علوم

علوم

طوكيو، اليابان (CNN)-- تسبب زلزال اليابان العنيف الذي بلغت قوته 8.9 درجة بمقياس ريختر وأطلق موجات مد مدمرة، الجمعة، في إزاحة جزيرة اليابان الرئيسية بواقع 8 أقدام (2.4 متراً) وتحول الأرض عن محورها بقرابة 4 بوصات. ونجم عن الزلزال، الأعنف في تاريخ اليابان، 160 هزة ارتدادية خلال الساعات الأربعة وعشرين الأولى، 141 منها بلغت قوتها خمس درجات أو أكثر، وأمواج تسونامي ارتفعت لعشرة أمتار، وسارعت 50 دولة مطلة على المحيط الهادئ لإطلاق تحذيرات منها. وقال كينيث هدنت، وهو عالم جيوفيزيائي من وكالة المسج الجيولوجي ...

علوم

الضفدع

الضفدع حيوان برمائي عديم الذيل له عينان جاحظتان. ولمعظم الضفادع ارجل خلفية طويلة وقوية تمكنها من القفز الى مسافات طويل. وتعيش الضفادع في كل القارات باستثناء القارة المتجمدة الجنوبية المعروفة بانتاركتيكا، لكن أكبر عدد من الانواع يوجد في المناطق الاستوائية.



ظهرت الضفادع على وجه الارض لأول مرة قبل نحو 180 مليون سنة ولقد ظهر منها نحو 2700 نوع. وتقضي بعض الانواع حياتها كاملة في الماء او بالقرب منه، في حين تعيش انواع منها بشكل رئيسي في البر ويأتي الى الماء بغرض التزاوج فقط، لكن البعض منها لا يدخل الماء مطلقاً حتى من اجل التزاوج.



يتميز الضفدع بنعومة جلده الرطب دائماً وبانعدام الذيل، وبمنخريه اللذين يقعان على نتوء من الرأس مما يتيح له ان يتنفس الهواء حيث يكون مغموراً تماماً بالماء، وبفم مزود بأسنان صغيرة دائمة النمو على الفك الاعلى فقط وعلى الحنك. ولسان الضفدع كثير الحركة وهو معلق في مقدمة الفم ويمكن قذفه بسرعة الى الخارج للقبض على الفرائس الصغيرة.



وتدفن أغلبية الضفادع نفسها في الطين خلال فصل الشتاء، وطوال فترات الجفاف وتضع في الربيع بيوضها ليخرج منها بعد ايام عدد من الفراخ التي لا تزيد على العشرة فراخ (الشراغيف). وتعيش هذه الشراغيف فترة كالاسماك في المياه متنفسة عن طريق الخياشيم وتسبح مستعينة بأذنابها وبعد فترة تظهر قائمتا الشرغوف الخلفيتان ثم يختفي الذنب، فالخياشيم، ثم تظهر القائمتان الأماميتان ثم يبدأ الضفدع بالتنفس بوساطة الرئتين.
وتبيض الضفدعة من 1000 بيضة حتى 9000 بيضة بحسب الجنس ويراوح طولها بين 4 سم و8 سم وهي تعمر من 5 سنوات وحتى 17 سنة وذلك كله حسب الجنس والنوع

علوم

الطيور:-المنظر الخارجي للطيور يختلف تماما عن مظهر الحيوانات العظمية الأخرى من زحافات وثدييات ولكن من الداخل فالأجسام لها التصميم الأساسي نفسه فجميعها لها العظام ذاتها مع إختلاف كبير في حجم العظام وثخانتها فبالمقارنة مع الكائن البشري مثلا نجد أن للطير فكين مستطيلين وعنقا طويلا وعظام الذراعين واليدين طويلة ( وتقع داخل الجناح) كما أن الرجلين والقدمين بالغة الطول أيضا . وعظام الفخذ مغطاة بالريش والذي نظن أنه ركبة الطير هو بالحقيقة الكاحل أو رسغ القدم . وأصابع رجلي الطير طويلة جدا تنتهي بمخالبه أو بجلد يغطي ما بينها ويساعد الطير على السباحة . وقفص الصدر صغير بالمقابل ولكن عظمة الصدر الوسطى كبيرة وقوية لأن عضلات الطيران القوية موصولة إلى الهيكل بواسطتها وهذه العضلات تدفع الجناحين وتجعل صدر الطير كبيرا. ومع أن جسم الطير يحتوي على عظام كثيرة إلا أنه ليس ثقيلا لأن على الطير ان يرتفع في الهواء والواقع ان العظام مجوفة فهي لذلك خفيفة والعظام مسنودة بعارضات من العظام الصغيرة تزيد في قوتها. وللطير رئتان ضخمتان وفجوات فارغة تسمى أكياس هواء داخل الجسم وهذه لا تساعد على تخفيف الجسم فحسب بل تتيح للطير أيضا كميات كبيرة من الهواء للتنفس وهذا حيوي للطير أثناء الطيران عندما يحتاج إلى كثير من الأكسجين . والطيران يعطي الجسم حرارة والهواء داخل الجسم يمتص هذه الحرارة الزائدة . وللطيور ميزة تنفرد بها بين المخلوقات ألا وهي الريش . فالجسم مكسو بريس قوي وكذلك الأجنحة والذنب وهو يحفظ الجسم ويحميه ويعطي الطير القدرة على الطيران وتحت هذا الريش المتين توجد زغب أو وبر ريشية تقي جسم الطير من البرد والريش جميعه مكون من مادة كيراتين وهي مادة قرنية موجودة في شعر الإنسان وأظافره.

