Energija je sposobnost opravljanja dela: gibanja, premikanja predmetov, proizvajanja toplote, zvoka ali elektrike.

Kaj je energija?

Energija se skriva povsod - v sončnih žarkih v obliki toplotne in svetlobne energije, v predvajalniku v obliki zvočne energije in celo v kosu premoga v obliki nakopičene kemične energije. Energijo dobimo iz hrane, avtomobilski motor pa jo črpa iz goriva – bencina ali plina. V obeh primerih gre za kemično energijo. Obstajajo še druge oblike energije: toplotna, svetlobna, zvočna, električna, jedrska. Energija je nekaj nevidnega in neotipljivega, vendar se lahko kopiči in spreminja iz ene oblike v drugo. Nikoli ne izgine.

mehansko gibanje

Ena glavnih vrst energije je kinetična - energija gibanja. težki predmeti ki se premikajo pri visokih hitrostih, nosijo več kinetične energije kot lahki ali počasi premikajoči se. Na primer, kinetična energija avtomobila je manjša od kinetične energije tovornjaka, ki vozi z enako hitrostjo.

Termalna energija

Toplotna energija ne more obstajati brez kinetične energije. Temperatura fizičnega telesa je odvisna od hitrosti gibanja atomov, iz katerih je sestavljeno. Hitreje kot se premikajo atomi, bolj vroč se bo predmet segrel. Zato se toplotna energija telesa šteje za kinetično energijo njegovih atomov.

Energijsko kroženje

Sonce je glavni vir energije na Zemlji. Nenehno se pretvarja v druge oblike energije. Med naravne vire energije spadajo tudi nafta, plin in premog, ki jih je dejansko dovolj sončna energija.

Zaloga za prihodnost

Energijo je mogoče shraniti. Vzmet shranjuje energijo, ko je stisnjena. Ko se sprosti, se zravna in potencialno energijo pretvori v kinetično. Tudi kamen, ki leži na skali, ima potencialno energijo, ko pade, se pretvori v kinetično energijo.

Preoblikovanje energije

Zakon o ohranitvi energije pravi, da energija nikoli ne izgine, le spremeni se v drugo obliko. Na primer, če deček, ki vozi kolo, zavira in se ustavi, njegova kinetična energija pade na nič. Vendar ne izgine popolnoma, ampak prehaja v druge vrste energije - toplotno in zvočno. Trenje kolesarskih gum ob podlago ustvarja toploto, ki segreva tla in kolesa. In zvočna energija se kaže v škripanju zavor in gum.

Delo, energija in moč

Prenos energije je delo. Količina opravljenega dela je odvisna od velikosti sile in razdalje, na katero se predmet premika. Na primer, težkokategornik, ki dviguje palico, naredi veliko dela. Hitrost, s katero se delo izvaja, se imenuje moč. Hitreje kot dvigovalec uteži dvigne utež, večja je njegova moč. Energija se meri v joulih (J), moč pa v vatih (W).

Poraba energije

Energija nikoli ne izgine, a če je ne porabimo za delo, bo izgubljena. Večina energije se porabi za proizvodnjo toplote.

Na primer, električna žarnica pretvori le petino A energije električne energije v svetlobo, ostalo pa gre v nepotrebno toploto. Nizke kvote koristno dejanje avtomobilskih motorjev vodi do dejstva, da se precejšnja količina goriva porabi zaman.

Energija paintballa

Pri igranju na igro energija nenehno spreminja svoje stanje – potencialna prehaja v kinetično. Gibljiva žoga se zaradi trenja na delu avtomata ustavi. Njegova energija se porabi za premagovanje sile trenja, vendar ne izgine, ampak se spremeni v toploto. Ko igralec žogi doda dodatno energijo s potiskom vesla, se gibanje žoge pospeši.

Sistem merjenja toplote pred dvema stoletjema je temeljil na ideji, da je toplotna energija shranjena, da ne izgine nikamor, ampak se le premika z enega mesta na drugega. Še vedno uporabljamo naslednja pravila: Za merjenje količine toplote naredimo...

