Енергија је оно што је? Дефиниција, врсте

Енергија је способност да се нешто промени: на пример, температура тела, њихова локација или магнетна својства. То је, са техничке тачке гледишта - способност обављања посла. Енергија (значење речи у грчком (енергеиа) - "активност") одређује све што се дешава у свету.

Енергија као рад

На пример, ако желите да прокувате воду, онда морате да примените топлотну енергију. Вода се загрева, јер примењена топлотна енергија убрзава кретање молекула. На исти начин, особа користи енергију приликом подизања било којег објекта, само се овдје мијења положај објекта, а потрошена енергија превладава над гравитацијом и инерцијом. Древни људи су користили само своју снагу у облику извора енергије или снаге домаћих животиња. Врло једноставан примјер топлинске енергије може се видјети ако трљате дланове заједно. Примјеном малог физичког напора, примјетна топлина се ослобађа између дланова - то је енергија топлине.

Концепт "енергије" у филозофији значи све слично снази, способној за било какво остварење, према терминологији Аристотела. Први извор енергије извана који је човек користио био је ватра. Древни људи су користили ватру да загреју своје домове и припреме храну.

Модерни људи су у служби најмоћнијих извора енергије који милион пута превазилазе људску моћ. Савремени човек кува храну не само уз помоћ ватре, већ и механизмима подиже предмете тежине, гради нове градове и осваја простор.

Сунце као извор енергије

Све врсте енергије које су толико потребне човјечанству, животињама и биљкама за живот на Земљи, од памтивијека, потичу од Сунца. Сунце се може упоредити са најмоћнијом електраном, која стално производи енергију.

Занимљиво је да у једној секунди ствара толико енергије колико све америчке нуклеарне електране могу произвести више од 10 милиона година. Сви извори енергије Земље, истовремено треперећи, нису могли засјенити сунце. И још један пример: комад спољашње љуске Сунца величине кутије шибица светлији је од 10 милиона свећа. У унутрашњој љусци Сунца стално се јављају атомске реакције, које су основа рада ове моћне електране. Извор те енергије је готово неисцрпан, али научници свијета изјављују да ће након 2 милијарде година Сунце сагорити све своје гориво и стога ће сав живот на планети Земљи нестати. У међувремену, звезда под именом Сунце ће избацити своју неисцрпну енергију која се улијева у свемир, чија је најмања честица на планети Земљи у облику светлости и топлоте. Ова минимална честица је довољна за постојање читавог живота на Земљи.

Фосилни извори енергије

Планету је требало милион година да акумулира изворе у Земљиној кори који се могу претворити у енергију, у облику угља, тресета, нафте и природног гаса. Човечанство бесмислено троши ове залихе, не размишљајући о потомцима, а то је истина. Наслаге нафте и гаса које Земља производи више од милион година, човечанство проводи годину дана. Ови извори енергије су необновљиви, јер једном изгорени, они нестају. И следеће формирање угља, нафте и гаса може се очекивати тек за неколико стотина милиона година. Због тога је нарушен енергетски биланс енергије на Земљи, јер однос примљене енергије према ономе који се даје у простор мора бити уравнотежен.

Као резултат тако брзог уништавања резерви, стварају се гасови који спречавају враћање вишка сунчеве енергије у свемир. Дакле, наша планета постаје топлија, тј ефекат стаклене баште. Може толико да промени глобалну климу да ће доћи до повећања области пустиња, да ће избити разорни урагани, лед ће се отопити на половима и, као резултат, ниво мора ће порасти и многе обале ће бити под водом.

Дефиниција енергије

Ако вас питају: "Дајте дефиницију енергије", - можете сигурно одговорити да је енергија супстанца која нигде не нестаје, може се само акумулирати и трансформисати, прелазећи из једног типа у други. На пример, биљкама је потребна светлост, оне претварају соларну енергију и акумулирају је. Они дају ову енергију људима и животињама у облику јестивих производа. Људи и животиње, пошто су добили енергију од биљака, претварају је у друге облике енергије, на пример, у снагу мишића. С друге стране, све резерве енергије које се добијају из Земљине коре створене су од остатака животиња и биљака које су живеле пре милион година, под утицајем притиска и високе температуре у Земљиној кори. Када изгоре, они такође ослобађају енергију која долази од сунца.

Енергетске јединице

Енергија је количина измјерена у џулима, јединица, названа по енглеском физичару Јамесу Јоулеу. Џул је веома мала честица енергије, на пример, енергија коју чаша каве емитује када се охлади је 100.000 џула. Стога, за практичност, количина енергије изражена у килојоулима и мегајоулима. Да би сазнали колико енергије се производи у одређеној временској јединици, она се такође користи као јединица за мерење - ватт, која се назива јединица за мерење снаге. На пример, можете узети људско тело. Занимљиво, током нормалног људског живота, његова снага је једнака снази сијалице (око 100 вати). Срце обично ради са снагом од 3 вата, што одговара снази светиљке. Напредак се не зауставља, а данас су машине увелико повећале могућности људске моћи. Један мали трактор снаге 50 киловата ради више од 100 јаких спортиста, а снага млазног авиона достиже 6 мегавата.