كيف يطير الطير :
يطير الطائر إما بخبط جناحيه ليتحرك في الهواء أو يمد جناحيه ليسبح في الهواء أو يعلو وعندما يخبط العصفور بجناحيه يدفع بالهواء نزولا فيبقى هو عاليا ، كما أنه يدفع بالهواء إلى الوراء فيتقدم إلى الأمام ولكي يعلو في الهواء ليبدأ بالطيران فإنه يقفز من الأرض إلى أعلى او ينط عن مكان مرتفع . وبعض الطيور تحب أن تعدو قليلا قبل الإرتفاع ومن الطيور المائية ما تضرب بأجنحتها صفحة الماء قبل ان ترتفع في الجو. كثير من الطيور تقدر أن تبقى محلقة بدون تحريك أجنحتها بتاتا ، مثل القطرس ( الألباتروس) يظل حائما فوق الأمواج أو الكواسر مننسور وشوح محلقة في أعالي الجو. وتسبح هذه الطيور في الجو بطريقة إنحدارية لكي تظل طائرة فالجناح يقص الهواء قصا وحركة الهواء فوقه تعطي الطير دفعة إلى فوق وتمكنهم من البقاء حائمين وعندما يلتقي الطير مع التيارات الهوائية المرتفعة يحمله ذلك إلى أعلى. ويمكن لبعض الطيور أن تتوقف في الطيران وتبقى بلا حراك في مكان واحد في الجو فالباشق يطير ضد الهواء بنفس سرعة الهواء فيظل في مكانه فوق هدفه والعصفور الطنان يتوقف حقيقة في مكانه ضاربا بأجنحته الصغيرة جئية وذهابا بسرعة مذهلة كي لا يتقدم إلى الأمام وبإمكانه أيضا أن يطير إلى الخلف إذا دعت الحاجة

حواس الطيور :

للطيور نفس الحواس التي للبشر منها ماهو أكثر تطورا ومنها ما هو أقل على العموم تتمتع الطيور بنظر وسمع حادين إلا أن حاسة الشم لديها ضعيفة كثير من الطيور زاهية الألوان ومعظم الطيور تقدر ان تفرق الألوان أما طيور الليل فلا تحتاج إلى تمييز الألوان لذلك ترى الألوان الرمادية أما الطيور التي تصطاد حيوانات أخرى فنظرها حاد جدا قد يكون عشرة أضعاف نظر الإنسان . عينا البوم في مقدمة الرأس لكي يتمكن من الإستدلال على فريسته بسهولة وهذه الفريسة تكون عادة طيرا عاشبا أو عصفورا يحط على الأرض ولهذا النوع من العصافير عيون على جانبي الرأس لكي يقدر أن ينظر إلى كل الجهات فيرى أعداءه مقتربين منه. وليس للطيور آذان مثل آذاننا ولكنها تستطيع أن تسمع عبر فتحات تحت الريش وراء العينين والطيور تتكلم سوية بواسطة الغناء وتحتاج أن يكون سمعها قويا والبوم يصطاد في الليل وتستعمل سمعها الحاد لتبلغ فرائسها من الأصوات الخافتة التي تحدثها إذا تحركت. وللطيور مناخر في سفح المنقار ولكنها تستعملها للتنفس اكثر مما تستعملها للشم

.