Vrste energije - vrste energije, ki jih pozna človeštvo

Koncept "energije" je opredeljen kot mera različne oblike gibanja snovi in ​​kot merilo prehoda gibanja snovi iz ene oblike v drugo. V skladu s tem ločimo vrste in vrste energije glede na oblike gibanja snovi. Mali človek ima opravka z različnimi vrstami energije. Pravzaprav je celoten tehnološki proces pretvorba ene vrste energije v drugo. V procesu prehajanja tehnološke poti se energija vedno znova pretvarja iz ene vrste v drugo, kar vodi do zmanjšanja njene uporabne količine zaradi izgub in razpršitve v okolju.

Danes poznane vrste energije

• Mehanski
• Električni
• Kemični
• termični
• Svetloba (Radiant)
• Jedrska (jedrska)
• Termonuklearna (fuzija)

Poleg tega poznamo druge vrste energije, katerih imena niso fizikalna, ampak opisna, kot sta energija vetra ali geotermalna energija. V takih primerih fizični obliki značaj energije nadomesti ime njenega vira. Zato je pravilno govoriti več o mehanski energiji vetra, energiji vetrnega toka ali toplotni energiji geotermalnih virov. V nasprotnem primeru lahko število psevdoenergij množimo v nedogled, izumljamo junk energijo, vodikovo energijo, mentalno energijo oz. vitalna energija, in energija rok. Če besedo "energija" združimo z določenimi predmeti, temu svežnju odvzamemo fizični pomen. Ni mogoče izmeriti količine psihična energija, ali energija volje. Ostane le namig, da ima predmet neko energijo, pa ne vemo, kakšno. Izkazalo se je, da je besedilo ali govor posejan z besedo, ki nima pomenske obremenitve, saj vsak predmet nosi energijo in ga je nesmiselno omenjati. In po analogiji z energijo misli naj bi se pojavila masa misli, dolžina, širina in višina misli ter njena gostota. Skratka, takšni obrati so očiten dokaz neumnosti in nepismenosti avtorja ali govorca.

Fizikalni koncepti, povezani z definicijo besede "energija"

Ampak nazaj k resnici fizikalni pojmi povezana z definicijo besede "energija". Zgornje vrste energije so človeku znane in jih uporablja skozi vso zgodovino civilizacije. Edina izjema je energija atomskega razpada, pridobljena šele v začetku 20. stoletja. Torej še vedno uporabljamo mehansko energijo, vozimo se s kolesom, uporabljamo ure z nihalom, dvigujemo in spuščamo bremena z žerjavom. Električno energijo poznamo že od antičnih časov v obliki strele in statične elektrike. Vendar pa se je ta vrsta energije začela široko uporabljati šele od 19. stoletja, ko je bil izumljen Voltov stolpec - enosmerna baterija in. Toda že v pradavnini so ljudje poznali in uporabljali to vrsto energije, čeprav ne povsod. Znan je staroegipčanski nakit in kultni predmeti, katerih premaz je bilo možno izvesti le z elektrolizo. - morda najbolj pogosta in razširjena vrsta energije, tako v antiki kot danes. Ogenj, premog, gorilnik, vžigalice in številni drugi predmeti, povezani z izgorevanjem, temeljijo na energiji kemijske interakcije organske snovi in ​​kisika. Danes se visokotehnološko "kurjenje" izvaja v in, v in. Naprave, kot so turbine in motorji z notranjim zgorevanjem, pa imajo med surovinami (kemična energija) in končnim izdelkom (električna energija) slabega posrednika -. Na žalost, učinkovitost toplotnih motorjev je majhen, omejitev pa ne nalaga material, ampak teorija. Kajti omejitev je 40%. Na podlagi kemičnih interakcij, kemične energije, delujejo tako človeška telesa kot vse živali. Z uživanjem rastlin prejemamo od njih energijo kemičnih vezi, ki nastanejo zaradi absorpcije sončne energije. Se pravi, posredno se človek hrani tudi s sončno energijo, saj se z njo hrani vse življenje na Zemlji. Sonce je energija, brez katere ne bi bilo življenja na našem planetu. Skoraj vse vrste in vrste energije, razen atomske in termonuklearne, se lahko štejejo za sekundarne glede na sevalno sončno energijo. Mehanska energija plimovanja, kot tudi toplotna energija geotermalnih virov, prav tako nista povezani s sončnim sevanjem.

