Oct 14, 2021 • 11M

ആ ഊര്‍ജ്ജമല്ല ഈ ഊര്‍ജ്ജം, യഥാര്‍ത്ഥത്തില്‍  എന്താണ്  ഊര്‍ജ്ജം ?

ഭൂമിയിലുള്ളവരെ സംബന്ധിച്ച് ഏറ്റവും വലിയ ഊര്‍ജ്ജസ്രോതസ്സ് മേലെ മാനത്ത് ജ്വലിക്കുന്ന സൂര്യന്‍ തന്നെയാണ്. സൗരോര്‍ജ്ജത്തിന്റെ പലതരത്തിലുള്ള വകഭേദങ്ങളാണ് നമ്മുടെ മിക്ക ഊര്‍ജ്ജസ്രോതസ്സുകളും

8
2
 
1.0×
0:00
-11:25
Open in playerListen on);
Episode details
2 comments

വ്യത്യസ്ത സാഹചര്യങ്ങളില്‍ വ്യത്യസ്ത അര്‍ത്ഥങ്ങളില്‍ പ്രയോഗിക്കപ്പെടുന്ന വാക്കാണ് ഊര്‍ജ്ജം. ഉദാഹരണത്തിന് ഊര്‍ജ്ജം തോന്നുന്നില്ല, അതുകൊണ്ട് ഒന്നിനും വയ്യ എന്ന് നാം പറയാറുണ്ട്. സൗരോര്‍ജ്ജം, താപോര്‍ജ്ജം, വൈദ്യുതോര്‍ജ്ജമെന്നിങ്ങനെ പലതരത്തിലുള്ള ഊര്‍ജ്ജങ്ങളെ കുറിച്ച് കേട്ടിട്ടുണ്ട്. ഊര്‍ജ്ജസംരക്ഷണത്തെ കുറിച്ച് കേട്ടിട്ടുണ്ട്. ഇവിടെ വ്യത്യസ്ത സാഹചര്യങ്ങളിലാണ് ഊര്‍ജ്ജമെന്ന വാക്ക് പ്രയോഗിക്കപ്പെടുന്നതെങ്കിലും ആത്യന്തികമായി അവയുടെ അര്‍ത്ഥമൊന്ന് തന്നെ. അതായത് നിത്യജീവിതത്തില്‍ നമുക്ക് അനുഭവവേദ്യമാകുന്ന ഊര്‍ജ്ജവും ഊര്‍ജ്ജതന്ത്രത്തിലൂടെ നാം അറിയുന്ന ഊര്‍ജ്ജവും ഒന്ന് തന്നെയാണ്.

പ്രവൃത്തി ചെയ്യാനുള്ള കഴിവാണ് യഥാര്‍ത്ഥത്തില്‍ ഊര്‍ജ്ജം. അല്ലെങ്കില്‍ ഏതെങ്കിലും തരത്തിലുള്ള മാറ്റമുണ്ടാക്കാന്‍ കെല്‍പ്പുള്ള ഒരു ശക്തി. ഏതൊരു മാറ്റത്തിന് പിന്നിലും ഊര്‍ജ്ജമുണ്ടായിരിക്കും. ജീവജാലങ്ങളുടെ നിലനില്‍പ്പിന് ഊര്‍ജ്ജം കൂടിയേ തീരു. നാം ജീവിക്കുന്ന പ്രപഞ്ചത്തില്‍ പലതരത്തിലുള്ള ഊര്‍ജ്ജങ്ങളുണ്ട്. ഭൂമിയിലുള്ളവരെ സംബന്ധിച്ച് ഏറ്റവും വലിയ ഊര്‍ജ്ജസ്രോതസ്സ് മേലെ മാനത്ത് ജ്വലിക്കുന്ന സൂര്യന്‍ തന്നെയാണ്. സൗരോര്‍ജ്ജത്തിന്റെ പലതരത്തിലുള്ള വകഭേദങ്ങളാണ് നമ്മുടെ മിക്ക ഊര്‍ജ്ജസ്രോതസ്സുകളും.

