ஆற்றல் என்றால் என்ன?
ஆற்றல் பல்வேறு வழிகளில் தன்னை வெளிப்படுத்துகிறது மற்றும் வேலையை உருவாக்கும் திறனுடன் தொடர்புடையது
Unsplash இல் ஃபெடரிகோ பெக்காரியின் படம்
ஆற்றலுக்கு சரியான வரையறை இல்லை, ஆனால் இயற்பியலில் இது ஒரு மிக முக்கியமான கருத்தாகும், இது வேலையை உருவாக்கும் அல்லது ஒரு செயலைச் செய்யும் திறனைக் குறிக்கிறது. உயிரியல் மற்றும் வேதியியல் போன்ற பிற அறிவியல் பகுதிகளிலும் இந்த வார்த்தை பயன்படுத்தப்படுகிறது.
வாழ்க்கையின் அனைத்து பகுதிகளிலும் ஆற்றல் முக்கிய பங்கு வகிக்கிறது, இது இயற்பியலின் மிக முக்கியமான அளவு ஆகும். உயிர்கள் உயிர்வாழும் ஆற்றலைச் சார்ந்து, இரசாயன ஆற்றல் வடிவில் உணவு மூலம் அதைப் பெறுகின்றன. கூடுதலாக, உயிரினங்கள் சூரியனிடமிருந்து ஆற்றலைப் பெறுகின்றன.
ஆற்றல் பாதுகாப்பின் பொதுக் கோட்பாடு
இயற்பியலில், பாதுகாப்பு என்ற சொல் மாறாத ஒன்றைக் குறிக்கிறது. பழமைவாத அளவைக் குறிக்கும் ஒரு சமன்பாட்டில் உள்ள மாறியானது காலப்போக்கில் நிலையானதாக இருக்கும் என்பதே இதன் பொருள். மேலும், இந்த அமைப்பு ஆற்றல் இழக்கப்படவில்லை, உருவாகவில்லை அல்லது அழிக்கப்படவில்லை என்று கூறுகிறது: அது மாறுகிறது.
ஆற்றல் அலகுகள்
சர்வதேச அமைப்பு அலகுகளால் வரையறுக்கப்பட்ட ஆற்றல் அலகு ஜூல் (J), இது 1 மீட்டர் இடப்பெயர்ச்சியில் நியூட்டனின் சக்தியால் செய்யப்படும் வேலை என வரையறுக்கப்படுகிறது. இருப்பினும், ஆற்றல் மற்ற அலகுகளிலும் விவரிக்கப்படலாம்:
- கலோரி (சுண்ணாம்பு): ஒரு கிராம் நீரின் வெப்பநிலையை 14.5 முதல் 15.5 டிகிரி செல்சியஸ் வரை உயர்த்துவதற்குத் தேவையான ஆற்றலின் அளவு. ஒரு ஜூல் 0.24 கலோரிகளுக்கு சமம்;
- கிலோவாட்-மணி (kWh): மின் நுகர்வு (1 kWh = 3.6 . 106 J) அளவிட பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது;
- BTU (பிரிட்டிஷ் வெப்ப அலகு): பிரிட்டிஷ் வெப்ப அலகு 1 BTU = 252.2 கலோரிகள்;
- எலக்ட்ரான்-வோல்ட் (eV): இது வெற்றிடத்தில் (1 eV = 1.6 . 10–19 J) ஒரு வோல்ட்டின் மின் ஆற்றல் வேறுபாட்டால் முடுக்கிவிடப்படும் போது, ஒற்றை எலக்ட்ரான் (எலக்ட்ரான்) பெற்ற இயக்க ஆற்றலின் அளவு.
