/ / Energija je ... Potencijalna i kinetička energija. Što je energija u fizici?

Energija je ... Potencijalna i kinetička energija. Što je energija u fizici?

Energija je ono što čini da život postojine samo na našoj planeti, već i u svemiru. Međutim, to može biti vrlo različito. Dakle, toplina, zvuk, svjetlo, struja, mikrovalne pećnice, kalorije različite su vrste energije. Za sve procese koji se odvijaju oko nas, ova tvar je neophodna. Sve što postoji na Zemlji većinu svoje energije prima od Sunca, ali postoje i drugi izvori energije. Sunce ga prenosi na naš planet koliko bi 100 milijuna najmoćnijih elektrana proizvelo u isto vrijeme.

Energija je

Što je energija?

U teoriji koju je iznio Albert Einstein,proučava se odnos materije i energije. Ovaj veliki znanstvenik uspio je dokazati sposobnost jedne tvari da se pretvori u drugu. Istodobno se pokazalo da je energija najvažniji čimbenik postojanja tijela, a materija sekundarna.

Energija je, uglavnom, sposobnostobaviti neki posao. Ona stoji iza koncepta sile sposobne pomicati tijelo ili mu dati nova svojstva. Što znači pojam "energija"? Fizika je temeljna znanost, kojoj su životi posvetili mnogi znanstvenici iz različitih razdoblja i zemalja. Čak je i Aristotel upotrijebio riječ "energija" za označavanje ljudskih aktivnosti. U prijevodu s grčkog jezika "energija" je "aktivnost", "sila", "djelovanje", "moć". Prvi put se ova riječ pojavila u raspravi grčkog znanstvenika pod nazivom Fizika.

U sada općeprihvaćenom smislu, ovaj je izraz biouveo u upotrebu engleski fizičar Thomas Jung. Ovaj značajan događaj zbio se davne 1807. godine. U 50 -im godinama XIX stoljeća. Engleski mehaničar William Thomson prvi je upotrijebio koncept "kinetičke energije", a 1853. škotski fizičar William Rankin uveo je pojam "potencijalna energija".

Danas je ovaj skalar prisutan usvi dijelovi fizike. To je jedna mjera različitih oblika kretanja i međudjelovanja materije. Drugim riječima, to je mjera transformacije nekih oblika u druge.

Energija (fizika)

Mjerne jedinice i simboli

Količina energije mjeri se u džulima (J). Ova posebna jedinica, ovisno o vrsti energije, može imati različite oznake, na primjer:

  • W je ukupna energija sustava.
  • Q - toplinski.
  • U je potencijal.

Vrste energije

U prirodi postoji mnogo različitih vrsta energije. Glavni su:

  • mehanički;
  • elektromagnetski;
  • električna;
  • kemijska;
  • toplinski;
  • nuklearna (atomska).

Postoje i druge vrste energije:svjetlo, zvuk, magneti. Posljednjih godina sve je veći broj fizičara sklon hipotezi o postojanju takozvane "tamne" energije. Svaka od prethodno navedenih vrsta ove tvari ima svoje karakteristike. Na primjer, zvučna energija može se prenijeti pomoću valova. Oni doprinose vibraciji bubnjića u ušima ljudi i životinja, zbog čega se mogu čuti zvukovi. Tijekom različitih kemijskih reakcija oslobađa se energija neophodna za vitalnu aktivnost svih organizama. Bilo koje gorivo, hrana, akumulatori, baterije skladište su ove energije.

Naše svjetlo daje Zemlji energiju u oblikuElektromagnetski valovi. Samo na taj način može nadvladati prostranost Kosmosa. Zahvaljujući suvremenim tehnologijama poput solarnih panela, možemo ga koristiti u najvećoj mjeri. Višak neiskorištene energije akumulira se u posebnim skladištima energije. Uz gore navedene vrste energije, često se koriste termalni izvori, rijeke, oseke i struje oceana i biogoriva.

