انرژی را از روی منابع تولید و نیز مکانیزم کلی تولیدشان به صورت زیر تقسیم بندی می‌کنند. بعضی از این انرژیها تجدید پذیر (انرژیهای برگشت پذیر) بوده و بعضی دیگر تجدید ناپذیر (انرژیهای برگشت ناپذیر) هستند که تعاریف آنها را نیز در زیر می‌آوریم.

انرژی خورشید

در داخل خورشید انرژی پتانسیل گرانشی باعث افزایش دما می‌شود، تا آنجا که شرایط دمایی برای انجام همجوشی هسته‌ای فراهم شود. بر اثر این واکنش ، ماده به انرژی تبدیل می‌شود. که این انرژی بصورت تابش است و به اندازه‌ای است که هم خورشید را داغ نگه می‌دارد و هم گرمای منظومه شمسی و زمین را تأمین می‌کند. می‌توان در سطح زمین ، با تبدیل این انرژی به صورتهای دیگر از آن منبع عظیم استفاده بهینه کرد.

انرژی باد

اختلاف دمای آزمایشهای مربوط به هوا باعث ایجاد اختلاف فشار می‌شود و این اختلافها سبب حرکت لایه‌های مختلف آزمایشهای مربوط به هوا ، برای رسیدن به تعادل می‌شوند. حرکت لایه‌های آزمایشهای مربوط به هوا را باد می‌گویند. که از حرکت نسبی اتمسفر زمین هم ناشی می‌شود. باد به سبب سرعت خود انرژی جنبشی دارد. که آن را انرژی باد می‌گویند. با بکار گیری ابزارها و دستگاههای مناسب می‌توان از این منبع طبیعی انرژی هم استفاده کرد.

انرژی آب

آب هم مانند باد و خورشید از منابع طبیعی انرژی می‌باشد. انرژی آب به علت حرکت و سرعت آن می‌باشد. با بستن سد در مقابل آب رودخانه‌ها می‌توان انرژی جنبشی را بصورت انرژی پتانسیل ذخیره کرد و به مصارف مختلف رساند. آبشارها نیز ، به علت ارتفاع از سطح زمین و هم به علت سرعت زیاد آب ، منبع عظیمی از انرژی آب می‌باشند.

انرژیهای فسیلی

فسیل بقایای گیاهان و جانورانی است که در گذشته در زمین مدفون شده‌اند. این بقایای پوسیده می‌توانند در تولید سوختها و انرژی فسیلی مورد استفاده قرار بگیرند. این سوختها بطور طبیعی بصورت مواد جامد ، مایع ، گاز یا مخلوطی از آنها در معادن استخراج می‌شوند.

انرژی جزر و مد

جزر و مدها به بالا آمدن و پائین رفتن سطح آب اقیانوسها مربوط هستند جزر یعنی پائین رفتن آب و مد یعنی بالا آمدن سطح آب. تأثیرات خورشید و ماه بر روی زمین ، تئوری تعادلی جزر و مد را مشخص می‌کند. این انرژی هم در ایجاد انرژی موج نقش دارد و هم مکانیزم تولید الکتریسیته در توربین پره‌ای است.

انرژی ماهیچه‌ای

ماهیچه‌های بدن با دریافت فرمان از مغز و به کمک استخوانها و سایر اجزاء ، می‌توانند منقبض و منبسط شوند. و در این باز و بسته شدن انرژی را ذخیره و منتقل کنند. ماهیچه منقبض دارای ذخیره انرژی ماهیچه‌ای می‌باشد که وقتی باز شد، می‌تواند این انرژی را به بیرون انتقال دهد و به کار یا صورتهای دیگر انرژی تبدیل نماید.

انرژی نورانی

نور صورتی از انرژی است که در بسته‌هایی موسوم به فوتون منتشر می‌شود. انرژی نورانی طبق رابطه E = hv با فرکانس نور بستگی مستقیم دارد. در این رابطه E انرژی نورانی فوتون ، h ثابت پلانک و v فرکانس فوتون می‌باشد. انرژی نورانی آن دسته از بسامدهایی را شامل می‌شود که در ناحیه مرئی طیف الکترومغناطیسی قرار دارند.

