יום שבת כ"ח בתמוז, 22 ביולי

לשרותכם מנוע חיפוש מבוסס גוגל הממוקד באתרים חינוכים.Beta

   : חפש ראשי

חיים מלאים אנרגיה

אנחנו מתעוררים בבוקרו של יום קיץ חם, והשמש מציפה את חדרנו באור מסנוור. אנחנו קמים מהמיטה, מפעילים את הרדיו כדי לשמוע מוסיקה, אוכלים ארוחת בוקר ולאחר מכן נוסעים באוטובוס או במכונית ליעדנו. בערב אנחנו חוזרים הביתה, פותחים את המקרר כדי לחפש משהו טוב לאכול, מפעילים את הטלוויזיה וצופים בחללית הממריאה לחלל. מאוחר יותר אנו יושבים מול המחשב שלנו וגולשים לאתרים אהובים עלינו באינטרנט. כל אותם הדברים שציינו "עמוסים" באֶנֶרְגְּיָה. האֶנֶרְגְּיָה נמצאת באור השמש המציף את חדרנו, בפעולת הקימה ממיטתנו ובפעולת הרדיו.
 
את האֶנֶרְגְּיָה אפשר גם למצוא באוכל שאנו אוכלים ובפעולתו של הרכב שאנו נוסעים בו. האֶנֶרְגְּיָה נמצאת גם בפעולתו של המקרר, בטלוויזיה, בהמראתה של החללית לחלל ובפעולת המחשב. השתמשנו באֶנֶרְגְּיָה אתמול, בשבוע שעבר ובשנה שעברה, אנו משתמשים בה כעת ונמשיך להשתמש בה גם בעתיד. האֶנֶרְגְּיָה נמצאת, למעשה, בכל מקום ביְּקוּם. היא חשובה מאוד לפעולתו של הַיְּקוּם וכמובן – גם לחיים עצמם, כולל לחיינו, בני האדם. ללא האֶנֶרְגְּיָה – היְּקוּם, והחיים על פני כַּדּוּר הָאָרֶץ לא היו יכולים להתקיים

מהי אנרגיה?
לאֶנֶרְגְּיָה יש כמה תכונות. היא מְאַפְשֶׁרֶת את קיומן של הפעילויות השונות המתרחשות ביְּקוּם ובחיים. האֶנֶרְגְּיָה גם מסוגלת לעבור ממקום למקום. הנה כמה דוגמאות למעבר אֶנֶרְגְּיָה: אֶנֶרְגְּיָה מגיעה מהשמש הרחוקה אל כַּדּוּר הָאָרֶץ שלנו. בקומקום חשמלי, למשל, היא עוברת מִגּוּף הַחִימּוּם (גוף מתכת בתוך הקומקום החשמלי, המשמש לחימום המים שבקומקום) אל המים, ומחממת אותם. אֶנֶרְגְּיָה חשמלית עוברת כל הזמן מתחנת החשמל אל הבתים שלנו ומפעילה בהם מכשירים חשמליים שונים.
 
לאֶנֶרְגְּיָה תכונה נוספת. היא מופיעה בצורות שונות, ובמילים אחרות - קיימים סוגים שונים של אֶנֶרְגְּיָה: אֶנֶרְגְּיָה חשמלית, אנרגיית תנועה, אנרגיית קרינה, אנרגיית חום ועוד. תכונה נוספת של האֶנֶרְגְּיָה היא, שהיא מסוגלת להפוך מסוג אחד של אנרגיה לסוג אחר.
 
תכונה חשובה מאוד של האֶנֶרְגְּיָה, שהתגלתה כבר במאה ה-19, היא שהכמות הכוללת שלה אינה משתנה. לדוגמה, כשהאֶנֶרְגְּיָה החשמלית בסוללה הופכת לאנרגיית קרינה בְּפָנָס הפועל באמצעותה, האֶנֶרְגְּיָה החשמלית בסוללה אומנם פוחתת, אך הכמות שפחתה בסוללה הופכת לאנרגיית קרינה שאנו משתמשים בה לִתְאוּרָה. תכונה זו נקראת חוק שימור האֶנֶרְגְּיָה ומי שגילה אותה היה מַדְּעָן בְּרִיטִי בְּשֵׁם גֵ'ימְס ג'וּל ( James Joule ) שחי בין השנים 1818 ל-1889.
 
