تحولات الطاقة – الطاقة المفيدة والطاقة المهدرة وحفظ الطاقة

ماذا تعرض

يحوّل كل جهاز الطاقة من شكل إلى آخر، لكن جزءًا فقط من الطاقة الناتجة يكون في الشكل الذي نريده. يرسل هذا النموذج تيارًا من جسيمات الطاقة من المدخل (طاقة كهربائية، أو طاقة كيميائية في الوقود، أو طاقة ضوئية) عبر الجهاز، ويقسمه إلى طاقة مفيدة وطاقة مهدرة، معظمها حرارة تتبدد في الوسط المحيط. والكفاءة هي الطاقة المفيدة الناتجة مقسومة على الطاقة الكلية المزودة. ومهما كانت الكفاءة، تُظهر المجاميع المتراكمة أن مجموع الطاقة المفيدة والطاقة المهدرة يساوي الطاقة المزودة، وهذا يوضح حفظ الطاقة ولماذا توفر الأجهزة العالية الكفاءة الطاقة.

طريقة الاستخدام

اختر جهازًا بالأزرار أسفل الصورة، وابدأ بـ«مصباح متوهج»، واقرأ الجزأين المفيد والمهدر عند كفاءته المعتادة. ثم انتقل إلى «مصباح LED» وقارن. اسحب منزلق «الكفاءة» لتجرب قيمًا من اختيارك، وتحقق من أن سطر حفظ الطاقة في الأعلى متوازن دائمًا. اضغط «إعادة الضبط» لتصفير المجاميع المتراكمة قبل كل مقارنة، و«إيقاف مؤقت» لقراءة الأرقام.

المعاملات القابلة للتغيير

• الجهاز مصباح متوهج, مصباح LED, مروحة كهربائية, غلاية كهربائية, دراجة نارية صغيرة (محرك بنزين), لوح شمسي
• الكفاءة (0 = القيمة المعتادة للجهاز) 0–100 %
• الطاقة المزودة في كل دورة 50–500 J
• سرعة تدفق الطاقة 0.5–3 ×
• إظهار جسيمات الطاقة

أسئلة للاستكشاف

1. في الغلاية الكهربائية، أي تحول للطاقة مفيد وأيها مهدر؟
2. أين تذهب الطاقة المهدرة، وهل تنقص كمية الطاقة الكلية؟
3. لماذا يحتاج مصباح LED إلى طاقة كهربائية أقل من المصباح المتوهج ليعطي الضوء نفسه؟