അളക്കാന്‍ കഴിയുന്ന ഒരു സ്വഭാവ സവിശേഷതയായാണ് ഭൗതികശാസ്ത്രം ഊര്‍ജ്ജത്തെ കണക്കാക്കുന്നത്. ഒരു പ്രവൃത്തി ചെയ്യപ്പെടുമ്പോള്‍ ഊര്‍ജ്ജത്തിന് രൂപാന്തരം സംഭവിക്കുന്നു. ഊര്‍ജ്ജം നിര്‍മ്മിക്കാനോ നശിപ്പിക്കാനോ സാധിക്കില്ലെന്നും ഒരു രൂപത്തില്‍ നിന്നും മറ്റൊരു രൂപത്തിലേക്ക് മാറ്റാന്‍ മാത്രമേ സാധിക്കുകയുള്ളുവെന്നും ഊര്‍ജ്ജസംരക്ഷണ നിയമം പറയുന്നു. ജൂള്‍ ആണ് ഊര്‍ജ്ജത്തിന്റെ അന്താരാഷ്ട്ര യൂണിറ്റ്.

ഊര്‍ജ്ജത്തിന്റെ ചരിത്രം

ഗ്രീക്ക് പദമായ എനര്‍ജിയയില്‍ നിന്നുമാണ് ഊര്‍ജ്ജത്തിന്റെ ഇംഗ്ലീഷ് പരിഭാഷയായ എനര്‍ജിയുടെ ഉത്ഭവം. അരിസ്റ്റോട്ടിലാണ് പ്രവൃത്തി ചെയ്തുകൊണ്ടിരിക്കുക എന്നര്‍ത്ഥത്തില്‍ എനര്‍ജിയയെന്ന വാക്ക് കണ്ടെത്തുന്നത്. എനര്‍ജി എന്ന വാക്കിന് ഇന്ന് അംഗീകരിക്കപ്പെട്ടിട്ടുള്ള നിര്‍വ്വചനം കൈവരുന്നത് പത്തൊമ്പതാം നൂറ്റാണ്ടിലാണെങ്കിലും പതിനേഴാം നൂറ്റാണ്ടില്‍ ശക്തി എന്ന അര്‍ത്ഥത്തില്‍ എനര്‍ജി എന്ന വാക്ക് ഉപയോഗിച്ചിരുന്നു.

1686ല്‍ ജര്‍മ്മന്‍ ഗണിതശാസ്ത്രജ്ഞനും ബഹുമുഖ പ്രതിഭയുമായിരുന്ന ഗോട്ട്‌ഫ്രൈഡ് ലെയ്ബിന്‍സ്, ഗതികോര്‍ജ്ജം, സ്ഥിതികോര്‍ജ്ജം എന്നീ ആശയങ്ങള്‍ അവതരിപ്പിച്ചെങ്കിലും എനര്‍ജി എന്ന വാക്ക് അപ്പോഴും ഉപയോഗിച്ചിരുന്നില്ല. പിന്നീട് 1800ല്‍ ബ്രീട്ടീഷ് ശാസ്ത്രജ്ഞനായ തോമസ് യംഗ് ആണ് എനര്‍ജി എന്ന വാക്ക് ഭൗതികശാസ്ത്ര ലോകത്തിന് മുമ്പില്‍ അവതരിപ്പിക്കുന്നത്. അപ്പോഴും ആ വാക്ക് വലിയരീതിയില്‍ ശ്രദ്ധ പിടിച്ചുപറ്റിയില്ല. പ്രകാശത്തിന്റെ തരംഗ സ്വഭാവം ആദ്യമായി കണ്ടെത്തിയതും യംഗ് ആണ്.

1828-29 കാലഘട്ടത്തില്‍ ഗസ്പാര്‍ഡ് ഗസ്റ്റവെ കോറിയോലിസും ജീന്‍ വിക്റ്റര്‍ പോണ്‍സലേറ്റും ചേര്‍ന്ന് എനര്‍ജിയോട് അടുത്ത ബന്ധമുള്ള വര്‍ക്ക് (പ്രവൃത്തി) എന്ന വാക്കിനെ നിര്‍വ്വചിച്ചു.