تصنيف الطيور :



هناك أنواع متعددة من الطيور في العام ولكي يسهل فهم صلة هذه الأنواع أحدها بالآخر فقد جرى تصنيفها ضمن مجموعات وذلك بموجب تركيب أجسامها فذوات الجسم المشابه ضمت في مجموعة واحدة والمقصود بذلك هو التركيب الداخلي لا المظهر الخارجي ويعني هذا ان نوعين من الطيور التي قد تبدو متشابهة مثل النورس والغلمار ( طائر بحري من طيور القطب الشمالي) يمكن ان تصنف ضمن مجموعتين مختلفتين لأن تركيبها الداخلي مختلف وقد ينتسب طيران يختلفان في المظهر غلى مجموعة واحدة بسبب تشابه تركيب جسميهما فطير الطوقان الضخم ونقار الشجر الصغير هما من عائلة واحدة لأن لكل منهما إصبعين متجهتين غلى الأمام وإصبعين إلى الخلف في أقدامهما. وهناك حوالي 8600 نوع من الطيور يستطيع كل نوع منها أن يتزاوج مع طيور من نوعه ويتوالد ولكن الأصناف المختلفة لا تتزاوج لذلك تظل كما هي دون تغيير والأنواع المشابهة تنتسب لنفس الجنس والجناس المشابهة للعائلة ذاتها والعائلات المتقاربة تؤلف مجموعة . وهناك 27 مجموعة من الطيور إحدى هذه المجموعات تشمل نوعا واحدا هو النعامة . وهناك مجموعات تشمل أنواعا متعددة ومجموعة الطيور الجواثم تحوي على عدد من الأنواع يفوق سائر أعداد المجموعات كلها .

طور الحضانة :

معظم الطيور ترخم بيوضها أي تجثم فوقها وتحضنها لتظل دافئة فتنمو الصغار داخلها إلى ان تفقس ولبعض الطيور الأخرى طرق تختلف مثلا الطيور البحرية تستخدم أقدامها الدافئة بينما أنواع غيرها تدفن البيض في كومة من النباتات المهترئة الدافئة أو في التراب او الرمل الدافيء وطور الحضانة قد يدوم من عشرة أيام لبيعض طيور الأحراج إلى 80 يوما للألبطروس والكيوي والألبطروس المتجول يصرف وقتا طويلا بالعناية بصغاره حتى أنه لا يستطيع الإنجاب إلا مرة كل سنتين.

الوقواق في العش :

بعض أنواع الطيور لا تعتني بصغارها على افطلاق بل تسخر لذلك أنواعا أخرى وأكثر هذه الأنواع شيوعا في أوروبا هو الواقواق ويوجد شبيه له في أميركا اسمه (( طير البقر)) وآخر في أفريقيا أمسه (( دليل المناحل)) .

ففي موسم التوالد تختار أنثى الوقواق عش أنثى من أحد أصناف الطيور وتراقبها فإذا تركت هذه العش حطت أنثى الوقواق مكانها حالا ووضعت بيضة في العش ، وإذا تيسر لها الوقت الكافي ازاحت ما استطاعت من البيوض الأخرى قبل رجوع الأنثى الأصلية ثم تطير أنثى الوقواق ولا تعود ترى البيضة التي وضعتها. أما الأم المستعارة فتحضن البيضة وتفقسها وتطعم الوقواق الصغير واضعة الغذاء في منقاره بالغريزة وقد يكبر صغير الوقواق ويصبح حجمه اكبر منحجم الأم التي تتولى إطعامه ولا يطول به الأمر حتى يدفع صغار الطير الأخرى في العش لأنه أكبر وأقوى منها ويظل وحده متمتعا بالغذاء الذي تأتي به الأم وينمو بسرعة وفي اقل من اسبوعين يصبح مستعدا للطيران مسلحا بكل ما حبته به الطبيعة من قدرة على البقاء.
الأيام الأولى :

تفقس بعض بيوض الطير وتخرج صغارها مستعدة لمواجهة متطلبات الحياة فالصغار مكسوة بالريش وبإمكانها التنقل كما تشاء. فالصيصان وصغار البط تبدأ حياتها هكذا وكل ما تحتاج إليه الأم هو حماية هذه الصغار في أثناء بحثها عن الطعام .إلا ان معظم الطيور تولد ولا حول لها ولا إمكانية فهي عريانة عمياء لا تستطيع ترك العش وعلى الأهل أن يحضروا الغذاء بينما ينمو الصغار. إلا أنها تنمو بسرعة وقد تتمكن من مغادرة العش قبل ان تصبح صيصان مستقلة عن والديها.
منقول

علوم

هي الطاقة الرياح وتعرّف بأنهاعملية تحويل حركة (طاقة) الرياح إلى شكل آخر من أشكال الطاقة سهلة الاستخدام، غالبا كهربائية وذلك باستخدام عنفات (مروحيات)، وقد بلغ إجمالي إنتاج الطاقة الكهربائية من الرياح للعام 2006 بـ 74,223 ميغاواط، بما يعادل 1% من الاستخدام العالمي للكهرباء، وبالتفصيل فقد بلغت نسبة الانتاج إلى الاستهلاك حوالي 20% في الدانمارك و9% في اسبانيا و7% في ألمانيا. وبهذا يكون الانتاج العالمي للطاقة المحولة من الرياح قد تضاعف 4 مرات خلال الفترة الواقعة بين عام 2000 وعام 2006.