Енергија: дефиниција, врста у коју је подијељена

Суштина енергије је својство акумулирања и преласка из једног стања у друго, на чему се заснивају сви људски проналасци и открића.
Енергија је подељена на потенцијалне и кинетичке. Све супстанце у свемиру имају своју енергију. Ако држите камен у руци, он има своју потенцијалну енергију, тј. Енергију одмора, али чим се камен ослободи, потенцијална енергија прелази у другу врсту енергије - кинетичку, тј. Енергију кретања. Размотрите пример претварања угља у светло. Када неки угаљ изгори, потенцијална соларна енергија која се накупила у њој претвара се у топлоту. Топлина, пак, узрокује испаравање воде. Кинетичка енергија кретање паре се преноси до ротора турбине, што га покреће. Ова енергија у генератору се претвара у електричну енергију, која се преноси кроз електричне жице на сијалицу. Надаље се спирала жаруље загријава и почиње се загријавати, енергија се претвара у топлотну. Део грејне спирале у вакууму емитује светлосну енергију, а светло се пали у сијалици. Врсте енергија се могу стално мијењати, претварајући једна у другу.

Перпетуал мотион мацхине

Од тада, чим су људи почели да разумеју појам енергије, они су се трудили да је добију са најмање губитака. Изумитељи покушавају да отворе такав механизам који би га произвео, то јест, био би непрестано кретање, стално кретање, али без употребе енергије. Много је теорија конципираних, али, нажалост, такав изум је немогућ. Енергија не може бити произведена, можете само ослободити акумулирани потенцијал и претворити га у други облик.

Постоје многи облици различитих енергија и сви су међусобно повезани.

Облици енергије

Енергије су "чврсте", чији су извори:

• угаљ;
• уље;
• гас;
• атом

Како се минерали користе за њихово добијање, они могу штетити околишу.

И још увек постоји "мека" енергија, на пример:

• енергија воде;
• енергија ветра;
• биоенергија;
• соларна енергија.

Енергетска трансформација

Енергија кретања се може трансформисати у електричну, електричну - у светлост и топлоту, соларну - у електричну, хемијску - у топлоту, итд. Али укупна количина енергије остаје увијек иста. На пример, када се аутомобил креће, део енергије током сагоревања бензина претвара се у енергију кретања, а део постаје топлотна, која не нестаје, већ се ослобађа у околину. Дио те топлинске енергије може се користити за загријавање путничког простора пећницом. Када аутомобилу понестане гаса, то значи да му је понестало енергије. Али научник би то рекао другачије: он би рекао да је енергија трансформисана. Основна тврдња модерне науке је закон о очувању енергије. Енергија она не може бити створена или уништена, само мења свој облик. То значи да су енергетске силе које постоје у Универзуму присутне у њему од самог почетка и да ће бити присутне све док сам Универзум не нестане. Не постоји таква машина која емитује више енергије него што користи, тако да се не може изумити машина за стално кретање. Трансформација енергије се одвија по истим законима као и ток реке: увек само у једном правцу.

Енергетска ефикасност

Трансформација енергије из једног облика у други увек је праћена губитком топлоте, а што су ови губици мањи, то се енергија боље користи, а сама машина економичнија. На пример, бициклиста претвара 95% своје физичке снаге у физичку енергију и само 5% иде на топлоту бицикла. Однос између потрошене и примљене енергије назива се ефикасност. За бициклисте, она је једнака 95%, а за аутомобил је само 25%, јер се само овај дио користи за покретање возила, а остало је вишак топлине.

Енергија воде

Вода има огромну снагу, превазилази долине и планине, пролази кроз најневероватније препреке. Није ни чудо што људи кажу: "Вода истроши камен". Да би извукла енергију из воде, мора се укротити. У већини случајева, у ту сврху се граде бране и бране, које блокирају пут у море до потока, акумулирају воду, стварају умјетне акумулације. У овом облику вода има потенцијалне енергије.

Када падне са бране, воду привлачи гравитација земље, а гравитациона енергија настаје када вода падне са висине надоле. На електранама, ова вода има механичку енергију када покреће турбине које га претварају у електричну. Струја кроз жицу улази у различите потрошаче електричне енергије. Када се светло упали, даје светлост, то јест, електромагнетну енергију и топлоту.

