พลังงาน (Energy)

พลังงาน (Energy) ความสามารถซึ่งมีอยู่ในตัวของสิ่งที่อาจให้แรงงานได้ เป็นกำลังงานที่ใช้ในช่วงเวลาหนึ่ง หรือระยะทางหนึ่ง มีค่าเป็น จูล(Joule) ตัวอย่างของพลังงานได้แก่ พลังงานไฟฟ้า ในแบตเตอรี่ พลังงานเคมีในอาหาร พลังงานความร้อนของเครื่องทำน้ำร้อน หรือพลังงานศักย์ของน้ำที่อยู่เหนือเขื่อน พลังงานสามารถเปลี่ยนรูปจากรูปแบบหนึ่งไปสู่รูปแบบอื่นได้ โดยกฎการอนุรักษ์พลังงาน

พลังงานที่ว่านี้ไม่สามารถจะทำให้สูญสลายไปได้ เว้นแต่ว่าจะแปรเปลี่ยนให้อยู่ในรูปของพลังงานในรูปแบบอื่น ยกตัวอย่างเช่น - เปลี่ยนพลังงานแสงจากดวงอาทิตย์ให้เป็นพลังงานไฟฟ้าที่ใช้ตาม บ้านเรือน (โดยใช้โซลาร์เซลล์) - เปลี่ยนพลังงานสะสมที่มีอยู่ในน้ำที่เก็บไว้ในเขื่อน (พลังงานศักย์) มา เป็นพลังงานที่ใช้ขับเคลื่อนไดนาโม (พลังงานจลน์) ของโรงไฟฟ้า

พลังงานสามารถจำแนกรูปแบบได้หลายลักษณะ รูปแบบของพลังงาน พลังงานกล (Mechanical Energy) (พลังงานศักย์ + พลังงานจลน์) พลังงานเคมี (Chemical Energy) พลังงานความร้อน (Thermal Energy) พลังงานแสง (รังสี) (Radiant Energy) พลังงานไฟฟ้า (Electrical Energy) พลังงานนิวเคลียร์ (Nuclear Energy)

พลังงานกล (Mechanical Energy) พลังงานศักย์ (Potential Energy) พลังงานจลน์ (Kinetic Energy) พลังงานเคมี (Chemical Energy) พลังงานไฟฟ้า (Electrical Energy) พลังงานนิวเคลียร์ (Nuclear Energy) พลังงานความร้อน (Thermal Energy) พลังงานแสง (รังสี) (Radiant Energy)

พลังงานกล (mechanical energy) เป็นพลังงานที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่ของวัตถุ แบ่งออกเป็น 2 ประเภท ได้แก่ พลังงานศักย์และพลังงานจลน์ พลังงานศักย์ (Potential Energy)  พลังงานที่สะสมอยู่ในวัตถุ เกี่ยวกับตำแหน่ง น้ำหนัก และแรงโน้มถ่วงของโลก ถ้าเราอยู่ในตำแหน่งที่สูง จะมีพลังงานศักย์สูง พลังงานจลน์ (Kinetic Energy) พลังงานของวัตถุขณะที่วัตถุเคลื่อนที่ เช่น รถที่กำลังวิ่ง

พลังงานเคมี (Chemical Energy) พลังงานที่สะสมอยู่ในสารต่างๆ โดยอยู่ในพันธะระหว่างอะตอมในโมเลกุล เมื่อพันธะแตกสลาย พลังงานสะสมจะถูกปล่อยออกมาในรูปของความร้อนและแสงสว่าง ตัวอย่างเช่น พลังงานเคมีที่อยู่ในอาหาร พลังงานที่ถูกเก็บไว้ในแบตเตอรี่

พลังงานความร้อน (Thermal Energy) มนุษย์เราได้พลังงานความร้อนมาจากหลายแห่งด้วยกัน เช่น จากดวงอาทิตย์, พลังงานในของเหลวร้อนใต้พื้นพิภพ , การเผาไหม้ของเชื้อเพลิง

พลังงานแสง (รังสี) (Radiant Energy) พลังงานที่มาในรูปของคลื่น เช่น แสง ความร้อน คลื่นวิทยุ อินฟาเรด อัลตราไวโอเลต รังสีเอกซ์ รังสีคอสมิก เป็นต้น

พลังงานไฟฟ้า (Electrical Energy) เป็นพลังงานที่เกิดจากการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนหรือประจุไฟฟ้าในช่วงเวลาหนึ่ง โดยอิเล็กตรอนเคลื่อนจากขั้วที่จ่ายอิเล็กตรอนได้ดีไปสู่ขั้วที่รับ อิเล็กตรอนได้ดี (ขั้วลบไปหาขั้วบวก) แต่ไฟฟ้าเป็นกระแสสมมุติเคลื่อนสวนทางกับอิเล็กตรอนจากขั้วบวกไปขั้วลบ

พลังงานนิวเคลียร์ (Nuclear Energy) พลังงานที่ถูกปล่อยออกมาในรูปของสารกัมมันตรังสีซึ่งมีอยู่ตามธรรมชาติ หรือสารกัมมันตรังสีในระเบิดนิวเคลียร์ เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์  หรือระเบิดปรมาณู

พลังงานสามารถเปลี่ยนรูปได้ แต่ไม่สามารถทำให้สูญหายหรือสร้างขึ้นใหม่ได้ เรียกว่า กฎอนุรักษ์พลังงาน (Law of conservation of energy) กระบวนการหรือเครื่องมือสำหรับเปลี่ยนรูปพลังงานแสดงดังภาพ

การถ่ายโอนพลังงาน พลังงานสามารถถูกถ่ายโอนได้ด้วยวิธีต่างๆ ดังนี้ 1. งาน (work) เป็นการถ่ายโอนพลังงานเนื่องจากแรงที่กระทำต่อวัตถุ อัตราเร็วและตำแหน่งความสูงของลูกบอลเปลี่ยนแปลง โดยงานที่เกิดขึ้นจะถูกถ่ายโอนกลายเป็นพลังงานกลของวัตถุนั้น

2. การถ่ายโอนความร้อน (heat transfer) เป็นการถ่ายโอนพลังงานระหว่างวัตถุหรือบริเวณที่มีอุณหภูมิแตกต่างกัน โดยค่าของอุณหภูมิจะมีความสัมพันธ์กับการสั่นและการเคลื่อนที่ของอะตอมหรือโมเลกุลของวัตถุ 3. การส่งไฟฟ้า (electrical transmission) เป็นการถ่ายโอนพลังงานโดยอาศัยการเคลื่อนที่ของประจุ ซึ่งเป็นวิธีที่ใช้ส่งพลังงานไปยังบ้านเรือน โรงงาน ฯ

4. คลื่นกล (mechanical waves) เป็นการถ่ายโอนพลังงานโดยการรบกวนตัวกลาง ทำให้คลื่นแผ่ออกไป ต้องมีการอาศัยตัวกลางในการเคลื่อนที่ เช่น คลื่นน้ำ เป็นต้น 5. คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (electromagnetic waves) เป็นการถ่ายโอนพลังงานโดยการเปลี่ยนแปลงของสนามแม่เหล็กและสนามไฟฟ้า ซึ่งไม่ต้องอาศัยตัวกลางในการเคลื่อนที่ เช่น แสง ไมโครเวฟ คลื่นวิทยุ เป็นต้น

อ้างอิง หนังสือเรียน รายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์ “พลังงาน” ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4-6 https://www.eia.gov/energyexplained/index.php?page=about_laws_of_energy http://www.tsk2.ac.th/krooaon/lesson2-1.html