ઊર્જાના સ્વરૂપો

યાંત્રિક ઊર્જા, ઉષ્માઊર્જા, રાસાયણિક ઊર્જા ગુરૂત્વાકર્ષીય ઊર્જા, નાભીયઊર્જા, સૌરઊર્જા, વિધુતઊર્જા વગેરે ઊર્જાનાં વિવિધ સ્વરૂપો છે.

યાંત્રિક ઊર્જા (Mechanical Energy)

એકબીજાની પાસે ગોઠવેલી જડ વસ્તુઓની ગતિને લીધે પેદા થતી ઊર્જાને યાંત્રિક ઊર્જા' કહે છે. પહેલાના સમયમાં જયારે કોઈ ભારે વસ્તુનું સ્થળાંતર કરવું હોય ત્યારે તેને ખસેડવા માટે ખૂબ શ્રમ કરવો પડતો હતો. લોકોને વર્ષોના અનુભવોના આધારે સમજાયું કે લાકડાના ગોળાકાર ટુકડાઓ ભારે વસ્તુની નીચે મૂકતાં તેને ખસેડવા માટેના શ્રમમાં ઘટાડો થાય છે. માનવીને આ રીતે યાંત્રિક ઊર્જાના ઉપયોગ અને ફાયદાઓનો પ્રથમ પરિચય થયો હતો. આવી રીતે જ ચક્રની શોધ થઈ અને તેના પરિણામ સ્વરૂપે ચક્રોથી ચાલતાં વાહનો અને છેવટે જાતજાતનાં યંત્રો અસ્તિત્વમાં આવ્યાં સમય વીતતાં તેમાં વિકાસ થઈ આધુનિક યંત્રોનું નિર્માણ થયું આજે ચાલકચક્ર યંત્રો તથા મોટા ઔદ્યોગિક યંત્રોનું સંચાલન કરવામાં 'યાત્રિક ઊર્જા' નો ઉપયોગ મોટા પાયા પર થઈ રહયો છે.

ઉષ્મા ઊર્જા (Heat Energy)

પદાર્થનાં બંધારણમાં રહેલા અણુઓ હંમેશા ગતિશીલ હોય છે. તેમનામાં રહેલી આ ગતિ ઊર્જા પદાર્થના તાપમાનના રૂપમાં તેમાં સંગ્રહીત ઉષ્મા ઊર્જાનું મૂલ્ય દર્શાવે છે. લાકડાં તથા અમિજન્ય બળતણો, જેવાં કે કોલસો, પેટ્રોલિયમ, ગેસ વગેરેનું દહન કરવાથી તેમનામાં રાસાયણિક ઊર્જા' રૂપે સંચિત ઊર્જાને 'ઉષ્મા ઉર્જા' રૂપે પ્રાપ્ત કરી શકાય છે. આદિમાનવે પથ્થરોની ટકરામણમાં કે જંગલમાં વૃક્ષોની ડાળીઓને એકબીજા સાથે ઘસાતાં અગ્નિ પ્રગટ થતા જોયો હતો. તેના ઉપરથી તે અગ્નિનો ઉપયોગ માંસને શેકવા અને અંધકાર – ઠંડી દૂર કરવા માટે કરતો હતો, આમ 'ઉષ્મા ઉર્જા'નો પ્રથમ ઉપયોગ ખોરાક રાંધવા માટે થયો હતો. હાલમાં 'ઉષ્મા ઉર્જાનો ઉપયોગ રાંધવા, બળતણ, પ્રકાશ, મેળવવા ઉપરાંત તેના દ્વારા યાંત્રિક ઉર્જા પેદા કરી તે વડે વાહનો અને સાધનો – યંત્રો ચલાવવા માટે થાય છે. 'અમિજન્ય બળતણ'નો ઉપયોગ વિદ્યુત ઉર્જા' પેદા કરવા માટે પણ થાય છે.

રાસાયણિક ઊર્જા : (Chemical enrgy)

પદાર્થના અણુઓમાં પરમાણુઓને ભેગા બાંધી રાખવા માટે તેમના વીજભારોને લીધે ઉદ્ભવતી બંધન શકિતને રાસાયણિક ઊર્જા' કહે છે. પ્રકાશ સંશ્લેષણની પ્રક્રિયામાં 'સૌરવિકિરણ ઊર્જા' નું રાસાયણિક ઊર્જામાં રૂપાંતર થાય છે. જે તેમાં વિકસતા વાનસ્પતિક કોષોમાં સંગ્રહિત થાય છે. સાદા કોષમાં તથા ઈધણ કોષમાં 'Chemical Energy'નું વિદ્યુત ઊર્જામાં રૂપાંતર કરવામાં આવે છે. હાલમાં આ ઊર્જાનો ઉપયોગ મોટે ભાગે 'ઉષ્મા ઉર્જા' અને 'વિદ્યુત ઉર્જા' પેદા કરવા માટે થઈ રહયો છે.

ગુરુત્વાકર્ષીય ઊર્જા : (Gravitational Energy)

પદાર્થો પર લાગતા પૃથ્વીના ગુરુત્વાકર્ષણ બળને લીધે પદાર્થોમાં સંચિત થતી પ્રવેગ ' ઊર્જાને 'Gravitational Energy' કહે છે. ન્યુટનની ગુરુત્વાકકૃણ બળની શોધ પછી, વિશ્વમાં વ્યાપિત રહેલી આ ઊર્જાનો ખ્યાલ માનવીને આવ્યો હતો.