Биолошка енергија

Биоенергија је енергија биљака, односи се на обновљиве типове енергије. Биљке добијају своју енергију директно од Сунца и за сва жива бића на земљи, биљке су најважнији извор енергије и хране. Под утицајем светлости биљке производе угљен диоксид и воду, који су у ваздуху, богати енергијом водоника. Животиње и људи пролазе кроз сложенији начин, јер не могу, попут биљака, самостално синтетизирати храну. Они се још увијек враћају у биљке како би добили своју похрањену енергију у облику хране. Многе животиње и већина људи једу не само биљке, већ и месо животиња које су јеле и биљке. Живи организам може постојати само ако прима више енергије од хране него што троши на њено стицање.

Атомска енергија

Најпознатија научна формула коју је изумео немачки физичар Алберт Ајнштајн. Њен садржај: енергија је маса пута квадратна брзина свјетлости. Формула каже да маса није ништа друго до облик енергије. Из тога следи да је могуће трансформисати енергију у материју и израчунати колико ће енергије из те трансформације испасти. Први практични резултат ове трансформације биле су атомске бомбе, које су на крају Другог свјетског рата тестиране на јапанским градовима. Мала количина уранијумске материје трансформисана је у огромну количину деструктивне енергије. И мада се само седми део претворио у енергију, његов деструктивни ефекат је био ужасан. Ударни талас и топлотно зрачење уништили су град, стотине хиљада људи је умрло од радиоактивног зрачења.

Сила атома се данас покушава сузбити на нуклеарним електранама. Овде се нуклеарна реакција одвија не у облику експлозије, већ као постепено ослобађање топлоте. Истовремено, радиоактивно зрачење се пажљиво изолује специјалним заштитним поклопцима.

Настала топлота претвара воду у пару, која покреће турбину, и електрични генератор, а шема ради даље, као у термоелектранама, једина разлика је у коришћеном материјалу. Да би атомско језгро ослободило енергију, мора бити уништено и подељено. Научници су научили подијелити нуклеус атома урана. Да би се то постигло, на њега утичу неутрони са ниском енергијом. Тада се разбија на два лакша језгра, која производе енергију, због чега се ослобађа неколико нових неутрона. Они настављају реакцију са накнадним раздвајањем језгара, тј. Претварају процес у ланчану реакцију која се одвија огромном брзином и траје док се не заврши уранијум подвргнут цијепању.

Одакле долази толико енергије када се раздваја атом? Чињеница је да је укупна маса два нова атома која су настала у процесу раздвајања много мања од оригиналног атома. Одсутни остатак материје претворио се у енергију, чија је количина огромна. Процес нуклеарне фисије је основа за стварање атомског оружја и атомских реактора. Задатак је да се добије мирна енергија атома. За то је потребно исправити ланчану реакцију његовог цијепања тако да не дође до експлозије. Да би се то постигло, реакција се мора успорити, користећи водоник или воду као такве модераторе. Они инхибирају процес продора неутронског флукса у нуклеарни реактор ухватите неутроне, пролазећи само ону количину потребну за полагани распад.

Постоји много спорова око коришћења нуклеарних електрана. С једне стране, да би се осигурао развој наше цивилизације на високом техничком нивоу, потребно је користити атомски извор енергије. С друге стране, производња атомске енергије је прилично опасна. Радиоактивно зрачење је случајна енергија која се ослобађа током цијепања атома. Не може се ни видети ни чути, нема укуса или мириса, али је смртоносно за сва жива бића. Пример је експлозија у нуклеарној електрани у Чернобилу. Огромне дозе радијације бачене су у животну средину, хиљаде људи је умрло након што су примили радијацијску болест, десеци хиљада су били болесни и умрли од рака, цијели градови су пресељени из подручја зрачења. А потомци могу да плате радиоактивни отпад нуклеарних електрана за хиљаду година. Најсавременији заштитни дизајн не може гарантовати потпуну заштиту нуклеарних електрана. Превише зависи од особе, и он је у криву.

Соларни панели

Једина сигурна нуклеарна електрана је Сунце, јер је удаљено 150 милиона километара од нас. Да ли је могуће трансформисати енергију сунца директно у електричну енергију? Да, ова могућност постоји, а остварује се уз помоћ соларних батерија. Ова техника је настала прије само неколико деценија, али је већ успјешно кориштена.

Соларни панели су плоче са изузетно танким слојевима. Један слој је направљен од силикона, а други је од силикона и бора. Заједно са сунчевом светлошћу која пада на соларну батерију, фотони, најмањи делови светла које емитује сунце, падају на његов спољни слој. Они преносе електроне на други слој и стварају електрични напон. Пренесени електрони улазе у акумулатор струје, а затим у електрични круг. Сваке године, соларне ћелије се побољшавају, можда ће у будућности моћи осигурати нашу планету струју. Могуће је да ће електрична и топлотна енергија доћи из обновљивих извора као што су вјетар, сунце, вода и водик и биљке. Они су неисцрпни, бар док сунце не сија.