أنواع الطاقة في الجسم

محتويات

١ أنواع الطاقة في جسم الإنسان
٢ الكفاءة الميكانيكية لجسم الإنسان
٣ المراجع

أنواع الطاقة في جسم الإنسان

تُعتبر الطاقة جزءًا غير مرئيّ، ولكنها موجودة في كلِّ مكان حولنا وفي جميع أنحاء الكون حتّى في أجسادنا،^[١]إذ تُساعد في القدرة على أداء المهام، وإحداث التغيير،^[٢]ومن الجدير بالذكر أنّ جسم الإنسان قادر على أن يحوِّل الطاقة المخزنة في الطعام إلى عدّة أشكال،^[٣] وفيما يأتي توضيحها:

الطاقة الحراريّة

تساعد الطاقة الحراريّة الموجودة في الجسم في الحفاظ على درجة حرارة ثابتة للجسم،^[٣] إذ تُعرف بأنّها طاقة حركيّة للذرات والجزيئات، حيُث تُخزّن داخليًّا في الجسم؛ فعندما يكون دافئًا، تنقل الطاقة الحراريّة منه إلى المحيط الخارجيّ، وبالعكس فإذا كان أكثر برودة من محيطه، ستنقل من المحيط إلى الجسم، ويُطلق عليها اسم كمية الطاقة الحراريّة المتبادلة بسبب الفرق في درجات الحرارة بالحرارة.^[٤]

الطاقة الكيميائيّة

يحصل الجسم على الطاقة الكيميائيّة من الأطعمة المختلفة التي يتناولها، والتي يستخدمها للحركة على اختلافها، كالرياضات المختلفة، والتحدث، والعمل، أي أنّها تتحول إلى طاقة حركيّة وصوتيّة، حيثُ يتم تخزين الطاقة في الأطعمة وفي الجسم كطاقة كيميائيّة،^[٣] وبإمكاننا قياس الطاقة الكامنة الكيميائيّة المخزّنة في الطعام بوحدات من 1000 سعرة حرارية، أو كيلو كالوري.^[٤]

الطاقة الميكانيكيّة

تساعدنا الطاقة الميكانيكيّة الموجودة في الجسم على الحركة وتأدية المهام،^[٣] والتي يُمكن الحصول عليها من تحويل الطاقة الكيميائيّة الموجودة في الطعام إلى طاقة ميكانيكيّة لتحريك العضلات، حيثُ تُمكن الشخص من التنفس، والمشي، والجري، والقفز، ورفع الأشياء، والسحب، والعديد من المهام اليوميّة الأخرى. ^[٥]

الطاقة الكهربائيّة

ترسل الطاقة الكهربائيّة نبضات عصبيّة، وتطلق إشارات من وإلى الدماغ، حيثُ يوجد في الجسم بعض العناصر التي لها شحنة كهربائيّة محدّدة، كعنصر الصوديوم، والبوتاسيوم، والكالسيوم والمغنيسيوم، ويمكن لجميع خلايا الجسم بلا استثناء تقريباً توليد الطاقة الكهربائيّة عن طريق استخدام هذه العناصر المشحونة، والتي تدعى بالأيونات.^[٣]

الكفاءة الميكانيكية لجسم الإنسان

يُعبِّر مفهوم الكفاءة الميكانيكيّة لجسم الإنسان عن كفاءة جسم الإنسان في تحويل الطاقة الكامنة الكيميائيّة إلى عمل مفيد، وغالبًا ما يُعبَّر عنها بنسبة مئويّة، ويُمكن حسابها عن طريق العلاقة الآتية:^[٤]

كفاءة الجسم (%) = (الشغل اللازم للقيام بعمل مفيد / شغل الطاقة الكيميائيّة الكامنة المستخدمة) × 100%

وبالرموز الإنجليزيّة:

η (%) = (wo / wi) x 100%

حيثُ إنّ:

η: كفاءة الجسم.
wo: الشغل اللازم للقيام بعمل مفيد؛ ويعني ذلك الشغل اللازم لنقل الطاقة الميكانيكيّة أو الحراريّة إلى المحيط الخارجيّ.
wi: شغل الطاقة الكيميائيّة الكامنة المستخدمة.

ومن الجدير بالذكر أنّ الجسم يُعتبر غير فعّال في تحويل الطاقة الغذائيّة إلى إنتاج ميكانيكيّ بشكل كامل، ممّا يعني أنّ الكفاءة الميكانيكيّة للجسم محدودة، ويعود السبب في ذلك للطاقة المستخدمة في عمليات الأيض (التمثيل الغذائيّ)؛ إذ لا يمكن استخدامها للقيام بعمل مفيد.^[٤]

ومن العوامل الأخرى المؤثرة فيما سبق، ما يحدث في أثناء التفاعلات الكيميائيّة، حيثُ تتولد طاقة حراريّة إضافيّة، والتي تعمل على تقويّة تقلصّات العضلات بجانب الاحتكاك في المفاصل والأنسجة الأخرى، وهذا يعمل على تقليل كفاءة جسم الإنسان كثيرًا.^[٤]