Енергията се проявява по различни начини и е свързана със способността да се произвежда работа
Изображение на Федерико Бекари в Unsplash
Няма точно определение за енергия, но във физиката това е изключително важно понятие, което представлява способността да се произвежда работа или да се изпълнява действие. Думата се използва и в други научни области, като биология и химия.
Енергията играе съществена роля във всички сектори на живота, като е най-важното величие на физиката. Живите същества зависят от енергията, за да оцелеят и да я получат чрез храната, под формата на химическа енергия. Освен това организмите получават енергия и от слънцето.
Общ принцип за пестене на енергия
Във физиката терминът опазване се отнася до нещо, което не се променя. Това означава, че променливата на уравнение, което представлява консервативна величина, е постоянна във времето. Освен това тази система казва, че енергията не се губи, не се формира и не може да бъде унищожена: тя просто се променя.
Захранващи блокове
Единицата за енергия, определена от Международната система от единици, е джаулът (J), който се определя като работата, извършена от сила на Нютон при изместване от 1 метър. Енергията обаче може да бъде описана и в други единици:
- Калория (вар): количеството енергия, необходимо за повишаване на температурата на грам вода от 14,5 на 15,5 градуса по Целзий. Един джаул се равнява на 0,24 калории;
- Киловат-час (kWh): обикновено се използва за измерване на консумацията на електроенергия (1 kWh = 3,6. 106 J);
- BTU ( британска термична единица ): британска термична единица 1 BTU = 252,2 калории;
- Електрон-волт (eV): Това е количеството кинетична енергия, получена от един електрон (електрон), когато се ускорява от разлика в електрическия потенциал от един волт, във вакуум (1 eV = 1,6. 10–19 J).
Видове енергия
Енергията е уникално количество, но в зависимост от това как се проявява, тя получава различни имена. Научете повече за основните видове енергия във физиката:
Кинетична енергия
Кинетичната енергия е свързана със състоянието на движение на тялото. Този тип енергия зависи от нейната маса и скоростния модул. Колкото по-голяма е величината на скоростта на тялото, толкова по-голяма е кинетичната енергия. Когато тялото е в покой, тоест модулът на скоростта е нула, кинетичната енергия е нула.
Потенциална енергия
Потенциалната енергия е свързана с положението, което тялото заема или деформацията на еластична система. В първия случай потенциалната енергия се нарича гравитационна потенциална енергия, докато във втория случай се нарича еластична потенциална енергия.
Потенциалната гравитационна енергия зависи от масата, гравитацията и височината на точката, в която се анализира тялото. Еластичната потенциална енергия произтича от еластичната константа и деформацията на въпросната пружина.
Механична енергия
Механичната енергия е енергия, която може да се предава чрез сила. По принцип това може да се разбира като сбор от кинетичната и потенциалната енергия на тялото.
Механичната енергия остава постоянна при липса на дисипативни сили, настъпва само преобразуването между нейната кинетична и потенциална форма.
Термална енергия
Термичната енергия или вътрешната енергия се дефинира като сбор от кинетичната и потенциалната енергия, свързани с микроскопичните елементи, които изграждат материята. Атомите и молекулите, които образуват телата, показват произволни движения на транслация, въртене и вибрация. Това движение се нарича термично разбъркване. Разликата в топлинната енергия на системата се случва чрез работа или топлина.
Теоретично топлинната енергия е свързана със степента на движение на субатомните частици. Колкото по-висока е температурата на тялото, толкова по-голяма е неговата вътрешна енергия. Когато тяло с по-висока температура влезе в контакт с тяло с по-ниска температура, ще настъпи пренос на топлина.
Електричество
Електрическата енергия е енергия, произведена от електрическите заряди на субатомните частици. Зарядите, когато се движат, генерират електрически ток, създавайки това, което наричаме електричество.
Светлина или слънчева енергия
Светлинната енергия се формира от редица вълни, които могат да бъдат уловени от очите. Освен това се възприема от растенията, които го използват в процеса на фотосинтеза. Светлинните лъчи, които са форма на електромагнитно излъчване, достигат до очите ни, достигат до ретината и генерират електрически сигнал, който преминава през нервите към мозъка.
Може да се трансформира в топлинна или електрическа енергия и да се прилага за различни цели. Двата основни начина за използване на слънчевата енергия са производството на електричество и слънчевото отопление на водата. За производството на електрическа енергия се използват две системи: хелиотермичната, при която облъчването се превръща първо в топлинна енергия, а по-късно в електрическа; и фотоволтаични, при които слънчевата радиация се преобразува директно в електрическа енергия.
Звукова енергия
Звуковата енергия се предава по въздуха, чрез молекулярно движение между два или повече обекта, причинявайки звукова вълна. Звуковата вълна се състои от области на компресия на молекулите (близки молекули, по-високо налягане) и области на разреждане на молекулите (отдалечени молекули, по-ниско налягане). Звукът може да се издава, когато два обекта са в противоположни посоки или, ако са в една и съща посока, имат различна скорост.
Речевите вълни и други често срещани звуци са сложни вълни, произведени при много различни честоти на вибрации. Постигайки ухото, звуковата енергия се трансформира в електрически сигнали, които преминават през нервите към мозъка и по този начин ние възприемаме звука.
Ядрена енергия
Ядрената енергия е енергията, произведена в термоядрени централи. Принципът на работа на термоядрената централа е използването на топлина за генериране на електричество. Топлината идва от разделянето на ядрото на атомите на урана на две части - процес, наречен ядрено делене.
Радиацията се използва широко в медицината, рентгеновите лъчи, лъчетерапията, но е свързана и с негативни ефекти като атомни бомби и ядрени отпадъци.