انرژی گرمایی

گرما انرژی است که در اثر اختلاف دمای بین دو جسم (سیستم) که باهم در تماسند، مبادله می‌گردد. به این انرژی فقط زمانی نام انرژی گرمایی اطلاق می‌شود که در اثر اختلاف دما جریان داشته باشد. اختلاف دما در یک سیستم منفرد نیز انرژی گرمایی بوجود می‌آورد که با رابطه (Q = mc (T₂ - T₁ بدست می‌آید. که در آن T ها معرف دما بوده ، Q انرژی گرمایی ، m جرم جسمی که تبادل آزمایشهای مربوط به گرما را صورت می‌دهد و c ظرفیت گرمایی ویژه می‌باشد.

انرژی صوتی

صوت یک موج مکانیکی طولی است که می‌تواند در محیطهای مادی منتشر شود. بسامدهای این امواج در محدوده 20 هرتز تا 20000 هرتز قرار دارد که گستره شنیده شدنی نامیده می‌شود. امواج با بسامد کمتر از این محدوده را امواج فرو صوتی و امواج با بسامد بیشتر را امواج فراصوتی می‌نامند. E = hv انرژی صوتی حاصل از بسامدهای مربوط به صوت می‌باشد.

انرژی هسته‌ای

هسته با وجود جرم بسیار کم ، امروزه از منابع بسیار قوی انرژی محسوب می‌شود. که طبق رابطه انیشتن E = mc² با تبدیل جرم به انرژی ، انرژی هسته‌ای را بوجود می‌آورد. انرژی هسته‌ای به دو روش شکافت و همجوشی حاصل می‌شود. در شکافت هسته‌ای ، یک هسته سنگین طی واکنشی به دو هسته با جرم کمتر تبدیل شده و مقدار زیادی انرژی آزاد می‌کند. در همجوشی هسته‌ای ، دو هسته سبک باهم ترکیب شده و یک هسته سنگین ایجاد می‌کنند، که این واکنش هم با آزاد سازی انرژی همراه است.

انرژی الکتریکی

وقتی دو ذره باردار را که بار همنام دارند، با سرعت ثابت به هم نزدیک می‌کنیم، یا زمانی که دو ذره ناهمنام را با سرعت ثابت از هم دور می‌کنیم، برای غلبه بر نیروهای کولنی بین ذرات ، باید کار انجام دهیم. کار انجام شده بصورت انرژی الکتریکی در بارهای الکتریکی ذخیره می‌شود. این مسئله را در حالت کلی می‌توان به توزیعهای پیوسته و گسسته‌ای از بار نیز تعمیم داد. چگالی انرژی الکتریکی u(E) = (E.D)/2 می‌باشد. که اگر از آن روی حجم منطقه انتگرال بگیریم کل انرژی الکتریکی بدست می‌آید، که در رابطه اخیر E میدان الکتریکی و D اندوکسیون الکتریکی می‌باشد.

انرژی مغناطیسی

اگر بار Q که با سرعت V حرکت می‌کند، تحت تأثیر میدان مغناطیسی قرار گیرد، انرژی مغناطیسی مربوطه عبارت خواهد بود از کاری که بوسیله میدان برای حرکت بار ، در فاصله مشخصی صورت می‌گیرد. مقدار انرژی مغناطیسی ذخیره شده در واحد حجم (چگالی انرژی مغناطیسی) از رابطه u(B) = (B.H)/2 بدست می‌آید. که در آن B اندکسیون مغناطیسی و H میدان مغناطیسی می‌باشند.

انرژی الکترومغناطیسی

مجموع انرژیهای الکتریکی و مغناطیسی در کنار هم انرژی الکترومغناطیسی نامیده می‌شود. که در مدارهای LC وRLC این ترکیب فراهم می‌شود. و انرژی در خازن و القاگر ذخیره می‌گردد. چگالی انرژی الکترومغناطیسی از رابطه u = (B.H + E.D)/2 محاسبه می‌شود.

انرژی موج

موج در سطح دریا عبارت است از حرکت ذرات آب به بالا و پایین و آنچه ادامه می‌یابد تا به ساحل می‌رسد، تنها همین حرکت است نه اینکه ذرات آب. نیرویی که باعث این حرکت می‌شود، از وزش باد تأمین می‌شود. ذرات آب در موج حرکت دایره وار دارند و انرژی موج ، انرژی برگشت پذیر است که دوباره در اثر برهمکنش باد و سطح آب ایجاد می‌شود.

انرژی شیمیایی

در جریان یک واکنش شیمیایی ، انرژی آزاد یا جذب می‌شود، که به این انرژی که حاصل از واکنشهای شیمیایی است، انرژی شیمیایی می‌گویند. این انرژی بسته به نوع واکنش ممکن است انرژی پیوندی ، انرژی یونش ، انرژی فعالسازی و ... باشد.

