الإنسان في حاجة مستمرّة إلى الطاقة طوال حياته اليومية. بدءا من استيقاظه من النوم في الصباح، مرورًا بنشاطه النهاري ووصولًا إلى وقت نومه ليلًا، واستمرارًا حتى بزوغ فجر اليوم التالي. فكلّ حركة يقوم بها يحتاج إلى استهلاك قدر من الطاقة. فمهما كانت طبيعة عمل الإنسان سواء كانت بحاجة إلى مجهود عضلي او ذهني، فهو في حاجة إلى طاقة. هذه الطاقة يستمدّها من الغذاء المتنوع الذي يتناوله كل يوم ويحرقه في خلاياه ويحوّله إلى طاقة يستخدمها في جميع أنشطته اليومية، هكذا كانت طبيعة حياة الإنسان منذ أن خلقه الله على هذه البسيطة وحتى وقتنا الحاضر، فهو في حاجة ضرورية إلى الطاقة. وإذا أردنا أن نعرّف الطاقة فإننا نجد في المصادر عدة تعريفات لها. وبما أننا هنا نتكلم بشكل عام فسنحاول أن يكون تعريف الطاقة في البداية أكثر عمومية، وذلك باستخدام بعض التعريفات العامة كعناوين مدعومة بتعريفات مبسطة.
المحتويات
مقدمة
استخدام الطاقة العضلية
استخدام طاقة الحيوان
استخدام الطاقة في الصناعة
استخدام الوقود الاحفوري وبداية الثورات الصناعية
-
الثورة الصناعية الاولى
-
الثورة الصناعية الثانية
-
الثورة الصناعية الثالثة
-
الثورة الصناعية الرابعة
مقدمة
الإنسان في حاجة مستمرّة إلى الطاقة طوال حياته اليومية. بدءا من استيقاظه من النوم في الصباح، مرورًا بنشاطه النهاري ووصولًا إلى وقت نومه ليلًا، واستمرارًا حتى بزوغ فجر اليوم التالي. فكلّ حركة يقوم بها يحتاج إلى استهلاك قدر من الطاقة. فمهما كانت طبيعة عمل الإنسان سواء كانت بحاجة إلى مجهود عضلي او ذهني، فهو في حاجة إلى طاقة. هذه الطاقة يستمدّها من الغذاء المتنوع الذي يتناوله كل يوم ويحرقه في خلاياه ويحوّله إلى طاقة يستخدمها في جميع أنشطته اليومية، هكذا كانت طبيعة حياة الإنسان منذ أن خلقه الله على هذه البسيطة وحتى وقتنا الحاضر، فهو في حاجة ضرورية إلى الطاقة. وإذا أردنا أن نعرّف الطاقة فإننا نجد في المصادر عدة تعريفات لها. وبما أننا هنا نتكلم بشكل عام فسنحاول أن يكون تعريف الطاقة في البداية أكثر عمومية، وذلك باستخدام بعض التعريفات العامة كعناوين مدعومة بتعريفات مبسطة.
الطاقة هي القوّة للقيام بأيّ نوع من النشاط، أي أنّ ” الطاقة هي القدرة على القيام بالعمل”. وقانون حفظ الطاقة ينصّ على ” الطاقة لا تفنى ولا تُستحدث غير أنها قابلة للتحول من شكل إلى شكل آخر من اشكال الطاقة “. من هنا بالإمكان تعريف الطاقة بشكل عام على أنها المقدرة على فعل شيء معيّن وتحويلها من شكل إلى آخر. ونتيجة لهذه الخصوصية استطاع الإنسان أن يستفيد منها ويسخّرها ليستعملها بطرق مختلفة في مناحي حياته، حيث استخدم في البداية بعض الأدوات البسيطة للحصول على أشكال مختلفة من الطاقة. ثم طوّر هذه الأدوات والتقنيات عبر العصور وحصل على الأشكال المختلفة من الطاقة التي استخدمها وما زال يستخدمها إلى وقتنا الحاضر. وفيما يلي بعض صور وأشكال الطاقة وبعض استخداماتها: –
الطاقةُ المُستمدّة من الغذاء: تستخدم للقيام بالأنشطة اليومية.
