الطاقة الكيميائية إلى طاقة ميكانيكية: ماذا ، كيف تحول ، العملية -

تركز هذه المقالة على تحويل الطاقة الكيميائية إلى طاقة ميكانيكية ، وكيفية حدوث التحويل وتفاصيل العملية.

يعتمد تحويل الطاقة من الطاقة الكيميائية إلى طاقة ميكانيكية على عمل جميع الكائنات الحية تقريبًا. تخزن روابط المركبات الكيميائية الطاقة الكيميائية التي يتم تحويلها إلى طاقة ميكانيكية في العديد من التطبيقات مثل الألعاب التي تعمل بالبطاريات ومحطات الطاقة النووية ومحطات الطاقة الحرارية والساعات وما إلى ذلك.

قد تختلف عملية التحويل في سياقات مختلفة. سنناقشها بالتفصيل أدناه.

ما هو تحويل الطاقة الكيميائية إلى طاقة ميكانيكية؟

يعني تحويل الطاقة الكيميائية إلى طاقة ميكانيكية تحويل الطاقة الموجودة في روابط الذرات أو الجزيئات إلى طاقة الجسم بسبب موقعه أو حركته.

النظر في مثال على سيارة لعبة تعمل بالبطارية. الحركة من السيارة اللعبة بسبب الطاقة الميكانيكية. لم يتم إنشاء هذه الطاقة بشكل مفاجئ ، وبدلاً من ذلك توفر البطارية الطاقة اللازمة للحركة. تعمل البطارية ، التي تتكون عمومًا من محلول إلكترولي وقطبين إلكترودين ، على تحويل الطاقة الكيميائية الموجودة في روابط جزيئات المحلول الكهربائي من خلال التحليل الكهربائي إلى طاقة كهربائية ، وهذا بدوره يتحول إلى طاقة ميكانيكية.

لذلك ، ينتج عن نقل الطاقة من البطاريات حركة لعبة السيارة ، مما يثبت قانون الحفاظ على الطاقة. ينص القانون على ذلك

"لا يمكن إنشاء الطاقة ولا تدميرها. لا يمكن تحويلها إلا من نموذج إلى آخر ".

كيف تحول الطاقة الكيميائية إلى طاقة ميكانيكية؟

يعد تحويل الطاقة الكيميائية إلى طاقة ميكانيكية أمرًا شائعًا في العديد من الأجهزة بما في ذلك السيارات والدراجات التي تعمل بالبطاريات ، وفي السيارات ، والساعة ، وما إلى ذلك.

سيارة لعبة / دراجة تعمل بالبطارية

في سيارة لعبة أو دراجة تعمل بالبطارية ، يتم تحويل الطاقة الكيميائية مبدئيًا إلى طاقة كهربائية نتيجة تفاعل الإزاحة الذي يحدث داخل البطارية. ثم يتم تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية عندما تدور العجلة.

الطاقة الكيميائية للطاقة الميكانيكية — **سيارة لعبة تعمل بالبطارية**
اعتمادات الصورة: فليكر

ساعة حائط

في الساعة ، البطارية يحول المواد الكيميائية إلى طاقة كهربائية. بالإضافة إلى ذلك ، يقوم المحرك الموجود في الساعة بتحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية يتم نقلها عبر التروس إلى عقارب الساعة.

الغازولين

البنزين هو مصدر الطاقة الذي تتحرك به السيارة. عندما يتم حرق البنزين ، يتم تحويل طاقته الكيميائية إلى طاقة حرارية. من خلال نظام من المكابس والأسطوانات في المحرك ، يتم نقل الحرارة كطاقة ميكانيكية عندما تدور العجلات.

محطات توليد الطاقة بالوقود

في محطات توليد الطاقة بالوقود ، يتم تحويل الطاقة الكيميائية للوقود إلى طاقة حرارية نتيجة تفاعل الاحتراق. يتم نقل هذه الطاقة الحرارية إلى التوربينات وعندما تدور ، يتم إنتاج طاقة ميكانيكية. يتم تحويل الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية بواسطة المولدات في محطات الطاقة.

رصاصة

عندما يتم إطلاق مسدس ، يتم إسقاط الرصاصة بتسارع معين. تحويل الطاقة وراء ذلك هو الطاقة الكامنة الكيميائية لبندقية المسحوق إلى طاقة ميكانيكية للرصاصة.

**أطلق الرصاص من مسدس**
اعتمادات الصورة: ويكيميديا كومنز

ما هي العملية التي يتم تحويل الطاقة الكيميائية إلى طاقة ميكانيكية؟

يحدث تحويل الطاقة مباشرة من الطاقة الكيميائية إلى الطاقة الميكانيكية في الكائنات الحية. تُعرف العملية باسم التحلل المائي ATP. في عضلاتنا ، يتم إطلاق الطاقة الكيميائية المخزنة في روابط ATP (Adenosine Tri-Phosphate) عند انقسام الرابطة ، ويتم تحويلها إلى طاقة ميكانيكية كلما حدث عمل عضلي (أي حركة).

عندما نتحرك أو نركض أو نلعب أو نرقص أو نؤدي أي نشاط بدني ، فإن هذه العملية تحدث في أجسادنا لتزويدنا بالطاقة الميكانيكية الكافية اللازمة للحركة.

الاحتراق هو العملية الأولية في تحويل الطاقة في العديد من السياقات مثل البنزين ومحطات توليد الطاقة بالوقود وما إلى ذلك. تتحول الطاقة الكيميائية إلى طاقة حرارية ثم يتم تحويلها لاحقًا إلى طاقة ميكانيكية.

التفاعل الكيميائي الذي يحدث في البطاريات في الأجهزة التي تعمل بالبطاريات مثل لعبة السيارات أو الدراجات أو الساعات ، يحول الطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربائية الطاقة ثم إلى الطاقة الميكانيكية.