الطاقة في الفيزياء هي القدرة على القيام بعمل ما. غالبًا ما توجد في أشكالٍ كثيرةٍ ومتنوعةٍ  كأن تكون حركية أو حرارية أو كهربائية أو كيميائية أو نووية و أشكال مختلفة أخرى. علاوة على ذلك ، هناك طاقة في عملية الانتقال من جسم إلى آخر، وبعد انتقالها يتم تعيينها دائمًا وفقًا لطبيعَتها، وبالتالي قَد تتحوّل الحرارةُ المنقولة إلى طاقةٍ حراريةٍ في حين أن العمل المنجز قد يتجلى في شكل طاقة ميكانيكية .

ترتبط جميع أشكال الطاقة بالحركة، ولا يمكن خلق الطاقة أو تدميرها، ولكنها تتغير فقط من شكل إلى آخر. يُعرف هذا المبدأ باسم الحفاظ على الطاقة أو القانون الأول للديناميكا الحرارية، على سبيل المثال: عندما ينزلق صندوق إلى أسفل تل، يتم تحويل الطاقة الكامنة التي يمتلكها الصندوق من أعلى ارتفاع على المنحدر إلى طاقة حركية، وعندما يبطئ الصندوق حتى يتوقف من خلال الاحتكاك، يتم تحويل الطاقة الحركية من حركة الصندوق إلى طاقة حرارية تسخن الصندوق والمنحدر.

قياس الطاقة: إن وحدات القياس التي يستخدمها البشر للتعبير عن كمية مصادر الطاقة عديدة. هناك مقاييس للكميات الفيزيائية وتدابير لمحتوى الطاقة أو الحرارة.
من بين أكثر وحدات قياس الكميات الفيزيائية شهرة، نجد الأطنان المستخدمة في النفط الخام والفحم، والبراميل المستخدمة للنفط الخام، و المتر المكعب للغاز، واللتر يستخدم للبنزين وزيت الديزل. إن مقارنة مصادر الطاقة ،بوحدات قياس مختلفة للكميات الفيزيائية مهمّة معقدة للغاية إن لم تكن مستحيلة. في الواقع، إننا من كيلو من البترول لا نحصل على نفس الكمية من الطاقة المنتجة  من كيلو الفحم أو المتر المكعب من الغاز.
وحدة القياس الرسمية للطاقة هي الجول (J). من بين الوحدات الأكثر شيوعًا لقياس الطاقة هي كيلووات / ساعة (kWh) والمستخدمة بشكل خاص للطاقة الكهربائية (في الواقع يتم استخدامها لحساب فواتير الكهرباء)، وإنه من أجل قياس إنتاج محطات الكهرباء الكبيرة أو الاستهلاك الوطني يتم استخدام واحدة تيراوت/ ساعة (TWh) أي ما يعادل مليار كيلوواط / ساعة. الوحدات الأكثر شيوعًا لقياس الحرارة تشمل BTU (الوحدة الحرارية البريطانيةوالكيلوغرام من السعرات الحرارية(kg_cal) و طن مكافئ النفط Toe الذي يعتبرُ أهمها.

طن مكافئ النفط هو الأكثر شيوعًا على المستوى الدولي، ومن خلال قياس مصادر الطاقة المختلفة باستخدام  طن مكافئ النفط، تصبح المقارنة ممكنة ويمكن تجميعها، وهي عملية حيوية لحساب مقدار الطاقة التي تستهلكها الدولة في السنة أو مقدار الطاقة التي لا تزال متاحة تحت السطح (النفط وحقول الغاز الطبيعي ومناجم الفحم).
في الأساس، يمثّلُ طن واحد من مكافئ النفط كمية الحرارة التي يمكن الحصول عليها من طن من النفط. من الناحية العملية، إذا قمنا بقياس الفحم باستخدام طن مكافئ النفط، فهذا يعني أننا نفكر في كمية الفحم القادر على إنتاج حرارة مثل طن من النفط. لحساب الكميات المادية المقابلة لطن واحد من النفط المكافئ للفحم أو الغاز الطبيعي واستخدام وحدات قياس الكميات المادية (كيلوغرامات ، لتر ، متر مكعب) من مصادر الطاقة المختلفة، نلجأ إلى السعرات الحرارية.

أنت تعلم أن طنًا واحدًا من النفط يحتوي على 10 مليون كيلوجرام من السعرات الحرارية، بينما يحتوي طن واحد من الفحم الحجري على 7 ملايين كيلوجرام من السعرات الحرارية. لذلك، فإن طن واحد من النفط يعادل الفحم، لأنه يقيس كمية الفحم التي تحتوي على كيلوغرام من السعرات الحرارية مثل طن واحد من النفط و يساوي تقريبًا 1.43 طن (قياس الكمية المادية) من الفحم.
الحسابات أسهل إذا أخذنا على سبيل المثال الوقود النباتي الذي يحتوي على 2.5 مليون كيلوغرام من السعرات الحرارية لكل طن من المواد. في هذه الحالة، للحصول على 10 مليون كيلوغرام من السعرات الحرارية، نحتاج إلى 4 أطنان من الوقود النباتي؛ لذلك فإن طن واحد من النفط المكافئ للوقود النباتي يعادلُ4‪  أطنان من الوقود النباتي.

أكمل القراءة

هل لديك إجابة على "ما هي الطاقة وما أشهر وحدات قياسها؟"؟