ஆற்றல் வகைகள்
ஆற்றல் ஒரு தனித்துவமான அளவு, ஆனால் அது எவ்வாறு வெளிப்படுகிறது என்பதைப் பொறுத்து, அது வெவ்வேறு பெயர்களைப் பெறுகிறது. இயற்பியலில் ஆற்றலின் முக்கிய வகைகளைப் பற்றி அறிக:
இயக்க ஆற்றல்
இயக்க ஆற்றல் என்பது உடலின் இயக்க நிலையுடன் தொடர்புடையது. இந்த வகை ஆற்றல் அதன் நிறை மற்றும் வேகத் தொகுதியைப் பொறுத்தது. உடலின் வேகத்தின் மாடுலஸ் அதிகமாக இருந்தால், இயக்க ஆற்றல் அதிகமாகும். உடல் ஓய்வில் இருக்கும்போது, அதாவது, வேகத் தொகுதி பூஜ்ஜியமாக இருக்கும், இயக்க ஆற்றல் பூஜ்ஜியமாகும்.
சாத்தியமான ஆற்றல்
சாத்தியமான ஆற்றல் ஒரு உடல் ஆக்கிரமிக்கும் நிலை அல்லது ஒரு மீள் அமைப்பின் சிதைவுடன் தொடர்புடையது. முதல் வழக்கில், சாத்தியமான ஆற்றல் ஈர்ப்பு ஆற்றல் என்று அழைக்கப்படுகிறது, இரண்டாவது, மீள் திறன் ஆற்றல்.
புவியீர்ப்பு ஆற்றல் என்பது உடல் பகுப்பாய்வு செய்யப்படும் புள்ளியின் நிறை, ஈர்ப்பு மற்றும் உயரத்தைப் பொறுத்தது. மீள் திறன் ஆற்றல், மறுபுறம், மீள் மாறிலி மற்றும் கேள்விக்குரிய வசந்தத்தின் சிதைவு ஆகியவற்றிலிருந்து பெறப்படுகிறது.
இயந்திர ஆற்றல்
இயந்திர ஆற்றல் என்பது சக்தி மூலம் மாற்றக்கூடிய ஆற்றல். அடிப்படையில், இது ஒரு உடலின் இயக்கவியல் மற்றும் சாத்தியமான ஆற்றலின் கூட்டுத்தொகையாக புரிந்து கொள்ள முடியும்.
சிதறல் சக்திகள் இல்லாத நிலையில் இயந்திர ஆற்றல் மாறாமல் இருக்கும், அதன் இயக்கவியல் மற்றும் சாத்தியமான வடிவங்களுக்கு இடையே மாற்றம் மட்டுமே நடைபெறுகிறது.
வெப்ப ஆற்றல்
வெப்ப ஆற்றல் அல்லது உள் ஆற்றல் என்பது பொருளை உருவாக்கும் நுண்ணிய கூறுகளுடன் தொடர்புடைய இயக்கவியல் மற்றும் சாத்தியமான ஆற்றலின் கூட்டுத்தொகை என வரையறுக்கப்படுகிறது. உடல்களை உருவாக்கும் அணுக்கள் மற்றும் மூலக்கூறுகள் மொழிபெயர்ப்பு, சுழற்சி மற்றும் அதிர்வு ஆகியவற்றின் சீரற்ற இயக்கங்களைக் கொண்டுள்ளன. இந்த இயக்கம் வெப்ப கிளர்ச்சி என்று அழைக்கப்படுகிறது. ஒரு அமைப்பின் வெப்ப ஆற்றலில் மாற்றம் வேலை அல்லது வெப்பத்தின் மூலம் நிகழ்கிறது.
கோட்பாட்டளவில், வெப்ப ஆற்றல் துணை அணு துகள்களின் இயக்கத்தின் அளவோடு இணைக்கப்பட்டுள்ளது. உடலின் வெப்பநிலை அதிகமாக இருந்தால், அதன் உள் ஆற்றல் அதிகமாகும். அதிக வெப்பநிலை உடல் அல்லது குறைந்த வெப்பநிலை உடல் தொடர்பு போது, வெப்ப பரிமாற்றம் ஏற்படும்.
மின்சாரம்
மின் ஆற்றல் என்பது துணை அணுத் துகள்களின் மின் கட்டணங்களிலிருந்து உற்பத்தி செய்யப்படும் ஆற்றல் ஆகும். கட்டணங்கள், அவை நகரும்போது, மின்னோட்டத்தை உருவாக்கி, நாம் மின்சாரம் என்று அழைப்பதை உருவாக்குகிறது.