انرژی مکانیکی

طبق قانون پایستگی انرژی ، مجموع انرژی جنبشی و پتانسیل برای سیستمی که فقط نیروهای پایستار به آن اثر می‌کند، مقداری ثابت است. این مقدار ثابت انرژی مکانیکی نامیده می‌شود (E = K + U). که در این رابطه E انرژی مکانیکی ، K انرژی جنبشی و U انرژی پتانسیل می‌باشد.

انرژی پتانسیل

هر جسم بسته به موقعیت خود ، دارای انرژی پتانسیل می‌باشد که این موقعیت از یک مبدا فرضی سنجیده می‌شود. این انرژی در جسم ذخیره می‌شود و طبق قانون پایستگی انرژی مکانیکی ، می‌تواند با تغییر موقعیت ، به انرژی جنبشی تبدیل شده و کار انجام دهد. انرژی پتانسیل فقط برای نیروهای پایستار معنی دارد و در انواع انرژی پتانسیل گرانشی ، انرژی پتانسیل کشسانی و ... وجود دارد.

انرژی جنبشی

هر جسم متحرکی می‌تواند در برخورد به اجسام دیگر و با کم شدن سرعتش به آنها ضربه بزند، پس به هر جسم در حال حرکت می‌توان انرژیی نسبت داد که به انرژی جنبشی موسوم است و از رابطه K = mv²/2 بدست می‌آید. طبق قضیه کار و انرژی ، انرژی جنبشی یک جسم متحرک ، برابر است با کاری که می‌تواند انجام دهد، تا به سکون برسد.

انرژی داخلی

انرژی داخلی یک ماده برابر مجموع انرژیهای مولکولهای تشکیل دهنده آن ماده است، به عبارت دیگر ، انرژی داخلی با مجموع انرژیهای جنبشی و پتانسیل مولکولهای آن ماده برابر است. تغییر این انرژی ، موضوع قانون اول ترمودینامیک می‌باشد. انرژی درونی یک سیستم تنها تابعی از دمای مطلق آن می‌باشد.

انرژیهای برگشت پذیر

اگر سیستمی چنان متحول شود که پس از پایان تحول دوباره به حالت اولیه برگردد و در این برگشت هیچ تغییری در سیستم و محیطهای اطراف مشاهده نشود، چنین تحولی را تحول برگشت پذیر گویند. انرژی که در این تحول دوباره به حالت اولیه بازگشت ، انرژی برگشت پذیر می‌باشد.

انرژیهای برگشت ناپذیر

اگر سیستمی پس از پایان تحول ، دوباره به حالت اولیه بازنگردد، چنین تحولی را تحول برگشت ناپذیر می‌گویند. در طبیعت وجود عوامل اتلافی باعث می‌شود که همیشه مقداری از انرژی به شکل گرما ظاهر و بدون استفاده تلف شود. لذا دیگر این انرژی تلف شده به حالت اولیه بر نمی‌گردد. چنین انرژی را ، انرژی برگشت ناپذیر گویند.

مباحث مرتبط با عنوان

• انرژی
• انرژی جزر و مد
• انرژی پتانسیل گرانشی
• انرژی پتانسیل کشسانی
• انرژی پیوندی
• انرژی یونش
• تابش
• چگالی انرژی الکتریکی
• چگالی انرژی مغناطیسی
• چگالی انرژی الکترومغناطیسی
• سوخت
• عوامل اتلاف انرژی
• قضیه کار و انرژی
• قانون بقای انرژی
• قانون بقای انرژی مکانیکی
• منابع انرژی*واکنش شیمیایی

! تقسیمات انرژی:

انرژی را از روی منابع تولید و نیز مکانیزم کلی تولیدشان به صورت زیر تقسیم بندی می کنند. بعضی از این انرژی ها تجدید پذیر (انرژی های برگشت پذیر) بوده و بعضی دیگر تجدید ناپذیر (انرژی های برگشت نا پذیر) هستند که تعاریف آنها را نیز در زیر می آوریم:

• انرژی خورشید:
  در داخل خورشید انرژی پتانسیل گرانشی باعث افزایش دما می شود، تا آنجا که شرایط دمایی برای انجام همجوشی هسته ای فراهم شود. بر اثر این واکنش، ماده به انرژی تبدیل می شود. که این انرژی بصورت تابش است و به اندازه ای است که هم خورشید را داغ نگه می دارد و هم گرمای منظومه شمسی و زمین را تامین می کند. می توان در سطح زمین، با تبدیل این انرژی به صورتهای دیگر از آن منبع عظیم استفاده بهینه کرد.