പലതരം ഊര്‍ജ്ജങ്ങളുണ്ടെങ്കിലും ഊര്‍ജ്ജത്തെ പ്രധാനമായും രണ്ടായി തിരിക്കാം. ഒന്ന് ഗതികോര്‍ജ്ജവും മറ്റേത് സ്ഥിതികോര്‍ജ്ജവും


1824നും 1847നും ഇടയില്‍ ജൂലിയസ് റോബര്‍ട്ട് വണ്‍ മേയര്‍, ജെയിംസ് പ്രിസ്‌കോട്ട് ജൂള്‍, ഹെര്‍മന്‍ ഫെര്‍ഡിനാര്‍ഡ് വോണ്‍ ഹെല്‍മ്ഹോള്‍ട്ട്സ് എന്നിവര്‍ ചേര്‍ന്നാണ് ഊര്‍ജ്ജ സംരക്ഷണമെന്ന ആശയം മുന്നോട്ടുവെക്കുന്നത്. എന്നാല്‍ എനര്‍ജി എന്ന വാക്കിന് പകരം ജീവ ശക്തി, സമ്മര്‍ദ്ദ ശക്തി തുടങ്ങിയ പദങ്ങളാണ് അവര്‍ ഉപയോഗിച്ചിരുന്നത്. പക്ഷേ 1851-52 വര്‍ഷത്തില്‍ വില്യം തോംസണും വില്യം ജെ റാങ്കിനും ഏത് ശാസ്ത്രശാഖയിലെയും ഏതെങ്കിലും തരത്തിലുള്ള ശക്തിയെ സൂചിപ്പിക്കുന്നതിനായി എനര്‍ജി എന്ന വാക്ക് ഉപയോഗിച്ച് തുടങ്ങി. ഒടുവില്‍ 1905ല്‍ ആല്‍ബര്‍ട്ട് ഐന്‍സ്റ്റൈന്‍ ആണ് തന്റെ ആപേക്ഷിക സിദ്ധാന്തത്തില്‍ എനര്‍ജിയെന്ന ആശയത്തെ ഉപയോഗപ്പെടത്തിയത്. അതിനുശേഷം എനര്‍ജി അല്ലെങ്കില്‍ ഊര്‍ജ്ജമെന്ന വാക്ക് ഇന്ന് നാം ഉപയോഗിക്കുന്ന തരത്തില്‍ സാര്‍വ്വത്രികമായി.

ഊര്‍ജ്ജമെന്ന ആശയം ശാസ്ത്രലോകത്തിന് പുറമേ സാധാരണ ആളുകളുടെ വര്‍ത്തമാനങ്ങളില്‍ വരെ ഇടം പിടിച്ചതായി പിന്നീട് ലോകം കണ്ടു. എന്നാല്‍ പലപ്പോഴും യഥാര്‍ത്ഥ അര്‍ത്ഥത്തില്‍ അല്ല ഈ വാക്ക് പ്രയോഗിക്കപ്പെടുന്നത്. ഊര്‍ജ്ജോല്‍പ്പാദനം, പുനരുപയോഗ ഊര്‍ജ്ജം എന്നീ വാക്കുകള്‍ ഊര്‍ജ്ജ സംരക്ഷണ നിയമത്തിന് വിരുദ്ധങ്ങളാണ്. മാത്രമല്ല, ഊര്‍ജ്ജസ്വലനായ വ്യക്തി എന്ന വിശേഷണത്തെ ഈ നിയമത്തിലെ ഊര്‍ജ്ജ നിര്‍വ്വചനത്തിന്റെ അടിസ്ഥാനത്തില്‍ ശാസ്ത്രീയമായി വിശദീകരിക്കുകയും ബുദ്ധിമുട്ടാണ്. അതിനാല്‍ ദൈനംദിന ജീവിതത്തില്‍ നാം ഉപയോഗിക്കുന്ന ഊര്‍ജ്ജമെന്ന വാക്കിനെ വിശദീകരിക്കാനായി അരിസ്റ്റോട്ടിലിന്റെ ചിന്ത കടമെടുക്കുകയാണ് ഉചിതം. ഊര്‍ജ്ജമെന്നത് പ്രവൃത്തി ചെയ്യാന്‍ കഴിയുന്ന ഒരു അവസ്ഥയാണെന്നാണ് അദ്ദേഹം പറയുന്നത്.