ஒளி அல்லது சூரிய ஆற்றல்
கண்களால் எடுக்கக்கூடிய அலைகளின் வரம்பினால் ஒளி ஆற்றல் உருவாகிறது. மேலும், இது தாவரங்களால் உணரப்படுகிறது, இது ஒளிச்சேர்க்கை செயல்பாட்டில் பயன்படுத்தப்படுகிறது. மின்காந்தக் கதிர்வீச்சின் ஒரு வடிவமான ஒளிக்கதிர்கள், நம் கண்களை அடைந்து, விழித்திரையைத் தாக்கி, நரம்புகள் வழியாக மூளைக்குச் செல்லும் மின் சமிக்ஞையை உருவாக்குகின்றன.
இது வெப்ப அல்லது மின் ஆற்றலாக மாற்றப்பட்டு பல்வேறு பயன்பாடுகளுக்கு பயன்படுத்தப்படலாம். சூரிய ஆற்றலைப் பயன்படுத்துவதற்கான இரண்டு முக்கிய வழிகள் மின்சார உற்பத்தி மற்றும் சூரிய நீர் சூடாக்குதல். மின் ஆற்றலின் உற்பத்திக்கு, இரண்டு அமைப்புகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன: ஹீலியோதெர்மல், இதில் கதிர்வீச்சு முதலில் வெப்ப ஆற்றலாகவும் பின்னர் மின் ஆற்றலாகவும் மாற்றப்படுகிறது; மற்றும் ஒளிமின்னழுத்தம், இதில் சூரிய கதிர்வீச்சு நேரடியாக மின் ஆற்றலாக மாற்றப்படுகிறது.
ஒலி ஆற்றல்
ஒலி ஆற்றல் காற்றின் வழியாக, இரண்டு அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட பொருள்களுக்கு இடையே உள்ள மூலக்கூறு இயக்கத்தால், ஒலி அலையை ஏற்படுத்துகிறது. ஒலி அலையானது மூலக்கூறுகளின் சுருக்கப் பகுதிகள் (மூலக்கூறுகள் நெருக்கமாக, அதிக அழுத்தம்) மற்றும் மூலக்கூறுகளின் அரிதான பகுதிகள் (மூலக்கூறுகள் வெகு தொலைவில், குறைந்த அழுத்தம்) ஆகியவற்றைக் கொண்டுள்ளது. இரண்டு பொருள்கள் எதிரெதிர் திசையில் இருக்கும் போது அல்லது ஒரே திசையில் இருந்தால் வெவ்வேறு வேகங்களைக் கொண்டிருக்கும் போது ஒலியை உருவாக்க முடியும்.
பேச்சு அலைகள் மற்றும் பிற பொதுவான ஒலிகள் சிக்கலான அலைகள், அதிர்வுகளின் பல்வேறு அதிர்வெண்களில் உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது. காதை அடைந்தவுடன், ஒலி ஆற்றல் மின் சமிக்ஞைகளாக மாற்றப்படுகிறது, அவை நரம்புகள் வழியாக மூளைக்கு பயணிக்கின்றன, இதனால் நாம் ஒலியை உணர்கிறோம்.
அணு ஆற்றல்
அணுசக்தி என்பது தெர்மோநியூக்ளியர் ஆலைகளில் உற்பத்தி செய்யப்படும் ஆற்றல் ஆகும். ஒரு தெர்மோநியூக்ளியர் ஆலையின் செயல்பாட்டுக் கொள்கை மின்சாரத்தை உருவாக்க வெப்பத்தைப் பயன்படுத்துவதாகும். யுரேனியம் அணுக்களின் கருக்களை இரண்டு பகுதிகளாகப் பிரிப்பதன் மூலம் வெப்பம் வருகிறது, இது அணுக்கரு பிளவு என்று அழைக்கப்படுகிறது.
கதிர்வீச்சு மருத்துவம், எக்ஸ்-கதிர்கள், கதிர்வீச்சு சிகிச்சை ஆகியவற்றில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது, ஆனால் இது அணுகுண்டுகள் மற்றும் அணுக்கழிவு போன்ற எதிர்மறை விளைவுகளுடன் தொடர்புடையது.