• انرژی باد:
  اختلاف دمای هوا باعث ایجاد اختلاف فشار می شود. و این اختلافها سبب حرکت لایه های مختلف هوا ، برای رسیدن به تعادل ، می شوند. حرکت لایه های هوا را باد می گویند. که از حرکت نسبی اتمسفر زمین هم ناشی می شود. باد به سبب سرعت خود انرژی جنبشی دارد. که آن را انرژی باد می گویند. با بکارگیری ابزارها و دستگاه های مناسب می توان از این منبع طبیعی انرژی هم استفاده کرد.

• انرژی آب:
  آب هم مانند باد و خورشید از منابع طبیعی انرژی می باشد. انرژی آب به علت حرکت و سرعت آن می باشد. با بستن سد در مقابل آب رودخانه ها می توان انرژی جنبشی را بصورت انرژی پتانسیل ذخیره کرد. و به مصارف مختلف رساند. آبشارها نیز ، به علت ارتفاع از سطح زمین و هم به علت سرعت زیاد آب ، منبع عظیمی از انرژی آب می باشند.

• انرژی های فسیلی:
  فسیل بقایای گیاهان و جانورانی است که در گذشته در زمین مدفون شده اند. این بقایای پوسیده می توانند در تولید سوخت ها و انرژی فسیلی مورد استفاده قرار بگیرند. این سوخت ها بطور طبیعی بصورت مواد جامد ، مایع ، گاز یا مخلوطی از آنها در معادن استخراج می شوند.

• انرژی جزر و مد:
  جزر و مدها به بالا آمدن و پائین رفتن سطح آب اقیانوس ها مربوط هستند جزر یعنی پائین رفتن آب و مد یعنی بالا آمدن سطح آب.تاثیرات خورشید و ماه بر روی زمین، تئوری تعادلی جزر و مد را مشخص می کند. این انرژی هم در ایجاد انرژی امواج نقش دارد و هم مکانیزم تولید الکتریسیته در توربین پره ای است.

• انرژی ماهیچه ای:
  ماهیچه های بدن با دریافت فرمان از مغز و به کمک استخوان ها و سایر اجزا ، می توانند منقبض و منبسط شوند. و در این باز و بسته شدن انرژی را ذخیره و منتقل کنند. ماهیچه منقبض دارای ذخیره انرژی ماهیچه ای می باشد که وقتی باز شد ، می تواند این انرژی را به بیرون انتقال دهد و به کار یا صورتهای دیگر انرژی تبدیل نماید.

• انرژی نورانی:
  نور صورتی از انرژی است که در بسته هایی موسوم به فوتون منتشر می شود. انرژی نورانی طبق رابطه E=hv با فرکانس نور بستگی مستقیم دارد. در این رابطه E انرژی نورانی فوتون،h ثابت پلانک و v فرکانس فوتون می باشد. انرژی نورانی آن دسته از بسامدهایی را شامل می شود که در ناحیه مرئی طیف الکترومغناطیسی قرار دارند.

• انرژی گرمایی:
  گرما انرژیی است که در اثر اختلاف دمای بین دو جسم ( سیستم) که با هم در تماسند ، مبادله می گردد. به این انرژی فقط زمانی نام انرژی گرمایی اطلاق می شود که در اثر اختلاف دما جریان داشته باشد. اختلاف دما در یک سیستم منفرد نیز انرژی گرمایی بوجود می آورد که با رابطه Q=mc(T2-T1) بدست می آید. که در آن T ها معرف دما بوده ، Q انرژی گرمایی ، m جرم جسمی که تبادل گرما را صورت می دهد و c ظرفیت گرمایی ویژه می باشد.

• انرژی صوتی:
  صوت یک موج مکانیکی طولی است. که می تواند در محیطهای مادی منتشر شود. بسامدهای این امواج در محدوده 20 هرتز تا 20000 هرتز قرار دارد که گستره شنیده شدنی نامیده می شود. امواج با بسامد کمتر از این محدوده را امواج فرو صوتی و امواج با بسامد بیشتر را امواج فراصوتی می نامند.E=hv انرژی صوتی حاصل از بسامدهای مربوط به صوت می باشد.

