5.7. Οι "άλλες" μορφές ενέργειας και ο άνθρωπος

Όσον αφορά τις ανθρώπινες δραστηριότητες η μηχανική ενέργεια είναι ίσως, η πιο διαδεδομένη, αλλά όχι βέβαια και η μόνη μορφή ενέργειας. Ας δούμε μερικές από τις υπόλοιπες μορφή ενέργειας.

• Εσωτερική ενέργεια οργανισμού: είναι το σύνολο των κάθε μορφής ενεργειών που διαθέτουν τα μόρια σώματος. Είναι στην πραγματικότητα μηχανική αφού οφείλεται στην κίνηση, στην ταλάντωση, στην έλξη και στην άπωση των μορίων. Εξαρτάται κυρίως από τη θερμοκρασία και είναι μια μορφή ενέργειας που αποθηκεύεται (σε αντίθεση με τη θερμότητα π.χ. η οποία προσφέρεται στο σώμα ή αποβάλλεται από αυτό). Σχόλιο: Το ζεστό σώμα έχει μεγάλη, σχετικά, εσωτερική ενέργεια και όχι μεγάλη θερμότητα (όπως συνήθως ακούγεται).

• Θερμική ενέργεια: είναι εκείνη που ρέει από κάποια περιοχή σε άλλη (ή από σώμα σε άλλο) λόγω διαφοράς θερμοκρασίας ανάμεσα τους. Ο κλάδος της Φυσικής που ασχολείται με τη σχέση έργου με θερμότητα λέγεται Θερμοδυναμική. Πηγές θερμότητας είναι τα καύσιμα, οι καταναλωτές στον ηλεκτρισμό, η τριβή στη μηχανική κ.ά.

• Ο Ήλιος ως πηγή ενέργειας: Στον Ήλιο πραγματοποιείται μια κατηγορία αντιδράσεων, που λέγονται θερμοπυρηνικές ή αντιδράσεις σύντηξης. Σε υψηλές θερμοκρασίες ισότοπα του Η2 μετατρέπονται σε πυρήνες He και παράγεται ενέργεια. Με τον τεράστιο αριθμό ατόμων που συντήκονται η ενέργεια φτάνει σε πολύ υψηλές τιμές και μικρό μέρος της αντιστοιχεί σε ορατό φως. Είναι ενέργεια καθοριστική για τη διατήρηση και την ανάπτυξη της ζωής στον πλανήτη μας. Ένα μικρό αλλά σημαντικό ποσοστό της ηλιακής ενέργειας αντιστοιχεί στην υπεριώδη ακτινοβολία, η οποία είναι επικίνδυνη για τον άνθρωπο λόγω της χημικής δράσης της (είναι αυτή που απορροφάται από το όζον της ατμόσφαιρας. Να γιατί, όταν αναφερόμαστε στην "τρύπα του όζοντος" προβάλλουμε έντονα τους κίνδυνους που διατρέχουμε από αυτήν.

• Ηλεκτρική ενέργεια: Παράγεται στα εργοστάσια που μετατρέπουν άλλη μορφή ενέργειας σε ηλεκτρισμό. Τα εργοστάσια αυτά διακρίνονται σε θερμικά, σε υδροηλεκτρικά, σε πυρηνοηλεκτρικά και σε γεωθερμικά. Τελευταία έχει αρχίσει η συστηματική αξιοποίηση των ανεμογεννητριών και των φωτοβολταϊκών μονάδων.

• Πυρηνική ενέργεια: Παράγεται από τις αντιδράσεις σχάσεως με "πρώτη ύλη" βαρείς πυρήνες (π.χ. ουράνιο) και πηγή δράσης νετρόνια με κατάλληλη ταχύτητα. Αξιοποιείται στους αντιδραστήρες, στα πυρηνικά υποβρύχια και στα πυρηνοηλεκτρικά εργοστάσια.

Για όλες αυτές τις μορφές ενέργειας ισχύει μια γενική αρχή με τον ανεπίσημο τίτλο : "αρχή της ελάχιστης ενέργειας". Σύμφωνα με την αρχή αυτή το οποιοδήποτε φυσικό σύστημα είναι τόσο σταθερότερο, όσο μικρότερη ενέργεια διαθέτει. Η κατάσταση, μάλιστα, θεωρείται ευσταθής και μόνιμη, όταν το φυσικό σύστημα διαθέτει την ελάχιστη ενέργεια για τις συνθήκες που επικρατούν. Το βιβλίο μας, π.χ., στο θρανίο πάνω στο οποίο το έχουμε αφήσει, βρίσκεται σε κατάσταση ευστάθειας, επειδή έχει ελάχιστη δυναμική ενέργεια. Αν το βιβλίο, όμως, μετακινηθεί σε σημείο του αέρα στο ίδιο οριζόντιο επίπεδο με το θρανίο, η κατάσταση παρουσιάζει αστάθεια, αφού το βιβλίο μπορεί να μετακινηθεί σε σημεία με μικρότερη δυναμική ενέργεια (π.χ. στο έδαφος)

Στην αρχή αυτή οφείλονται πολλά φυσικά φαινόμενα, όπως η εκπομπή ενέργειας από πυρήνες ατόμων που τους έχουμε διεγείρει (γνωστή ως ραδιενέργεια), η δημιουργία σεισμού από τη συσσωρευμένη ενέργεια σε περιοχή του υπεδάφους κ.ά.