μια μορφή σε άλλη,προκαλεί μεταβολές.
 Γενικότερα,η ενέργεια εμφανίζεται με διάφορες μορφές,μετατρέπεται από μια μορφή σε άλλη,αλλά κατά τις μετατροπές της η συνολική ενέργεια διατηρείται.