1905ല്‍ ആല്‍ബര്‍ട്ട് ഐന്‍സ്റ്റൈന്‍ ആണ് തന്റെ ആപേക്ഷിക സിദ്ധാന്തത്തില്‍ എനര്‍ജിയെന്ന ആശയത്തെ ഉപയോഗപ്പെടത്തിയത്. അതിനുശേഷം എനര്‍ജി അല്ലെങ്കില്‍ ഊര്‍ജ്ജമെന്ന വാക്ക് ഇന്ന് നാം ഉപയോഗിക്കുന്ന തരത്തില്‍ സാര്‍വ്വത്രികമായി


ഊര്‍ജ്ജത്തിന്റെ കൈമാറ്റവും പരിവര്‍ത്തനവും

ഊര്‍ജ്ജത്തെ ഒന്നില്‍ നിന്നും മറ്റൊന്നിലേക്ക് മാറ്റാന്‍ കഴിയും. ഇതിനെ ഊര്‍ജ്ജത്തിന്റെ കൈമാറ്റമെന്ന് വിളിക്കുന്നത്. ഇവിടെ ഒരിടത്ത് നിന്നും ഊര്‍ജ്ജം മറ്റൊരിടത്തിലേക്ക് പോകുകയാണ് ചെയ്യുന്നത്. ബലം പ്രയോഗിച്ചും വൈദ്യുതി ഉപയോഗിച്ചും പ്രകാശതരംഗം, ശബ്ദതരംഗം എന്നിവയാല്‍ വികിരണം ചെയ്തും ചൂടാക്കിയുമെല്ലാം ഒരിടത്തുള്ള ഊര്‍ജ്ജത്തെ നമുക്ക് മറ്റൊരിടത്തേക്ക് മാറ്റാം. എന്നാല്‍ ഊര്‍ജ്ജത്തിന് രൂപമാറ്റം സംഭവിക്കുന്ന പ്രക്രിയയെയാണ് നാം ഊര്‍ജ്ജ പരിവര്‍ത്തനമെന്ന് വിളിക്കുന്നത്. ഊര്‍ജ്ജം കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെട്ടാലും പരിവര്‍ത്തനം ചെയ്യപ്പെട്ടാലും ഒരു സംവിധാനത്തിന്റെ മൊത്തത്തിലുള്ള ഊര്‍ജ്ജത്തില്‍ മാറ്റമുണ്ടാകുകയില്ല. ഇതിനെയാണ് ഊര്‍ജ്ജ പരിപാലനമെന്ന് വിളിക്കുന്നത്.

ഊര്‍ജ്ജ സംരക്ഷണ നിയമം

ഊര്‍ജ്ജ സംരക്ഷണ നിയമം ഊര്‍ജ്ജതന്ത്രത്തിലെ ഏറ്റവും അടിസ്ഥാനമായ നിയമങ്ങളിലൊന്നാണ്. ഒരു രാസപ്രക്രിയയില്‍ ഒരോ ആറ്റത്തിന്റെയും സൂക്ഷ്മചലനങ്ങള്‍ക്ക് ആധാരം ഊര്‍ജ്ജ സംരക്ഷണ നിയമമാണ്. അടച്ചിട്ട ഒരു സംവിധാനം അല്ലെങ്കില്‍ ചുറ്റുപാടുകളില്‍ നിന്നും വേര്‍തിരിക്കപ്പെട്ട ഒരു സംവിധാനം അതിന്റെ മൊത്തത്തിലുള്ള ഊര്‍ജ്ജം നിലനിര്‍ത്തുമെന്നാണ് ഈ നിയമം പറയുന്നത്. ഊര്‍ജ്ജത്തിന് രൂപമാറ്റമുണ്ടായാലും മൊത്തം ഊര്‍ജ്ജത്തില്‍ മാറ്റമുണ്ടാകുകയില്ല.