Zakon o energiji

Mehanička energija

Ova vrsta energije proučava se u odjeljku fizike,pod nazivom "Mehanika". Označava se slovom E. Mjeri se u džulima (J). Koja je to energija? Mehanička fizika proučava kretanje tijela i njihovu međusobnu interakciju ili s vanjskim poljima. U tom se slučaju energija zbog kretanja tijela naziva kinetičkom (označava se s Ek), a energija uslijed međudjelovanja tijela ili vanjskih polja naziva se potencijalna (En). Zbir gibanja i interakcije predstavlja ukupnu mehaničku energiju sustava.

Postoji opće pravilo za izračun obje vrste.Za određivanje količine energije treba izračunati rad potreban za prijenos tijela iz nultog stanja u to stanje. Štoviše, što više posla, tijelo će imati više energije u ovom stanju.

Odvajanje vrsta prema različitim karakteristikama

Postoji nekoliko vrsta razdvajanja energije.Prema različitim kriterijima dijeli se na: vanjske (kinetičke i potencijalne) i unutarnje (mehaničke, toplinske, elektromagnetske, nuklearne, gravitacijske). Elektromagnetska energija se, pak, dijeli na magnetsku i električnu, a nuklearna na energiju slabih i jakih interakcija.

Kinetički

Bilo koja pokretna tijela odlikuju se prisutnošćukinetička energija. Često se tako naziva - vožnja. Energija tijela koje se kreće gubi se kada usporava. Dakle, što je veća brzina, veća je i kinetička energija.

promjena energije

Kad tijelo u pokretu dođe u dodir s nepomičnim predmetom, ono se prenosi na dio kinetike, što ga također pokreće. Formula kinetičke energije je sljedeća:

  • Eu = mv2: 2,
    gdje je m masa tijela, v je brzina tijela.

Riječima se ova formula može izraziti na sljedeći način: kinetička energija objekta jednaka je polovici proizvoda njegove mase po kvadratu njegove brzine.

Potencijal

Ovu vrstu energije posjeduju tijela kojanalaze u bilo kojem polju sile. Dakle, magnetski se javlja kada je objekt pod utjecajem magnetskog polja. Sva tijela na zemlji imaju potencijalnu gravitacijsku energiju.

Ovisno o svojstvima objekata proučavanja, onimogu imati različite vrste potencijalne energije. Dakle, elastična i elastična tijela koja se mogu rastegnuti imaju potencijalnu energiju elastičnosti ili napetosti. Svako tijelo koje pada, koje je prethodno bilo nepomično, gubi potencijal i dobiva kinetiku. Štoviše, veličina ove dvije vrste bit će jednaka. U gravitacijskom polju našeg planeta formula potencijalne energije imat će sljedeći oblik:

  • En = mhg,
    gdje je m tjelesna težina; h je visina središta mase tijela iznad nulte razine; g je ubrzanje gravitacije.

Riječima se ova formula može izraziti na sljedeći način: potencijalna energija objekta u interakciji sa Zemljom jednaka je umnošku njegove mase, ubrzanja gravitacije i visine na kojoj se nalazi.

Ovaj skalar je karakteristikarezerva energije materijalne točke (tijela) koja se nalazi u polju potencijalne sile i ide na stjecanje kinetičke energije zbog rada poljskih sila. Ponekad se naziva i koordinatna funkcija, što je izraz u Lagranžijanu sustava (Lagrangeova funkcija dinamičkog sustava). Ovaj sustav opisuje njihovu interakciju.

Potencijalna energija jednaka je nuli zaodređena konfiguracija tijela koja se nalaze u prostoru. Izbor konfiguracije određen je pogodnostima daljnjih proračuna i naziva se "normalizacija potencijalne energije".

Energija plina

Zakon očuvanja energije

Jedno od najosnovnijih načela fizikeje Zakon o očuvanju energije. U skladu s njom, energija ne nastaje nigdje i ne nestaje nigdje. Ona se stalno mijenja iz jednog oblika u drugi. Drugim riječima, dolazi samo do promjene energije. Tako se, na primjer, kemijska energija baterije svjetiljke pretvara u električnu, a iz nje u svjetlost i toplinu. Razni kućanski aparati pretvaraju električnu energiju u svjetlost, toplinu ili zvuk. Najčešće su krajnji rezultat promjene toplina i svjetlost. Nakon toga energija odlazi u okolni prostor.