אנרגיה מכל הסוגים
כמו שראינו, קיימים סוגים שונים של אֶנֶרְגְּיָה, וסוג אחד של אֶנֶרְגְּיָה יכול להפוך לסוג אחר של אֶנֶרְגְּיָה. בין סוגי האֶנֶרְגְּיָה הבולטים:
 
אנרגיית תנועה - אֶנֶרְגְּיָה שמתבטאת בתנועתו של גוף. איפה נמצא אנרגיית תנועה? ובכן, במכונית נוסעת, למשל, בילד רץ, בחללית הנעה בחלל, בַּקָּרוּסֶלָה המסתובבת ועוד.
 
אנרגיית קרינה - סוג נוסף של אֶנֶרְגְּיָה. אֶנֶרְגְּיָה זו מתבטאת בקרינה היוצאת מגוף. נורה חשמלית, למשל, פולטת אנרגיית קרינה שאנו משתמשים בה להארת הבית. גם השמש שלנו פולטת אנרגיית קרינה. את אנרגיית הקרינה לא תמיד ניתן לראות. אנרגיית קרינה של גַּלֵּי רַדְיוֹ, למשל, היא קרינה בלתי נראית ואנו משתמשים בה, בין השאר, כדי לשמוע תחנות רדיו וכדי לאפשר תקשורת בין טלפונים נַיָּדִים.
 
כשאֶנֶרְגְּיָה באה לידי ביטוי בזרם חשמלי, היא נקראת אֶנֶרְגְּיָה חשמלית. זהו סוג נוסף של אֶנֶרְגְּיָה ואנו משתמשים בה ללא הרף. מכשירי החשמל הביתיים שלנו פועלים באמצעות אֶנֶרְגְּיָה זו, אך גם מתקנים שאינם ביתיים, כמו עמודי תאורה ברחובות ורמזורים, פועלים באמצעותה.
 
אחת מתכונותיה של האֶנֶרְגְּיָה היא, כפי שהזכרנו, יכולתה להפוך מצורת אֶנֶרְגְּיָה אחת לצורת אֶנֶרְגְּיָה אחרת. תכונה זו הכרחית לפעולתם של המכשירים למיניהם וכן לקיומן של תופעות הטבע. לדוגמה, בנורה חשמלית, הופכת אֶנֶרְגְּיָה חשמלית שמגיעה מתחנת החשמל, לאנרגיית קרינה. ללא יכולתה של האֶנֶרְגְּיָה להפוך מסוג אחד לסוג אחר - לא ניתן היה להפעיל את הנורה החשמלית.
 
דוגמה אחרת היא מכשירים כמו דיסק-מן, מקלט רדיו או נגן mp3. במכשירים אלה אֶנֶרְגְּיָה חשמלית הופכת לאנרגיית קוֹל וללא יכולתה של האֶנֶרְגְּיָה להפוך מסוג אחד לאחר הם לא היו מסוגלים לפעול. והנה דוגמה מהטבע: קרינה מגיעה אלינו מהשמש. אנרגיית הקרינה פוגעת בפני השטח של כַּדּוּר הָאָרֶץ והופכת לאנרגיית חום. באופן כזה חם לנו ביום יותר מאשר בלילה. ההתחממות ביום לא הייתה מתאפשרת ללא יכולתה של האֶנֶרְגְּיָה להפוך מסוג אחד לסוג אחר.