വിവിധതരം ഊര്‍ജ്ജങ്ങള്‍

പലതരം ഊര്‍ജ്ജങ്ങളുണ്ടെങ്കിലും ഊര്‍ജ്ജത്തെ പ്രധാനമായും രണ്ടായി തിരിക്കാം. ഒന്ന് ഗതികോര്‍ജ്ജവും മറ്റേത് സ്ഥിതികോര്‍ജ്ജവും.

ഗതികോര്‍ജ്ജം: ചലനം മൂലം ഒരു വസ്തുവിനുണ്ടാകുന്ന ഊര്‍ജ്ജമാണ് ഗതികോര്‍ജ്ജം അഥവാ കൈനറ്റിക് എനര്‍ജി (Kinetic Energy). ചലിച്ച് കൊണ്ടിരിക്കുന്ന ഒരു വസ്തുവിന് ഒരു മാറ്റമുണ്ടാക്കാന്‍ അല്ലെങ്കില്‍ പ്രവൃത്തി ചെയ്യാന്‍ കഴിയും. അതിനര്‍ത്ഥം ആ വസ്തുവിന് ഒരു ഊര്‍ജ്ജമുണ്ടെന്നാണ്. ഉദാഹരണത്തിന് ഓടിക്കൊണ്ടിരിക്കുന്ന ഒരു ബസ് നിര്‍ത്തിയിട്ടിരിക്കുന്ന ഒരു കാറിനെ ഇടിച്ചാല്‍ കാറിന് സ്ഥാനചലനമുണ്ടാകും. അവിടെ ബസിന്റെ ഗതികോര്‍ജ്ജമാണ് കാറിനെ ഇടിച്ച് അതിനെ ചലിപ്പിച്ചത്. അവിടെയൊരു പ്രവൃത്തി ചെയ്യപ്പെട്ടു. അതേസമയം ആ ബസ് നിശ്ചലാവസ്ഥയില്‍ ആയിരുന്നെങ്കില്‍ അവിടെ കാറിന് ഒന്നും സംഭവിക്കില്ലായിരുന്നു.

വികിരണോര്‍ജ്ജം, താപോര്‍ജ്ജം, ശബ്ദോര്‍ജ്ജം, വൈദ്യുതോര്‍ജ്ജം, യാന്ത്രികോര്‍ജ്ജം എന്നിങ്ങനെ ഗതികോര്‍ജ്ജം പല തരത്തിലുണ്ട്.

സ്ഥിതികോര്‍ജ്ജം

ഒരു വസ്തുവിന്റെ സ്ഥിതി അല്ലെങ്കില്‍ സ്ഥാനം മൂലം അതിന് കൈവരുന്ന ഊര്‍ജ്ജമാണ് സ്ഥിതികോര്‍ജ്ജം അഥവാ പൊട്ടന്‍ഷ്യല്‍ എനര്‍ജി (Potential energy). അതായത് ഒരു വസ്തുവില്‍ അല്ലെങ്കില്‍ ഒരു കൂട്ടം വസ്തുക്കളില്‍ സംഭരിക്കപ്പെട്ടിരിക്കുന്ന ഊര്‍ജ്ജം. വലിച്ചുപിടിച്ച ഒരു റബ്ബര്‍ബാന്‍ഡ്, കെട്ടിനിര്‍ത്തിയ വെള്ളം, ഊഞ്ഞാലില്‍ ഇരിക്കുന്ന കുട്ടി എന്നിവയെല്ലാം സ്ഥിതികോര്‍ജ്ജത്തിന് ഉദാഹരണങ്ങളാണ്. സ്ഥിതികോര്‍ജ്ജത്തിന് ഗതികോര്‍ജ്ജമായി മാറാനുള്ള ശേഷിയുണ്ട്.

സ്ഥിതികോര്‍ജ്ജവും പല തരത്തിലുണ്ട്.