પૃથ્વી પરના દરેક પદાર્થમાં રહેલી સ્થિતિ ઊર્જા" ઊંચાઈએ રહેલા પાણીમાં સંચિત 'જલ – સ્થિતિમાન ઊર્જા' અને ભરતી-ઓટ વખતે દરિયાના પાણીમાં સંગ્રહિત થતી ઊર્જા ગુરુત્વાકર્ષણીય ઊર્જાને આભારી છે. આ ઊર્જા અખૂટ અને પ્રદૂષણ રહિત છે. જેમાંથી વિદ્યુત ઊર્જા પ્રાપ્ત કરી શકાય છે.

નાભીય ઊર્જા (Nuclear Energy)

ઈ.સ. ૧૯૦૫માં સુપ્રસિધ્ધ વૈજ્ઞાનિક આઈન્સ્ટાઈને પુરાવાઓ સાથે પુરવાર કર્યું કે પદાર્થમાં રહેલાં દ્રવ્યમાન અને શકિત મૂળે એક જ ભૌતિક રાશિનાં બે સ્વરૂપો છે. અને તેમની વચ્ચેનો સંબંધ E = MC2 સૂત્ર વડે દર્શાવી શકાય છે. પ્રાયોગીક રીતે આ સૂત્રની યથાર્થતા સિધ્ધ થતાં હવે પરમાણુઓની નાભીય પ્રક્રિયાઓ વખતે દ્રવ્યમાનનું શકિતમાં રૂપાંતર થતાં જ ઊર્જા છૂટી પડે છે. અન્ય રીતે પ્રાપ્ત થતી ઊર્જા કરતાં આ ઊર્જા વિપુલ જથ્થામાં અને સસ્તી પ્રાપ્ત થાય છે. પરંતુ તેની પ્રાપ્તિ વખતે પેદા થતો 'કિરણોત્સર્ગી કચરો' સજીવ સૃષ્ટિ માટે વિનાશક હોવાથી આ ઊર્જાના વધુ પડતા ઉત્પાદનમાં અનેક ભયસ્થાનો રહેલાં છે. હાલમાં આ ઊર્જાનો ઉપયોગ વિદ્યુત ઊર્જા પેદા કરવા માટે થાય છે. આ ઊર્જાનો ઉપયોગ રચનાત્મક કાર્યોમાં જ કરવામાં આવે તો તે માનવજાતને ખૂબ જ ઉપયોગી થાય તેમ છે. દા. ત. યુરેનિયમ, થોરિયમથી ઉત્પન્ન થતી અણુઉર્જા.

સૌર ઊર્જા (Solar Energy)

દ્રશ્ય પ્રકાશ, પારરકત, પારજાંબલી તથા અન્ય વીજ ચુંબકીય વિકિરણ રૂપે સૂર્યમાંથી ઉત્સર્જિત થતી ઊર્જાને 'સૌરવિકિરણ ઊર્જા' અથવા 'સૌરઊર્જા' કહે છે. આ માંથી જે વિકરણો માટે આપણી આંખ સંવેદનશીલ છે તેને આપણે 'પ્રકાશ' કહીએ છીએ વનસ્પતિ તથા અન્ય અમિજન્ય બળતણીમાં રાસાયણિક ઊર્જા સ્વરૂપે સંગ્રહિત થયેલી ઊર્જા મૂળ સ્વરૂપમાં સૌર ઊર્જા'નું જ રૂપાંતર છે. પૃથ્વી પર દરેક પ્રકારના સજીવોની હયાતી માત્ર સૌરઊર્જા' ને જ આભારી છે. સૌર ઊર્જાનો સીધી રીતનો ઉપયોગ ધીમે ધીમે હવે સાધ્ય બની રહયો છે. સૌર ઊર્જા વિપુલ અખૂટ અને પ્રદૂષણ રહિત ઊર્જા હોવાથી તેનો વ્યવહારિક ઉપયોગ જયારે સંપૂર્ણ રીતે શકય બનશે ત્યારે તે ખૂબ ઉપયોગી નીવડશે તેમાં શંકાને સ્થાન નથી.

વિદ્યુત ઊર્જા (Electrical Energy)

વીજ ભારિત વસ્તુઓમાં વીજભાર રૂપે સંગ્રહિત વીજ સ્થિતિમાનને લીધે ઉદ્ભવતી અને વીજપ્રવાહ રૂપે ઉપયોગી નીવડતી વીજશકિતને 'વિદ્યુત ઊર્જા' કહે છે. ફલેમિંગ નામના વૈજ્ઞાનિકે કાચના સળિયાને રેશમ સાથે ઘસીને સૌ પ્રથમ સ્થિતિ વિદ્યુત' પેદા કરી હતી ત્યારથી માણસ માટે વિદ્યુત ઊર્જા' અસ્તિત્વમાં આવી હતી. હાલમાં 'ડાયનેમો' અથવા 'વિદ્યુત ઉત્પાદકો (જનરેટરો) દ્વારા ચુંબકીય ક્ષેત્રની ફલકસ રેખાઓમાં ફેરફાર પેદા કરી મોટા પ્રમાણમાં વિદ્યુતઊર્જા' પેદા કરવામાં આવે છે. વિદ્યુત ઉત્તમ પ્રકારની ઊર્જાવાહક (ગતિ – પ્રમાણ બંને રીતે') હોવાથી ઉપરોકત અન્ય ઊર્જાઓના વયવહારિક ઉપયોગ માટે તેમને પ્રથમ વિદ્યુત ઊર્જા માં રૂપાંતરિત કરવામાં આવે છે. આજના યુગમાં 'વિધુત ઊર્જા' એક ખૂબ મહત્વનું અંગ બની ચૂકી છે. જેનો ઉપયોગ આધુનિક માનવીના દરેક ક્ષેત્રમાં અનિવાર્ય બની ગયો છે.