Zakon energije može objasniti mnogefizičke pojave. Znanstvenici tvrde da njegov ukupni volumen u svemiru ostaje konstantan. Nitko ne može ponovno stvoriti ili uništiti energiju. Dok proizvode jednu od njegovih vrsta, ljudi koriste energiju goriva, vode koja pada i atoma. U tom se slučaju jedna od njegovih vrsta pretvara u drugu.

Godine 1918. g.znanstvenici su uspjeli dokazati da je zakon očuvanja energije matematička posljedica translacijske simetrije vremena - veličine konjugirane energije. Drugim riječima, energija se čuva zbog činjenice da se zakoni fizike ne razlikuju u različitim vremenima.

Energetska formula

Energetske značajke

Energija je sposobnost tijela da radi.U zatvorenim fizičkim sustavima, on postoji tijekom cijelog vremena (sve dok je sustav zatvoren) i jedan je od tri aditivna integrala gibanja koji čuvaju veličinu tijekom kretanja. To uključuje: energiju, kutni moment, zamah. Uvođenje koncepta "energije" svrsishodno je kad je fizički sustav homogen u vremenu.

Unutarnja energija tijela

To je zbroj energija molekulainterakcije i toplinska kretanja molekula koje ga čine. Ne može se izravno mjeriti jer je to nedvosmislena funkcija stanja sustava. Kad god je sustav u danom stanju, njegova unutarnja energija ima svojstveno značenje, bez obzira na povijest postojanja sustava. Promjena unutarnje energije tijekom prijelaza iz jednog fizičkog stanja u drugo uvijek je jednaka razlici njegovih vrijednosti u završnom i početnom stanju.

Potrošnja energije

Unutarnja energija plina

Osim krutih tvari, plinovi imaju i energiju.Predstavlja kinetičku energiju toplinskog (kaotičnog) gibanja čestica sustava, koje uključuje atome, molekule, elektrone, jezgre. Unutarnja energija idealnog plina (matematički model plina) zbroj je kinetičkih energija njegovih čestica. To uzima u obzir broj stupnjeva slobode, što je broj neovisnih varijabli koje određuju položaj molekule u prostoru.

Potrošnja energije

Svake godine čovječanstvo troši sveviše izvora energije. Najčešće se fosilni ugljikovodici poput ugljena, nafte i plina koriste za dobivanje energije potrebne za osvjetljavanje i grijanje naših domova, za rad vozila i raznih mehanizama. Oni su neobnovljivi izvori.

Nažalost, samo mali dio energijese minira na našem planetu korištenjem obnovljivih izvora kao što su voda, vjetar i sunce. Danas je njihov udio u energetskom sektoru samo 5%. Još 3% ljudi dobiva u obliku nuklearne energije proizvedene u nuklearnim elektranama.

Neobnovljivi izvori imaju sljedeće rezerve (u džulima):

  • nuklearna energija - 2 x 1024;
  • energija plina i nafte - 2 x 10 23;
  • unutarnja toplina planeta - 5 x 1020.

Godišnja vrijednost obnovljivih izvora Zemlje:

  • energija Sunca - 2 x 1024;
  • vjetar - 6 x 1021;
  • rijeke - 6,5 x 1019;
  • morske mijene - 2,5 x 1023.

Tek pravodobnim prijelazom izkorištenje Zemljinih neobnovljivih rezervi energije za obnovljivo čovječanstvo ima priliku za dugo i sretno postojanje na našem planetu. Znanstvenici diljem svijeta nastavljaju pažljivo proučavati različita svojstva energije kako bi utjelovili najnoviji razvoj.

volio:
0
Popularni postovi
Duhovni razvoj
hrana
y