الطاقة العَضلية: تستخدم للحركة والانتقال من مكان إلى آخر، كما تستخدم للقيام بالأنشطة اليومية مثل: (العمل – المشي – الركض – ممارسة التمارين الرياضية – وغيرها من الأنشطة الأخرى).
طاقة الشمس: تستخدم في الإضاءة – التبريد – التدفئة – تجفيف الملابس – تجفيف بعض المواد الغذائية – توليد الكهرباء.
طاقة الرّياح: تستخدم في الانتقال بالسفن الشراعية – تشغيل المطاحن – توليد الكهرباء.
طاقة المياه: تستخدم في التنقل من مكان إلى آخر – توليد الكهرباء.
طاقة الوقود الأحفوري: تستخدم في توليد الكهرباء – تسيير وسائل النقل المختلفة.
الطاقة الكهربائيّة: تعتبر أكثر أنواع الطاقات استخدامًا في شتى المجالات.
فيما يلي المراحل التي مر بها تطوّر استخدام الإنسان للطاقة
استخدامُ الطاقةِ العضَلية
صورة تجسد تصور لطبيعة أنشطة وادوات حياة الانسان القديم. (مصدر الصورة موقع Freepic الاللكتروني)
استعمل الإنسان في البداية طاقته الذاتيّة الناتجة عن الطاقة الكيميائيّة المستمدّة من غذائه، واستفاد منها في استخدام عضلاته لأداء أنشطته اليومية. واكتشف بعد ذلك النّار وأصبح الخشب أحد مصادر الطاقة للإنسان واستفاد منها للطهي والتدفئة. وكان الإنسان في البداية يعيش منفردًا او في مجموعات صغيرة.
استخدام طاقة الحيوان
صورة تجسد استخدام الانسان لحيونات مختلفة في حراثة الارض في احد المتاتحف. (مصدر الصورة موقع Freepic الاللكتروني)
تعلّم الإنسان بعد ذلك تدجين او استئناس بعض الحيوانات واستعملها كمصدر للغذاء واستفاد منها لجرّ بعض الأدوات الزراعية، كما استخدمها وسيلة للتنقل، وبذلك أصبحت الحيوانات بالإضافة إلى عضلات الإنسان ووقود الخشب مصادر الطاقة المتوفرة في ذلك الوقت. واستفاد الإنسان من هذه المصادر واستعملها مع بعض الأدوات واستخدمها في الزراعة. وتمكّن من انتاج كميّات كافية من الغذاء. وبالتالي تحوّل الإنسان إلى الاستقرار تدريجيا في أماكن محدودة حول الأنهار والواحات وأنشأ بعد ذلك القرى والمدن.
استخدام الطاقةِ في الصناعة
صورة لإحدى طواحين الرياح المستخدمة في طحن الحبوب. (مصدر الصورة موقع Freepic الاللكتروني)
توسّع الإنسان في استعمال الطاقة نسبيًا وقام بصهر بعض المعادن وقام بصناعة بعض الأدوات المنزلية والزراعية. واستخدم بعد ذلك طاقة المياه والهواء في أعمال الري وطحن الحبوب وتخزين الفائض منها، كما استغلّ طاقة الرياح وأصبحت المراكب الشراعية إحدى وسائل النقل بين القرى والمدن. وبهذا يكون الإنسان قد سخّر الطاقات التي اكتشفها في ذلك الوقت في تطوير حياته المعيشية. وكان هذا بداية التأثير على تكوين الحياة الاجتماعية والاقتصادية للإنسان، حيث بدأ الإنسان بالمتاجرة بالفائض من المنتجات الزراعية والصناعية. وكان شيئًا طبيعيًا أن يسعى إلى زيادة هذه المنتجات والتوسع في تجارتها، فبدأ التفكير في اكتشاف مصادر أخرى للطاقة والتوسع في اختراع أدوات وآلات أكثر كفاءة لتحقيق ذلك.