מקורות אנרגיה
האֶנֶרְגְּיָה חיונית מאוד לחיינו. בכַּדּוּר הָאָרֶץ וביְּקוּם כולו קיימות כמויות עצומות של אֶנֶרְגְּיָה אבל בדרך כלל הן אינן שימושיות לנו בצורה שבה הן מופיעות בטבע. לדוגמה, גלי הים הם בעלי אֶנֶרְגְּיָה עצומה, אבל איננו יכולים להשתמש בה כדי להפעיל מכשירים ביתיים שונים, למשל. כך גם הרוח, שהיא בעלת עוצמה רבה, אך איננו יכולים להשתמש בה בצורתה המקורית, או קרינת השמש - המגיעה אלינו בכמויות עצומות מדי יום, אך איננו יכולים לעשות בה שימוש כפי שהיא. התהליך של קבלת אֶנֶרְגְּיָה השימושית לנו נקרא בשם הפקת אֶנֶרְגְּיָה. המקורות שמהם אנו מפיקים אֶנֶרְגְּיָה נקראים בשם מקורות אֶנֶרְגְּיָה. מהם מקורות האֶנֶרְגְּיָה של הָאֱנוֹשׁוּת כיום? ובכן, קיימים מקורות אֶנֶרְגְּיָה רבים. הבולטים שבהם הם:
 
נֵפְט גּולְמִי: זהו נוזל שחור הנמצא בעומק רב מתחת לפני האדמה. נֵפְט גּולְמִי הוא נוזל צְמִיגִי (סָמִיךְ) בצבע שחור חום. הַנֵּפְט הַגּולְמִי הוא למעשה תערובת של מספר רב של חומרים. באמצעות מִתְקַן זִיקּוּק מפרידים אותו למוצרי נֵּפְט שונים המשמשים בחלקם כחומרי דלק. בחומרי הדלק נוכל למצוא למשל מָזוּט, שמשמש להפעלת תחנות החשמל, המספק לנו אֶנֶרְגְּיָה חשמלית בכל שעות היממה. חומר דלק נוסף הוא הַבֶּנְזִין, המשמש, למשל, להנעת כלי רכב שונים כמו מכוניות ורכבות. סוֹלֶר הוא חומר דלק המשמש בין השאר לחימום מרכזי בבתים משותפים. מָזוּט, בֶּנְזִין וסוֹלֶר הם רק חלק מחומרי הדלק הַמּוּפָקִים מן הַנֵּפְט הַגּולְמִי.
 
הפקת האֶנֶרְגְּיָה ממוצרי הַנֵּפְט, המשמשים כחומרי דלק, מתבצעת על ידי שְׂרֵפָתָם. בתחנת החשמל, למשל, שורפים מָזוּט. המָזוּט הבוער מרתיח מים ואלה הופכים לְאֵדֵי מַיִם בתנועה. תנועתם של אדי המים מניעה טוּרְבִּינָה. הטוּרְבִּינָה מניעה גֶּנֶרָטוֹר. הגֶּנֶרָטוֹר מפיק אֶנֶרְגְּיָה חשמלית בזמן סיבובו, שעוברת באמצעות כְּבָלִים למקומות שונים, כמו בתים ובתי ספר.
 
פֶּחָם: חומר מוצק בצבע אפור או שחור (תלוי בסוג הפֶּחָם) הנמצא מתחת לפני האדמה. השימוש בפֶּחָם כחומר דלק, כמו בנֵּפְט, נעשה על ידי שריפתו. בין השאר משמש הפֶּחָם להנעתן של תחנות חשמל. השימוש בו בתחנות החשמל דומה לשימוש שנעשה בנֵּפְט - שורפים את הפֶּחָם ומשתמשים בחום שלו להרתחת מים הגורמים להנעת טוּרְבִּינָה, שמניעה את הגֶּנֶרָטוֹר, המפיק אֶנֶרְגְּיָה חשמלית בסיבובו.
 