يتم تحويل حركة الرياح التي تُدَور العنفات عن طريق تحويل دوران هذه الأخيرة إلى كهرباء بواسطة مولدات كهربائية. ويستفيد العلماء من خبرتهم السابقة بتحويل حركة الرياح إلى حركة فيزيائية حيث أن استخدام طاقة الرياح بدأ مع بدايات التاريخ، فقد استخدمها الفراعنة في تسيير المراكب في نهر النيل كما استخدمها الصينيون عن طريق طواحين الهواء لضخ المياه الجوفية.

تستخدم طاقة الرياح على شكل حقول لعنفات الرياح لصالح شبكات الكهرباء المحلية. وعلى شكل العنفات الصغيرة لتوفير الكهرباء للمنازل الريفية او شبكات المناطق النائية.

تعتبر طاقة الرياح آمنة فضلا عن أنها من أحد أفراد عائلة الطاقة المتجددة، وهي طاقة بيئية لا يصدر منها ملوثات مضرة بالبيئة، يتجه العالم الآن بعد ظاهرة الاحتباس الحراري فضلا عن التلوث، لاعتماد مصادر الطاقة المتجددة كمصادر طاقة بديلة وللتخفيف من استخدام الوقود الاحفوري. ولهذه الأسباب يسعى التقدم التكنولوجي إلى خفض تكلفة الطاقة المتجددة لتوسيع انتشارها.


عمل العنفات الريحية
المكونات الرئيسية لعنفة الرياح هي شفرات دوًّارة تحمل على عمود ومولد يعمل على تحويل الطاقة الحركية للرياح إلى طاقة كهربية، فعندما تمر الرياح على الشفرات تخلق دفعة هواء ديناميكية تتسبب في دوران الشفرات، وهذا الدوران يشغل المولد فينتج طاقة كهربية، كما جهزت تلك التوربينات بجهاز تحكم في دوران الشفرات (فرامل) لتنظيم معدلات دورانها ووقف حركتها إذا لزم الأمر.

تعتمد كمية الطاقة المنتجة من توربين الرياح على سرعة الرياح وقطر الشفرات؛ لذلك توضع التوربينات التي تستخدم لتشغيل المصانع أو للإنارة فوق أبراج؛ لأن سرعة الرياح تزداد مع الارتفاع عن سطح الأرض، ويتم وضع تلك التوربينات بأعداد كبيرة على مساحات واسعة من الأرض لإنتاج أكبر كمية من الكهرباء، تنتج الولايات المتحدة وحدها سنويًّا حولي 3 بليون كيلو وات في الساعة (تلك الكمية تكفي لسد احتياجات مليون شخص من الكهرباء)، وذلك من حقول الرياح الموجود معظمها في كاليفورنيا، عادة يتم تخزين الكهرباء الزائدة عن الاستخدام في بطاريات، ولأن هناك بعض الأوقات التي تقل فيها سرعة الرياح، مما يصعب معه إنتاج الطاقة الكهربية، فإن مستخدمي طاقة الرياح يجب أن يكون لديهم مولدًا احتياطيًّا يعمل بالديزل أو بالطاقة الشمسية لاستخدامه في تلك الأوقات. المكان الأفضل لوضع التوربينات (عمل حقل رياح) يجب ألا يقل متوسط سرعة الرياح فيه سنويًّا عن 12 ميل في الساعة. وغير إنتاج الطاقة الكهربية فإن توربينات الرياح يمكنها إنتاج طاقة ميكانيكية تستخدم في عدد كبير من التطبيقات، مثل ضخ المياه، الري، تجفيف الحبوب وتسخين المياه. مميزاتها وعيوبها : طاقة الرياح طاقة محلية متجددة ولا ينتج عنها غازات تسبب ظاهرة البيت الزجاجي أو ملوثات، مثل ثاني أكسيد الكربون أو أكسيد النتريك أو الميثان، وبالتالي فإن تأثيرها الضار بالبيئة طفيف. 95% من الأراضي المستخدمة كحقول للرياح يمكن استخدامها في أغراض أخرى مثل الزراعة أو الرعي، كما يمكن وضع التوربينات فوق المباني. أظهرت دراسة حديثة أن كل بليون كيلو وات في الساعة من إنتاج طاقة الرياح السنوي يوفر من 440 إلى 460 فرصة عمل. التأثير البصري لدوران التوربينات والضوضاء الصادرة عنها قد تزعج الأشخاص القاطنين بجوار حقول الرياح، ولتقليل هذه التأثيرات يفضل إنشاء حقول الرياح في مناطق بعيدة عن المناطق السكنية. تتسبب التوربينات العملاقة أحيانًا في قتل بعض الطيور خاصة أثناء فترات هجرتهم، ويتم حاليًا دراسة تأثيرها على انقراض بعض أنواع الطيور، ولكن النتائج المبدئية تشير إلى أن التوربينات ليس لها هذا التأثير الشديد. وأخيرًا يمكن القول: إن طاقة الرياح من الطاقات التي يمكن تطبيق استخدامها بسهولة في عالمنا العربي لتقليل نسب التلوث التي بدأت تتزايد، ورغم أن الفكرة بدأ تطبيقها فعلاً في بعض الدول العربية إلا أن المطلوب نشر التجربة في باقي الدول.