استخدام طاقة الوقود الأحفوري
وبداية الثورات الصناعيّة
المقصود بالوقود الأحفوري هو (الفحم الحجري – النفط – الغاز الطبيعي). عندما اكتشف الإنسان الفحم الحجري أولًا ثم اكتشف النفط والغاز الطبيعي، بدأ استخدام هذا النوع من الطاقة كوقود في تشغيل الآلات التي اخترعها ورفع كفاءتها. وكان هذا بداية للتوسّع في استخدام الآلات في الصناعة وانتقال بعض المجتمعات من الحياة الزراعية البسيطة المعتمدة على الطاقة البدنية والحيوانية الى عصر التصنيع والطاقة المعتمدة على الآلات.
فكان هذا بداية الثورات الصناعية:
الثورة الصناعيّة الأولى
صورة توضّح شكل العربات القديمة التي تسير باستخدام وقود الفحم. (مصدر الصورة موقع Freepic الاللكتروني)
بدأت الثورة الصناعية الأولى عندما تم اكتشاف الفحم الحجري وتم استعماله كمصدر من مصادر الطاقة، حيث تم استخدامه كوقود في تشغيل الآلات البخارية (آلات الاحتراق الخارجي) التي تم اختراعها في ذلك الوقت واستخدمت في الصناعة وحلّت محلّ الطاقة اليدوية. وأدّى هذا إلى التوسّع في الصناعات المختلفة وبالتالي الزيادة في المنتجات الصناعية.
الثورةُ الصناعيّة الثانية
صورة لأول بير نفط في أذربيجان استخدمت لاستخراج النفط عام 1846م معروضة في احدى حدائق باكو. (مصدر الصورة موقع Shutterstock الالكتروني)
الثورة الصناعيّة الثانية تعتبرُ امتدادًا للثورة الصناعية الأولى. فبعد استخدام الفحم الحجري كمصدر للطاقة، دخلت أيضا الكهرباء والنفط والغاز كمصادر أخرى للطاقة، وظهرت (آلات الاحتراق الداخلي) وانتشرت معها وسائل النقل الحديثة مثل السيارات والقطارات والطائرات والبواخر، فزاد عدد المصانع وتنوّع إنتاجها وتطلّب إدارة لتسويقها. وأصبحت هناك حاجة الى المتعلمين في شتى العلوم والتخصّصات. وانتشرت مراكز الأبحاث المتخصصة والمعاهد والجامعات.
الثورةُ الصناعيّة الثالثة
صورة توضح شكل جهار الحاسب الآلي القديم. (مصدر الصورة موقع Shutterstock الالكتروني)
بدأت الثورة الصناعيّة الثالثة في سبعينيات القرن العشرين، وقد بدأت معها ثورة الإلكترونيّات والاتصالات وانطلاق الحاسبات وأدخلت في المصانع، وأصبحت بعض المصانع تعمل ذاتيًا دون تدخّل بشري. وأصبح البحث العلمي والتطوير التقني والتعليم المتميّز مطلبًا وطنيا وركيزة اجتماعية أساسية في كل مكان.
الثورةُ الصناعيّة الرابعة
بدأت الثورة الصناعية الرابعة بالثورة الرقميّة، حيث أصبح التواصل الاجتماعي ونقل وتخزين وتداول المعلومات منفتحًا بدون حدود، وتطور العالم الافتراضي بشكل مذهل (كان هذا ملموسًا أثناء جائحة كورونا)، حيث احتلّت الأنظمة الذكية مكانة متقدّمة في الصناعة. ومع التوسّع في عمليات التصنيع والزيادة في حركة وسائل النقل المختلفة، صاحبها ظاهرة الاحتباس الحراري نتيجة للإفراط في استخدام الطاقة المستمدّ معظمها من الوقود الأحفوري. وبدأ البحث عن مصادر نظيفة وغير ناضبة، فانطلقت ثورة الطاقة المتجددة بأنواعها المختلفة.
صورة انفو جراف توضح مميزات الثورات الصناعية. (مصدر الصورة: مجلة الثقافة، موقع العربية الالكتروني)