Termonuklearna energija je osnova za delo našega osrednjega svetila - Sonca

In to pomeni, da je sončna energija produkt energije termonuklearne fuzije, ki se sprošča v črevesju Sonca. Tako ima velika večina vrst energije, ki jih uporabljamo na Zemlji, svoj primarni izvor v obliki energije termonuklearne fuzije. Jedrska ali atomska energija je edina vrsta energije, ki ne spada v meje "standardnega" naravnega energetskega prometa. Pred prihodom človeka narava (z redkimi izjemami) ni poznala procesov razpada masnih točk atomskih jeder s sproščanjem ogromne energije. Izjema je afriški naravni »jedrski reaktor« – nahajališče uranovih rud, kjer potekajo reakcije atomskega razpada s segrevanjem okoliških kamnin. V naravi pa atomski razpad traja milijone let, saj sta razpolovni dobi urana in plutonija zelo dolgi. In čeprav so številni drugi atomi, poleg urana in plutonija, tudi podvrženi atomskemu razpadu, na splošno ti procesi ne povzročajo bistvenih sprememb v okoliški snovi na časovno enoto. Človek je naredil svoje lastne spremembe v energijskem ravnovesju planeta, z eksplozijami bomb, gradnjo jedrskih elektrarn, kurjenjem nafte, plina in premoga. Seveda so podobni procesi potekali že pred človekom, vendar so bili raztegnjeni na milijone let. Meteoriti so padali, gozdovi so goreli, ogljikov dioksid se je sproščal iz močvirij in oceanov, uran pa je razpadal. Toda počasi - v majhnih količinah na časovno enoto.

Alternativni viri

Danes se aktivno razvijajo alternativne vrste energije in alternativne. Vendar te besede same po sebi že vsebujejo zmoten odnos do besede "energija". Če vire energije imenujemo "alternativni", jih primerjamo s "tradicionalnimi" viri - premogom, nafto in plinom. In to je razumljivo. Ampak z besedami alternativni pogled energije« govorimo neumnosti, saj različne vrste energije obstajajo zunaj naših želja. In ni jasno, kaj je alternativna energija vetra, ker preprosto obstaja. Ali kakšna je alternativna sončna in termonuklearna energija našega svetila. V vsakem primeru ga uporabljamo in čudno je, da ga imenujemo alternativa, ker zanj ni alternativ. V naslednjih tisočletjih se ne bomo izognili uporabi sončne energije, saj na njej temelji celoten ekosistem planeta. Besede »nekonvencionalne oblike energije«, »obnovljive oblike energije« ali »zelene oblike energije« izgledajo podobno čudno. Katera vrsta energije je tradicionalna? Kako lahko obnovimo eno ali drugo vrsto energije? In kako preveriti energijo za okoljsko čistočo? Bolj smiselno in pravilneje se je sklicevati na »tradicijo«, »obnovljivost« in »prijaznost do okolja«. Potem bo vse takoj postalo jasno in razumljivo. In potem, ko naročite vzročno-posledične zveze, lahko začnete iskati. Nekonvencionalne vrste virov energije je mogoče zlahka najti s preučevanjem narave in svet. Tukaj imate gnoj za ogrevanje, seno in generator, ki uporablja mišično moč.

Obnovljive vire energije je treba iskati le v okolju naravnih procesov

Podobnih procesov ni toliko in vsi so povezani z gibanjem snovi na planetu - zemlje, vode, zraka, pa tudi z aktivnostjo živih organizmov. Čeprav, strogo gledano, obnovljivih virov energije ni, saj ima naša glavna "baterija" - Sonce - omejeno življenjsko dobo. In za iskanje okolju prijaznih virov je treba najprej jasno opredeliti kriterije prijaznosti do okolja, saj pravzaprav vsak človekov poseg v energetsko bilanco planeta povzroča škodo okolju. Strogo gledano ne more biti okolju prijaznih virov energije, saj bodo v vsakem primeru vplivali na okolje. Ta vpliv lahko le zmanjšamo ali pa ga nadomestimo. Hkrati je treba morebitne kompenzacijske vplive izvesti v okviru modela globalne analitične napovedi.

Se pravi, če želite izvedeti, kako lahko prihranite energijo, morate jasno opredeliti, kaj je pojem "energija"?