بحث عن شركات في الدول العربية متخصصة في الطاقة الهوائية :


هنالك المزيد من الملفات في ويكيميديا كومنز حول :
طاقة ريحيةطاقة مائية
طاقة متجددة
طاقة شمسية
طاقة حيوية
كتلة حيوية
طاقة المد و الجزر

علوم

أنواع الوقود الحفوري:-

ان الوقود الأحفوري الواسع الانتشار والاستخدام يعد مثالا على مصادر الطاقة غير المتجددة.
ويقصد بالطاقة غيرالمتجددة المصدر(Non-Renewable) التي تكونت في الأرض منذ ملايين السنين ولها مخزون محدد سينتهي باستهلاكه،ولا يمكن تجديدها في فترة زمنيه قصيرة .
الوقود الأحفوري هو وقود يتم استعماله لإنتاج الطاقة الأحفورية. ويستخرج الوقود الأحفوري من المواد الأحفورية كالفحم الحجري ، الغاز الطبيعي، ومن النفط.
و تستخرج هذه المواد بدورها من باطن الأرض وتحترق في الهواء مع الأكسجين لإنتاج حرارة تستخدم في كافة الميادين.
يعتمد تركيب الوقود الأحفوري على دورة الكربون في الطبيعة، وبهذا يتم تخزين الطاقة(الشمسية) عبر العصور القديمة ليتم اليوم استخدام هذه الطاقة. حسب التقديرات العالمية ستغطي المصادر الأحفورية في عام 2030 حوالي 90% من الحاجة العالمية للطاقة. في عام 2005 بلغت هذه النسبة 81%.

يتكون الوقود الأحفوري من ثلاث أنواع رئيسيه هى :
1-الفحم.
2- النفط الخام.
3- الغاز الطبيعي.

كيف يتكون الوقود الأحفورى :
تكون هذا النوع من الوقود في العصور الجيولوجيةالقديمة وخاصة في العصر الكربوني(Carboniferous era ) منذ مايزيد على200 مليون سنة. ويعتقد أنها تكونت من بقايا الكائنات الحية،النباتية والحيوانية الكبير منها والمجهرية، التي دفنت تحت طبقات القشرة الأرضية وتأحفرت. وساعد عاملا الضغط والحرارة عبر ملايين السنين على تحولها إلى الفحم والنفط والغاز الطبيعي.
وبشكل عام يتكون الوقود الأحفورى :
1- نباتات أوكائنات حية مجهرية ماتت وسقطت فى قيعان البحار والمحيطات أو المستنقعات .
2- مواد مترسبة غطت البقايا من هذه المواد فى الصخور الرسوبية .
3- تحللت المواد ونتيجة الحرارة العالية والضغط المرتفع تحولت إلى وقود أحفورى .

ما حاجتنا إلى الوقود الأحفوري بأنواعه المختلفة؟
أن أهم استخدامات الوقود الأحفوري في جميع أنحاء العالم هي:
- توليد الكهرباء، حيث تستخدم الحرارة الناتجة عن حرق الفحم أو بعض مشتقات النفط أوالغاز الطبيعي في تسخين
الماء لإنتاج البخار الذي يستخدم في إدارة التوربينات الموصلة بمولدات الكهرباء.
- تشغيل وسائل المواصلات المختلفة، حيث تعد مشتقات النفط كالجازولين والديزل والكيروسين الوقود الأكثر استخداما لذلك.
* تركيب الوقود الأحفوري وخواصة:
تتركب جميع أنواع هذه الوقود من مركبات مكونة بشكل أساسي من عنصري الكربون والهيدروجين بنسب مختلفة .
وقد توجد أيضاً بعض من العناصر الأخرى , ولكن بنسب أقل بكثير مثل الأكسجين والكبريت والنيتروجين .
مميزات : الوقود الأحفورى :
1- يطلق بسهولة كميات كبيرة من الطاقة عند احتراقه .
2- الفحم الحجرى يصنع منه الفولاذ .
3- النفط يستخدم فى صنع البتروكيميائيات : وهذه المواد يصنع منها الكثير من السلع : كالأدوية ومواد التجميل والدهانات والبلاستيك.