ഗ്രാവിറ്റേഷണല്‍ പൊട്ടന്‍ഷ്യന്‍ എനര്‍ജി: ഉയരം അല്ലെങ്കില്‍ വസ്തുക്കള്‍ ഭൂമിക്ക് ലംബമായി വരുന്നത് മൂലം ഒരു വസ്തുവിനുണ്ടാകുന്ന ഊര്‍ജ്ജമാണ് ഗുരുത്വാകര്‍ഷണം മൂലമുള്ള സ്ഥിതികോര്‍ജ്ജം. ഉദാഹരണത്തിന് ന്യൂട്ടനെ ചിന്തിപ്പിച്ച ആപ്പിള്‍ മരത്തിലെ ആപ്പിളുകള്‍ തന്നെ.

ഇലാസ്റ്റിക് പൊട്ടന്‍ഷ്യല്‍ എനര്‍ജി: ഇലാസ്തികയുള്ള ഒരു വസ്തുവിനെ ബലം പ്രയോഗിച്ച് രൂപമാറ്റം വരുത്തുമ്പോള്‍ അതിന് ലഭിക്കുന്ന ഊര്‍ജ്ജമാണ് ഇലാസ്റ്റിക് പൊട്ടന്‍ഷ്യല്‍ എനര്‍ജി. ബലം പിന്‍വലിക്കുമ്പോള്‍ ആ വസ്തു പൂര്‍വ്വസ്ഥിതിയിലേക്ക് എത്താന്‍ ശ്രമിക്കുന്നു.വലിച്ചുപിടിച്ച റബ്ബര്‍ബാന്‍ഡ് ഉദാഹരണമാണ്.

കെമിക്കല്‍ പൊട്ടന്‍ഷ്യല്‍ എനര്‍ജി: ഒരു പദാര്‍ത്ഥത്തിന്റെ കെമിക്കല്‍ ബോണ്ടുകളില്‍ സംഭരിക്കപ്പെട്ടിരിക്കുന്ന ഊര്‍ജ്ജമാണിത്. രാസഘടനയില്‍ മാറ്റമുണ്ടാകുമ്പോള്‍ ഈ ഊര്‍ജ്ജം അഗിരണം ചെയ്യപ്പെടുകയോ പുറന്തള്ളപ്പെടുകയോ ചെയ്യുന്നു.

ഇലക്ട്രിക് പൊട്ടന്‍ഷ്യല്‍ എനര്‍ജി: ഒരു വൈദ്യുതമണ്ഡലത്തില്‍ നിന്നും ഒരു ചാര്‍ജിനെ ചലിപ്പിക്കാന്‍ ആവശ്യമായ ഊര്‍ജ്ജമാണ് ഇലക്ട്രിക് പൊട്ടന്‍ഷ്യല്‍ എനര്‍ജി.

ഊര്‍ജ്ജം സംഭരിക്കാനാകുമോ?

കഴിയും. ഊര്‍ജ്ജം സംഭരിക്കാം. ഉദാഹരണത്തിന് ഒരു ബാറ്ററിയില്‍ ഊര്‍ജ്ജം കെമിക്കല്‍ എനര്‍ജിയായി സംഭരിക്കപ്പെട്ടിരിക്കുകയാണ്. ഒരു സര്‍ക്യൂട്ടിലേക്ക് ബന്ധിപ്പിക്കുമ്പോള്‍ ബാറ്ററിയില്‍ സംഭരിച്ചിരിക്കുന്ന ഊര്‍ജ്ജം പുറത്തേക്കൊഴുകുകയും അവിടെ വൈദ്യുതി ഉണ്ടാകുകയും ചെയ്യുന്നു. പ്രകൃതിവാതകം, അണക്കെട്ടുകള്‍, ഭക്ഷണം, പെട്രോളിയം, ചൂടുവെള്ളം നിറച്ച തെര്‍മല്‍ ഫ്ളാസ്‌ക് എന്നിവയെല്ലാം വിവിധതരത്തില്‍ ഊര്‍ജ്ജം സംഭരിക്കപ്പെട്ടിട്ടുള്ളവയാണ്.