גז טבעי: זהו גז המצוי מתחת לפני הקרקע. כמו בפֶּחָם, גם בגז משתמשים כחומר דלק, באמצעות שריפתו. האופן שבו משתמשים בו בתחנות חשמל דומה לאופן שבו משתמשים בַּנֵּפְט ובפֶּחָם בתחנות החשמל. לפני מספר שנים התגלה גז טבעי בכמויות גדולות בְּיִשְׂרָאֵל. הגז הטבעי התגלה מול חוֹפֵי אַשְׁקְלוֹן ומאז שנת 2004 הוא משמש להפעלת חלק מתחנות החשמל שלנו.
 
דלק גַּרְעִינִי: כל חומר שאנו מכירים עשוי מחלקיקים זעירים מאוד הנקראים אָטוֹמִים. אָטוֹם עשוי מִגַּרְעִין וּמֵאֶלֶקְטְרוֹנִים המקיפים אותו. כשמבקעים אָטוֹמִים של חומרים מיוחדים, כמו אוּרַנְיוּם, למשל, משתחררת אֶנֶרְגְּיָה אדירה, בין השאר אנרגיית חום. חומרים שניתן לְבַקֵּעַ את גַּרְעִיני האָטוֹמִים שלהם כדי לקבל אֶנֶרְגְּיָה נקראים "דלק גַּרְעִינִי". כמות אנרגיית החום שמשתחררת מקילוגרם אחד של דלק גַּרְעִינִי גדולה בהרבה מזו המשתחררת משריפתו של פֶּחָם או נֵּפְט. למשל, כמות האֶנֶרְגְּיָה שניתן להפיק מקילוגרם אורניום גדולה פי שלושה מיליון מכמות האֶנֶרְגְּיָה שניתן להפיק מקילוגרם פֶּחָם.
 
אנרגיית השמש: אנרגיית השמש מגיעה אלינו כל הזמן בצורת קרינה. קיימות שתי דרכים לניצול אנרגיית השמש: על ידי הפיכתה לאנרגיית חום ועל ידי הפיכתה לאֶנֶרְגְּיָה חשמלית. איך הופכים את אנרגיית השמש לאנרגיית חום? למשל באמצעות דּוּד הַשֶּׁמֶשׁ, שכולנו מכירים. דּוּד הַשֶּׁמֶשׁ הוא מתקן המצויד במשטח שחור ובדוד מים. המשטח השחור בולע את אנרגיית הקרינה של השמש והופך אותה לאנרגיית חום. אנרגיית החום עוברת למים המצויים בתוך צינורות שעל פני המשטחים. המים שבצינורות מתחממים ועוברים לדוד, שם הם נֶאֱגָרִים לשימושנו כמים חמים.
 
כדי להפוך את אנרגיית השמש לאֶנֶרְגְּיָה חשמלית משתמשים בתא שמש. זהו מתקן שטוח הקולט את קרינת השמש והופך אותה ישירות לאֶנֶרְגְּיָה חשמלית. תָּאֵי שֶׁמֶשׁ משמשים כיום להפקת אֶנֶרְגְּיָה בחלליות שונות, במחשבונים, בשעוני שמש ועוד.
 
מפלי מים: אנרגיית התנועה של המים, הנופלים במפלי מים, מנוצלת להפקת אֶנֶרְגְּיָה חשמלית על ידי גֶּנֶרָטוֹר. המים הנופלים מניעים טוּרְבִּינָה, שמניעה גֶּנֶרָטוֹר המפיק אֶנֶרְגְּיָה חשמלית.

עתיד אֶנֶרְגֶּטִי
 הנֵּפְט והפֶּחָם הם מקורות האֶנֶרְגְּיָה השימושיים ביותר של המין האנושי, אך הם הולכים וּפוֹחֲתִים. על פי ההערכה, הנֵּפְט ייגמר בסביבות שנת 2050. הגז הטבעי יספיק כנראה עד שנת 2090 בערך, ואילו הפֶּחָם יספיק לעוד כמה מאות שנים. לכן, בני האדם חייבים למצוא מקורות אנרגיה חדשים, כדי שלא ניתקל בבעיות של הפקת אֶנֶרְגְּיָה בעתיד. מלבד זאת, פֶּחָם ונֵּפְט הם מקורות אֶנֶרְגְּיָה הַמְּזַהֲמִים את הסביבה ותורמים להתחממות כַּדּוּר הָאָרֶץ - המסכנת את כַּדּוּר הָאָרֶץ. לכן, כדאי למצוא להם תַּחְלִיפִים שלא יזיקו לסביבה.
 