Energija (grško - delovanje, dejavnost) - splošna kvantitativna mera različnih oblik gibanja snovi.

Iz te definicije sledi:

Energija je nekaj, kar se manifestira šele, ko se stanje (položaj) spremeni. razne predmete svet okoli nas;

Energija je nekaj, kar lahko prehaja iz ene oblike v drugo (slika 1.1);

Za energijo je značilna sposobnost proizvajanja koristnega dela za človeka;

Energija je nekaj, kar je mogoče objektivno opredeliti, kvantificirati.

Energija v obliki A			Energija v B obliki

riž. 1.1. Shema pretvorbe energije iz ene vrste v drugo

Energijo v naravoslovju glede na naravo delimo na naslednje vrste.

Mehanska energija – se kaže v medsebojnem delovanju, gibanju posameznih teles ali delcev.

Vključuje energijo gibanja ali vrtenja telesa, energijo deformacije pri upogibanju, raztezanju, zvijanju,

stiskanje elastična telesa(vzmeti). Ta energija se najbolj uporablja v različnih strojih – transportnih in tehnoloških.

Toplotna energija je energija neurejenega (kaotičnega) gibanja in interakcije molekul snovi.

Toplotna energija, pridobljena najpogosteje z zgorevanjem različne vrste gorivo, se pogosto uporablja za ogrevanje, izvajanje številnih tehnoloških procesov (segrevanje, taljenje, sušenje, izhlapevanje, destilacija itd.).

Za primerjavo različnih vrst goriva in skupno obračunavanje njegovih zalog je bila sprejeta obračunska enota - referenčno gorivo, katerega kalorična vrednost je bila 29,3 MJ / kg (7000 kcal / kg) (tabela 1.1). "

Električna energija je energija elektronov, ki se gibljejo po električnem tokokrogu (električni tok).

Električna energija se uporablja za pridobivanje mehanske energije s pomočjo elektromotorjev in izvajanje mehanskih procesov obdelave materialov: drobljenje, mletje, mešanje; za izvajanje elektrokemijskih reakcij; pridobivanje toplotne energije v električnih grelnih napravah in pečeh; za direktno obdelavo materialov (elektroerozivna obdelava).

Kemijska energija je energija, »shranjena« v atomih snovi, ki se sprosti ali absorbira med kemijskimi reakcijami med snovmi.

Kemična energija se sprosti v obliki toplotne energije med eksotermnimi reakcijami (na primer zgorevanjem goriva) ali pa se pretvori v električno energijo v galvanskih členih in baterijah. Za te vire energije je značilna visoka učinkovitost (do 98%), vendar nizka zmogljivost.

Magnetna energija - energija trajnih magnetov, ki imajo veliko zalogo energije, vendar jo "oddajajo" zelo neradi. Vendar pa električni tok okoli sebe ustvarja razširjena, močna magnetna polja, zato najpogosteje govorimo o elektromagnetni energiji.

Električna in magnetna energija sta med seboj tesno povezani, vsako od njiju lahko obravnavamo kot "hrbtno" stran druge.

Elektromagnetna energija je energija elektromagnetnih valov, to je gibljivih električnih in magnetnih polj. Vključuje vidno svetlobo, infrardečo, ultravijolično, rentgenski žarki in radijskih valov.

Tako je elektromagnetna energija energija sevanja. Sevanje prenaša energijo v obliki energije elektromagnetnega valovanja. Ko se sevanje absorbira, se njegova energija pretvori v druge oblike, najpogosteje v toploto.

Jedrska energija je energija, ki je lokalizirana v jedrih atomov tako imenovanih radioaktivnih snovi. Sprošča se med cepitvijo težkih jeder (jedrska reakcija) ali sintezo lahkih jeder (termonuklearna reakcija).

Za to vrsto energije obstaja tudi staro ime - atomska energija, vendar to ime ne odraža natančno bistva pojavov, ki vodijo do sproščanja ogromnih količin energije, največkrat v obliki toplotne in mehanske.

Gravitacijska energija- energija zaradi medsebojnega delovanja (gravitacije) masivnih teles, še posebej opazna je v vesolju. V zemeljskih razmerah je to na primer energija, ki jo »shranjuje« telo, dvignjeno na določeno višino nad zemeljsko površino – energija težnosti.