الفحم الحجري:
الفحم الحجري صخر أسود أو بني اللون قابل للاشتعال والاحتراق. وعند احتراق الفحم الحجري فإنه يعطي طاقة على شكل حرارة. ويمكن استعمال الحرارة الصادرة عن احتراق الفحم الحجري في تدفئة المنازل، وكوقود للقاطرات في بداية عهد اختراع الآلة البخارية. والاستخدام الأساسي اليوم لهذه الطاقة هو في إنتاج الكهرباء. وتعطي محطات إنتاج الكهرباء باحتراق الفحم الحجري ثلثي الكهرباء المستهلكة في العالم. ويستعمل الفحم الحجري كذلك في إنتاج فحم الكوك وهو مادة خام أساسية في صناعة الحديد والفولاذ. وتنتج مواد أخرى عن عملية إنتاج فحم الكوك، يمكن استعمالها في صناعة الأدوية والأصباغ والأسمدة.

وكان الفحم الحجري في فترة ماضية المصدر الرئيسي للطاقة في جميع البلدان الصناعية. وقد أنتجت المحركات البخارية التي تعمل بالفحم الحجري، معظم القدرة اللازمة لهذه البلدان منذ بداية القرن التاسع عشر وحتى القرن العشرين. ومنذ بداية القرن العشرين، أصبح النفط والغاز الطبيعي المصدرين الرائدين للطاقة في معظم أرجاء العالم. وعلى نقيض الفحم الحجري ؛ فإن النفط يمكن تحويله إلى بنزين وديزل ومواد أخرى لازمة لتشغيل وسائل المواصلات الحديثة. وقد حل استعمال الغاز الطبيعي محل الفحم الحجري لتوليد الطاقة الحرارية، ولكن الاستهلاك الحالي لموارد العالم من النفط والغاز الطبيعي يجري بسرعة. وإذا استمر الاستهلاك العالي على المستوى الحالي فإن موارد النفط ستستهلك وتنضب خلال النصف الأول من القرن الحادي والعشرين. كما أن موارد الغاز الطبيعي ستنضب بدورها في أواسط القرن الحادي والعشرين. أما مصادر العالم من الفحم الحجري فهي باقية وتكفي لحوالي 220 سنة مقبلة، وذلك وفق معدلات الاستهلاك الحالية.

وقد يسدُّ الاستعمال المتنامي للفحم الحجري في إنتاج الكهرباء النقص المتزايد لكل من الغاز والنفط. ومع ذلك، فإن استعمال الفحم الحجري يحمل في طياته مشاكل من نوع آخر إذ إن احتراقه سببًا رئيسيًا لتلوث الهواء وزيادة تسبة ثاني أكسيد الكربون. وقد طُوِّرت وسائل عديدة للتقليل من التلوث ولكنها مكلفة ولم تثبت جدواها حتى الآن. ولابد من تحسين هذه الطرق والأساليب قبل التوسع الكبير في استعمال الفحم الحجري. وبالإضافة لهذا فإن بعض الفحم الحجري يوجد في طبقات عميقة تحت سطح الأرض، حيث يصعب استخراجه.
تولّد الفحم من بقايا النباتات التي انقطع عنها الهواء - مثلا في المستنفعات - والتي لم تتمكن من التحلل وتعرضت لاحقا لضغط كبير وحرارة خارجية. أما الماء والشوائب، فقد تطايرت مع الوقت ليكون الخث والفحم بدرجات مختلفة من حيث الخليط والنقاوة والكثافة.
- يتكون الفحم من خليط من المركبات بنسب مختلفة . أما العنصر الأساسي في هذه المركبات فهو الكربون ,كما يحتوي على نسب متفاوتة من الهيدروجين والنيتروجين والكبريت والأكسجين . وهناك ثلاثة أنواع رئيسية من الفحم
هي فحم الانثراسيت"Anthracite" وهو أكثر أنواع الفحم صلابة وأعلاها في نسبة الكربون حيث تبلغ 95%
وفحم الليجنيت "Lignite" أو الفحم البني ويحتوي 65-70% كربون
والفحم الحجري( فحم حجري بتيوميني) ويحتوي 75-90% من الكربون وهو أكثر أنواع الفحم الطبيعي استعمالاً.
يعتبر الانثراسايت أكثر أنواع الفحم قيمة وذلك لنقاوته العالية وكثافته الكبيرة، مما يعني أنه يتكون من عنصر الكربون بشكل أساسي. وبهذه المواصفات يمتلك الفحم الحجري على قدرة احتراق و(سعرات حرارية) عالية القيمة.
أما اللّيجنيت وهو من أنواع الفحم الحجري، فهو بني اللون، ويعتبر أقل جودة نظرا لكثافته الأقل ولوجود شوائب من الكبريت فيه. وتكون قدرته الحرارية أقل منها للفحم الحجري الصافي.