• انرژی هسته ای:
  هسته با وجود جرم بسیارکم ، امروزه از منابع بسیار قوی انرژی محسوب می شود. که طبق رابطه انیشتن E=mc
  2 با تبدیل جرم به انرژی، انرژی هسته ای را بوجود می آورد. انرژی هسته ای به دو روش شکافت و همجوشی حاصل می شود. در شکافت هسته‌ای ، یک هسته سنگین طی واکنشی به دو هسته با جرم کمتر تبدیل شده و مقدار زیادی انرژی آزاد می کند. در همجوشی هسته ای ، دو هسته سبک با هم ترکیب شده و یک هسته سنگین ایجاد می کنند. که این واکنش هم با آزادسازی انرژی همراه است.

• انرژی الکتریکی:
  وقتی دو ذره باردار را که بار همنام دارند، با سرعت ثابت به هم نزدیک می کنیم ، یا زمانی که دو ذره ناهمنام را با سرعت ثابت از هم دور می کنیم، برای غلبه بر نیروهای کولنی بین ذرات، باید کارانجام دهیم. کار انجام شده بصورت انرژی الکتریکی در بارهای الکتریکی ذخیره می شود. این مسئله را در حالت کلی ، می توان به توزیع های پیوسته و گسسته ای از بار نیز تعمیم داد. چگالی انرژی الکتریکی u(E) = (E.D )/2 می باشد. که اگر از آن روی حجم منطقه انتگرال بگیریم کل انرژی الکتریکی بدست می آید. که در رابطه اخیر E میدان الکتریتی و D اندوکسیون الکتریکی میباشد.

• انرژی مغناطیسی:
  اگر بار Q که با سرعت Vحرکت می کند ، تحت تاثیر میدان مغناطیسی قرار گیرد، انرژی مغناطیسی مربوطه عبارت خواهد بود از کاری که بوسیله میدان ، برای حرکت بار ، در فاصله مشخصی صورت می گیرد. مقدار انرژی مغناطیسی ذخیره شده در واحد حجم «چگالی انرژی مغناطیسی) از رابطه u(B)=( B.H )/2 بدست می آید. که در آن B اندکسیون مغناطیسی و H میدان مغناطیسی می باشند.

• انرژی الکترومغناطیسی:
  مجموع انرژی های الکتریکی و مغناطیسی در کنار هم انرژی الکترومغناطیسی نامیده می شود. که در مدارهایLC وRLC این ترکیب فراهم می شود. و انرژی در خازن و القاگر ذخیره می گردد. چگالی انرژی الکترومغناطیسی از رابطه u=( B.H+E.D )/2 محاسبه می شود.

• انرژی امواج:
  موج در سطح دریا عبارت است از حرکت ذرات آب به بالا و پایین ، و آنچه ادامه می یابد تا به ساحل می رسد تنها همین حرکت است نه اینکه ذرات آب. نیرویی که باعث این حرکت می شود، از وزش باد تامین می شود. ذرات آب در موج حرکت دایره وار دارند و انرژی موج ، انرژی برگشت پذیر است که دوباره در اثر برهمکنش باد و سطح آب ایجاد می شود.

• انرژی شیمیایی:
  در جریان یک واکنش شیمیایی ، انرژی آزاد یا جذب می شود. که به این انرژی که حاصل از واکنش های شیمیایی است، انرژی شیمیایی می گویند. این انرژی بسته به نوع واکنش ممکن است انرژی پیوندی ، انرژی یونش ، انرژی فعالسازی و... باشد.

• انرژی مکانیکی:طبق قانون پایستگی انرژی ، مجموع انرژی جنبشی و پتانسیل برای سیستمی که فقط نیروهای پایستار به آن اثر می کند، مقداری ثابت است. این مقدار ثابت انرژی مکانیکی نامیده می شود ( E=K+U ). که در این رابطه E انرژی مکانیکی ، K انرژی جنبشی و U انرژی پتانسیل می باشد.

• انرژی پتانسیل:
  هر جسم بسته به موقعیت خود، دارای انرژی پتانسیل می باشد که این موقعیت از یک مبدا فرضی سنجیده می شود. این انرژی در جسم ذخیره می شود و طبق قانون پایستگی انرژی مکانیکی ، می تواند با تغییر موقعیت ، به انرژی جنبشی تبدیل شده و کار انجام دهد. انرژی پتانسیل فقط برای نیروهای پایستار معنی دارد و در انواع انرژی پتانسیل گرانشی ، انرژی پتانسیل کشسانی و... وجود دارد.

• انرژی جنبشی:هر جسم متحرکی می تواند در برخورد به اجسام دیگر و با کم شدن سرعتش به آنها ضربه بزند، پس به هر جسم در حال حرکت می توان انرژیی نسبت داد که به انرژی جنبشی موسوم است و از رابطهK=( mv