Tako lahko glede na stopnjo manifestacije ločimo energijo makrosveta - gravitacijsko, energijo interakcije teles - mehansko, energijo molekularnih interakcij - toplotno, energijo atomskih interakcij - kemično, energijo sevanja - elektromagnetna, energija, ki jo vsebujejo jedra atomov - jedrska.

Sodobna znanost ne izključuje obstoja drugih vrst energije, ki še niso določene, vendar ne kršijo enotne naravoslovne slike sveta in koncepta energije.

Na splošno je koncept energije, ideja o njej umetna in ustvarjena posebej kot rezultat naših razmišljanj o svetu okoli nas. Za razliko od materije, za katero lahko rečemo, da obstaja, je energija plod človekove misli, njegovega »izuma«, zgrajenega tako, da bi bilo mogoče opisati različne spremembe v okoliškem svetu in hkrati govoriti. o nespremenljivosti, katere ohranjanje - tisto, kar se imenuje energija, čeprav se bo naša predstava o energiji iz leta v leto spreminjala.

Enota za energijo je 1 J (Joule). Hkrati se za merjenje količine toplote uporablja "stara" enota - 1 cal (kalorija) \u003d 4,18 J, za merjenje mehanske energije se uporablja vrednost 1 kgm \u003d 9,8 J, električna energija- 1 kWh = 3,6 MJ, medtem ko je 1 J = = 1 W-C.

Opozoriti je treba, da se v naravoslovni literaturi toplotna, kemična in jedrska energija včasih kombinirajo s konceptom notranje energije, tj. vsebovane v snovi.

Ljudje uporabljamo različne oblike energije za vse, od lastnega pogona do pošiljanja astronavtov v vesolje.

Obstajata dve vrsti energije:

• sposobnost zavezati se (potencialno)
• pravilno delo (kinetično)

Na voljo v različnih oblikah:

• toplota (toplotna)
• svetloba (sevalna)
• gibanje (kinetično)
• električni
• kemična
• jedrska energija
• gravitacijski

Na primer, hrana, ki jo oseba zaužije, vsebuje kemikalijo in jo telo shranjuje, dokler je ne porabi kot kinetično energijo med delom ali življenjem.

Razvrstitev vrst energije

ljudje uporabljajo vire različni tipi: elektrika v svojih domovih, pridobljena s kurjenjem premoga, jedrska reakcija ali hidroelektrarna na reki. Tako se premog, jedrska in vodna energija imenujejo vir. Ko ljudje svoje rezervoarje za gorivo napolnijo z bencinom, je lahko vir nafta ali celo pridelava in predelava žita.

Vire energije delimo v dve skupini:

• Obnovljiva
• neobnovljiv

Obnovljivi in ​​neobnovljivi viri se lahko uporabljajo kot primarni viri za koristi, kot je toplota, ali se uporabljajo za proizvodnjo sekundarnih virov energije, kot je elektrika.

Ko ljudje v svojih domovih uporabljajo elektriko, je elektrika verjetno proizvedena s sežiganjem premoga ali zemeljskega plina, jedrske reakcije ali hidroelektrarne na reki ali iz več virov. Ljudje uporabljajo surovo nafto (neobnovljivo) za gorivo svojih avtomobilov, vendar lahko uporabljajo tudi biogoriva (obnovljiva), kot je etanol, ki je narejen iz predelane koruze

Obnovljiva

Obstaja pet glavnih obnovljivih virov energije:

• sončna
• Geotermalna toplota v zemlji
• Vetrna energija
• biomaso iz rastlin
• Hidroenergija iz tekoče vode

Biomasa, ki vključuje les, biogoriva in biomasne odpadke, je največji vir obnovljive energije, saj predstavlja približno polovico vseh obnovljivih virov energije in približno 5 % celotne porabe.

neobnovljiv

Večina trenutno porabljenih virov je iz neobnovljivih virov:

• Naftni izdelki
• Ogljikovodik utekočinjen plin
• Zemeljski plin
• Premog
• Jedrska energija

Neobnovljive vrste energije predstavljajo približno 90 % vseh porabljenih virov.