مراحل تكون الفحم الحجري




- أما النفط والغاز الطبيعي فهما خليط من مركبات كثيرة يطلق عليها الهيدروكربونات , وتتركب غالباً من عنصري الهيدروجين والكربون .والنفط خليك كثيف داكن اللون غالباً لا يمكن استخدامه بشكل مناسب إلا بعد أن يفصل إلى مكوناته العديدة في
عملية تسمىالتقطير التجزيئي ويتم هذا في أبراج التجزئة .
ومن أهم مشتقات النفط الجازولين والكيروسين والديزل وزيوت التشحيم وغيرها .
مكامن (مصائد) النفط:
يوجد بين حبيبات الصخور فراغات تسمى المسامات، وقد تكون هذه المسامات غزيرة وكثيرة، في بعض الصخور مثل الصخر الرملي والطيني ومثل هذه الصخور يقال أنها ذات مسامية عالية أما الصخور التي تحتوي على مسامات قليلة فانها تعتبر ذات مسامية منخفضة ومثال ذلك صخور الغرانيت وقد تكون المسامات في الصخور متصلة تشكل فنوات لذلك تعتبر هذه الصخور منفذة أي تسمح للموائع مثل (النفط والماء، والغاز) بالحركة خلالها بسبب اتصال مساماتها ومثال ذلك الحجر الرملي والحصى حيث تعتبر هذه الصخور ذات نفاذية عالية . أما الصخور التي لا تسمح للسوائل بالمرور خلالها لأن مساماتها صغيرة وغير متصلة فتوصف بأنها صخور كتيمة أي غير منفذة ، وقد يكون الصخر ذات مسامية عالية ونفاذيته قليلة بسبب صغر حجم الفراغات والمسامات بين الحبيبات وعدم اتصالها ومثال ذلك الحجر الطيني إذ يعتبر من الصخور الكتيمة (غير المنفذة) على الرغم من مساميته العالية .
مصاقد النفط : هي طبقة صخرية ذات مسامية ونفاذية عالية تكون محصورة بين طبقتين من الصخور الكتيمة في الأعلى والأسفل وتخزن النفط بداخلها .
شروط تكون النفط:
1- أن لا يكون الماء عميقاً لأن الأكسجين الذائب في الماء يتفاعل مع المادة العضوية المكونة لأجسام العوالق البحرية ويحولها إلى( H2O,CO2 ) .
2- أن تكون نسبة المادة العضوية مرتفعة نسبياً في الصخر الرسوبي الذي اختلطت به وأقل ذلك أن تكون في حدود 1% من الصخر الرسوبي .
3- أن يكون صخر لمصدر عميقاً في جوف الأرض على الأقل بعمق (3000م) .
مراحل تكون النفط:
بعد موت العوالق البحرية -- تترسب في القاع -- تدفن مع الرسوبيات -- تتكون صخور المصدر -- وباستمرار الترسبيب -- تتراكم الطبقات الرسوبية -- يتولد ضغط وحرارة -- تنضج المادة العضوية -- فيتكون النفط -- غالباً ما يهاجر النفط -- يتجمع في صخور أخرى تسمى (مصائد النفط) -- تحفر آبار لاستخراجه من المكان -- يرسل إلى محطات التكرير .







- أما الغاز الطبيعي فيتكون غالبه من غاز الميثان CH4 وغازات أخرى كالإيثان والبروبان .
عند احتراق جميع أنواع الوقود الأحفوري في وجود الأكسجين يتكون غاز ثاني أكسيد الكربون وتنبعث حرارة عالية وقد يتكون الماء أيضاً.