מקורות האֶנֶרְגְּיָה בהם נשתמש בעתיד יהיו, ככל הנראה, מאוד שונים ממקורות האנרגיה בהם אנו משתמשים כיום. אחד מאותם מקורות אנרגיה יכול להיות, למשל, הרוח. הרוח משמשת כבר היום כמקור אֶנֶרְגְּיָה. רוח נושבת ומניעה טוּרְבִּינָה וזו מניעה גֶּנֶרָטוֹר המפיק אֶנֶרְגְּיָה חשמלית. מקור אנרגיה נוסף יכול להיות גַּז הַמֵּימָן, ממנו ניתן להפיק אֶנֶרְגְּיָה רבה לשימוש עבור צרכים שונים – כמו הנעת כלי רכב, למשל. אולם, המועמד המבטיח ביותר לרשת את מקורות האֶנֶרְגְּיָה הקיימים כיום הוא כנראה אותו כדור מְסַנְוֵר, המלווה אותנו מדי יום ביומו, בכל עונות השנה - השמש.
 
מדי פעם עולה הרעיון לנצל את אנרגיית השמש באמצעות תחנות חשמל, שיוצבו בחלל. על פי הרעיון, יוצבו בחלל לוויינים ענקיים המכוסים תאי שמש שיהפכו את אנרגיית הקרינה, המגיעה אליהם מן השמש, לאֶנֶרְגְּיָה חשמלית. לוויינים בחלל חשופים כל העת לאנרגיית השמש המגיעה אליהם (ולא רק חלק מהזמן, כפי שזה קורה בכַּדּוּר הָאָרֶץ). את הרעיון העלה פִּיטֵר גַלַאזֶּר כבר בשנת 1968. הרעיון לא התגשם, פשוט כי היה צפוי לעלות הרבה מאוד כסף. אולם, בעתיד המחיר יֵרֵד – וייתכן, שבעשרים או בשלושים השנים הבאות, יוקמו בחלל תחנות חשמל. אותן תחנות יהיו מצוידות בתאי שמש, שיפיקו אֶנֶרְגְּיָה חשמלית מקרינת השמש לשימושנו. 
 
מילון מונחים
· גֶּנֶרָטוֹר
: מתקן שהופך אנרגיה מֶכָנִית לאֶנֶרְגְּיָה חשמלית. מפיק אֶנֶרְגְּיָה חשמלית  כשמסובבים אותו.

· טוּרְבִּינָה: מתקן שבו נוזל, או גז, מניע גלגל גדול (או מנוע), שהופך את הָאֶנֶרְגְּיָה הַקִּינֶטִית לאנרגיה מֶכָנִית. למשל: גלגל המים שבו השתמשו בימי קֶדֶם לַהֲנָעַת טַחֲנוֹת.

· אנרגיה גִיאוֹתְרַמְלִית: אנרגיה שמקורה בְּקִיטוֹר טִבְעִי, מים חמים או סלעים חמים בִּקְרוּם כַּדּוּר הָאָרֶץ.

הכתבה המלאה מתפרסמת בגיליון מס' 16 של גליליאו צעיר



לרכישת מנוי

14.05.2005



השבוע בהיסטוריה
מורשת ישראל
אוכל ושאר ירקות
על הא ודע במדע
פנאי ובידור
הפסקה פעילה
בז שטח
מידענות
תיבת נח
המלצה על ספר
בניית אתרים


קורצ'אק, יאנוש

לפי תאריך :

כתוב לנו | ספר אורחים | אמנת פרטיות | פרסם בבז | הוסף אתר
כל הזכויות שמורות בז © 2000-2002 תנאי שימוש
האתר נבנה ומתוחזק עלידי אפוק