Ali se poraba goriva s časom spreminja

Viri energije se sčasoma spreminjajo, vendar so spremembe počasne. Na primer, premog se je nekoč pogosto uporabljal kot gorivo za ogrevanje domov in poslovnih stavb, vendar se je specifična uporaba premoga za ta namen v zadnjega pol stoletja zmanjšala.

Čeprav je delež obnovljivih goriv v skupni porabi primarne energije še razmeroma majhen, njihova uporaba narašča v vseh panogah. Poleg tega se je povečala uporaba zemeljskega plina v energetiki Zadnja leta zaradi nizkih cen zemeljskega plina, medtem ko se je poraba premoga v tem sistemu zmanjšala.

Energija(iz grščine energeia – dejanje, dejavnost) je splošna mera (kvantifikacija) različnih oblik gibanja snovi, obravnavanih v fiziki.

Po konceptih fizikalne znanosti je energija sposobnost telesa ali predmeta, da opravlja delo. Za kvantitativno karakteristiko kvalitativno različnih oblik gibanja in njim ustreznih interakcij so uvedene različne vrste energije. Človek v svojem Vsakdanje življenje Najpogosteje se srečujemo z naslednjimi vrstami energije: mehansko, električno, elektromagnetno, toplotno, kemično, jedrsko itd.

Kinetična energija - mera mehanskega gibanja, ki je za togo telo enaka polovici zmnožka mase telesa in kvadrata njegove hitrosti. Vključuje mehansko energijo gibanja delca ali telesa, toplotno energijo, jedrsko energijo itd.

Če je energija posledica spremembe relativnega položaja delcev sistema in njihovega položaja glede na druga telesa, potem se imenuje potencial. Vključuje energijo mas, ki jih privlači zakon univerzalne gravitacije, kemično energijo, energijo lege homogenih delcev, na primer energijo elastičnega deformiranega telesa itd. .

Mehanska energija - energija mehanskega gibanja in interakcije teles ali njihovih delov. Mehanska energija sistema teles je enaka vsoti kinetične in potencialne energije tega sistema. Kaže se v interakciji, gibanju posameznih teles ali delcev.

Vključuje energijo translacijskega gibanja ali vrtenja telesa, energijo deformacije pri upogibanju, raztezanju, stiskanju elastičnih teles (vzmeti). Ta energija se najbolj uporablja v različnih strojih – transportnih in tehnoloških.

Termalna energija - energija kaotičnega translacijskega in rotacijskega gibanja molekul snovi. Za trdno telo je to energija nihanja atomov v molekulah, ki se nahajajo na vozliščih kristalne mreže.

Toplotna energija nastane le kot posledica pretvorbe drugih vrst energije, na primer pri zgorevanju različnih vrst goriv se njihova kemična energija pretvori v toplotno energijo. Uporablja se za ogrevanje, vodenje številnih tehnološki procesi(segrevanje, taljenje, sušenje, izparevanje, destilacija itd.).

električna energija - energija nabitih delcev ali teles (elektronov, ionov), ki se urejeno gibljejo po sklenjenem električnem krogu.

Električna energija se uporablja za proizvodnjo mehanske energije, toplotne energije ali katere koli druge potrebne energije.

Kemična energija - to je energija, »shranjena« v atomih snovi, ki se sprošča ali absorbira med kemijskimi reakcijami med snovmi.

Kemična energija se sprosti kot toplotna energija med eksotermnimi reakcijami (kot je zgorevanje goriva) ali pa se pretvori v električno energijo v galvanskih členih in baterijah.

Jedrska energija - notranja energija atomsko jedro, povezano z gibanjem in interakcijo nukleonov, ki tvorijo jedro. Sprošča se kot posledica jedrske verižne reakcije cepitve težkih jeder (jedrska reakcija) ali med sintezo lahkih jeder (termonuklearna reakcija). IN jedrska energija doslej uporablja samo prvi način, saj uporaba drugega je povezana s še vedno nerešenim problemom izvajanja nadzorovane termonuklearne reakcije.

Gravitacijska energija - energija interakcije (privlačnosti) med katerima koli telesoma in določena z njunima masama. To je še posebej opazno v vesolju. V zemeljskih razmerah je to na primer energija, ki jo telo »skladišči«, ko se dvigne na določeno višino nad zemeljsko površino.