وتوضح المعادلتان التاليتان احتراق كل من الفحم وغاز الميثان :
2C(s) + 2O2 (g) ==>2CO2(g) + Energy

CH4(g) + 2O2 (g) ==>CO2 (g) + 2H2O(1) + Energy


وللوقود الأحفوري بأنواعه المختلفة عدة مميزات أهمها :
- متوافر حالياً بكميات كبيرة.
- يحترق بسهولة منتجاً كمية كبيرة من الطاقة الحرارية
التي يمكن استخدامها لتوليد الكهرباء وأغراض مهمة أخرى
كالطهي والتدفئة .
- سهل النقل

وعلى الرغم من كثرة مزاياه إلا أن لاستخدامه سلبيات عديدة منها
- ينطلق عن احتراقه كثير من الغازات مثل ثاني أكسيد الكبريت وأكاسيد النيتروجين وثاني أكسيد الكربون التي تؤدي إلى ارتفاع
حرارة الأرض (Global Warming) وتكون المطر الحمضي والتسبب في كثير من أمراض الرئة.
- أسعاره وتوافره يرتبط بالظروف السياسية لمناطق إنتاجة.

التقويم:

1 - اذكر أنواع الوقود الاحفوري ؟
2 - وضح المقصود بالفحم الحجري؟
3- ما مراحل تكون الفحم الحجري ؟
4- ما أنواع الفحم الحجري ؟
5 - قارن بين أنواع الفحم الحجري المختلف ؟
6- أي أنواع الفحم يحوي نسبة كربون أكبر * أيها أفضل كوقود إذاً ؟
7- علل: لون الفحم الحجري أسود .
8- ما أصل مادة الفحم الحجري ؟ (النباتات)
9- ما استخدامات الفحم الحجري ؟ ( يستخدم كوقود في بعض الصناعات) .
10- من أين نحصل على الفحم الحجري ؟ (من الأرض حيث يوجد على شكل طبقات بين الصخور الرسوبية)
11- كيف تميز بين الفحم الحجري والفحم المستخدم في شواء اللحوم في المطاعم والرحلات ؟
12- اذكر بعض خصائص النفط الفيزيائية والكيميائية .
13- وضح كيف يتم نشأة النفط
14- عرف المفاهيم والمصطلحات التاية :
صخر المصدر، مكامن (مصائد) النفط
15- اذكر أهم الصناعات التي يدخل فيها النفط.
16- وضح العلاقة بين تكون النفط والغاز

علوم

طاقة متجددة


الطاقة المتجددة: هي الطاقة المستمدة من الموارد الطبيعية التي تتجدد أو التي لا يمكن ان تنفد. ومصادر الطاقة المتجددة، تختلف جوهريا عن الوقود الأحفوري من بترول وفحم والغاز الطبيعي..... ، وحيث أن مخلفاتها لا تحتوي على غازات وملوثات اخرى كما في احتراق الوقود الأحفوري.
وهي تنتج عن الرياح والمياه والشمس, وتستخدم على نطاق واسع في البلدان المتقدمة وبعض البلدان النامية ؛ لكن وسائل انتاج الكهرباء باستخدام مصادر الطاقة المتجددة اصبح مألوفا في الآونة الاخيرة ، وذلك لتجنب التهديدات الرئيسية لتغير المناخ بسبب التلوث واستنفاد الوقود الأحفوري، بالإضافة للمخاطر الاجتماعية والسياسية للوقود الأحفوري والطاقة النووية.
مصادر استخدام الطاقة المتجددة

مصادر تدفقات الطاقة المتجددة تشمل الظواهر الطبيعية مثل الشمس والرياح وحرارة باطن الأرض وحركة المد والجزر. لكل من هذه المصادر خصائصها الفريدة التي تؤثر على كيفية ووقت استخدامها. أغلبيه تقنيات الطاقة المتجددة مرتبطة بشكل مباشر او غير مباشر بالقدرة الصادرة عن الشمس. حيث أن نظام الغلاف الجوي للأرض في حالة توازن إلا أن حرارة الاشعاع في الفضاء تساوي الاشعاع الشمسي ، وإن مستوى الطاقة المتساقط داخل نظام الغلاف الجوي للارض يمكن ان يوصف تقريبا "المناخ الأرضي".وبالتالي إن المياه تمتص جزءا كبيرا من طاقة الاشعاع الشمسي. كما يتم سقوط معظم الاشعاعات في خطوط العرض القريبة حول خط الاستواء ، ويتم انتشار توزيع هذه الطاقة في جميع انحاء العالم على شكل رياح وتيارات محيطية. والطاقة الشمسية مسؤولة ايضا عن توزيع الامطار ، ويمتد تأثيرها إلى المشاريع الكهرمائية ونمو النباتات المستخدمة في تهيئة الوقود الحيوي