Energ; а и устойчиво развитие La energ; да се

  • 1. Физически концепции за енергията.
  • 1.1. Определение?.
  • 1.2. Формите на енергия.
  • 1.3. Законите на термодинамиката.
  • 1.4. Мерни единици.
  • 2. Енергия в природните екосистеми.
  • 3. Библиография.

потенциална енергия

1. Физически понятия за енергията.

1.1. Определение.

Във физиката енергията се определя като способност за работа. Когато една система изпълнява работа върху друга, енергията се прехвърля между двете системи.

Може да се каже, че енергията се проявява в изпълнението на работата. Добър пример за това е работата, приложена към определена маса. Ако го вдигнем, прилагаме сила за определено разстояние. Извършената работа се съхранява под формата на потенциална енергия по силата на положението на масата в гравитационното поле на Земята. Ако се освободи, масата пада, връщайки съхранената енергия.

1.2. Формите на енергия.

Начините, по които може да се представи енергията, се класифицират в две големи групи:

  • Външна или макроскопична енергия.
  • Вътрешна или микроскопична енергия.

Макроскопичната енергия може да се дължи на две причини:

  • Масата и скоростта на определено тяло, от което произхожда така наречената кинетична енергия.
  • Положението му в референтна рамка, което поражда потенциалната енергия.

Кинетичната енергия се дължи на движение и за обект с маса m, движещ се по права линия с постоянна скорост v, тя се изчислява по следната формула:

E кинетика = 1/2 mv 2

Един пример ще илюстрира концепцията за потенциална енергия. Планетата Земя генерира гравитационно поле, което привлича всички тела. Те имат потенциална енергия като функция от относителното им положение по отношение на земната повърхност, което се изчислява по следната формула: E потенциал = mgh, където m е масата на тялото, g е ускорението на гравитацията и h, относителното му положение по отношение на земната повърхност.

Сумата от двете енергии, кинетична и потенциална, се нарича механична енергия:

Механична енергия = Кинетична енергия + Потенциална енергия

Вътрешната или микроскопичната енергия се крие в структурата на материята, в молекулите, атомите и частиците, които я изграждат.

В зависимост от формата или физическата система, в която се проявява, се разглеждат различни форми на енергия:

  • Механична енергия, свързана с движението на маса (кинетична) или поради факта, че сила, зависима от положението (потенциала), действа върху споменатата маса.
  • Електрическа енергия, свързана с потока на електрически заряди или тяхното натрупване.
  • Електромагнитна енергия, транспортирана от електромагнитни вълни и която може да се тълкува като енергия, носена от фотона, частицата, свързана с електромагнитните вълни.
  • Топлинна енергия, която може да се разбира като вътрешна кинетична енергия на частиците, атомите и молекулите, които изграждат тяло. Измерва се чрез температура. Топлината е енергията, която се прехвърля от едно тяло в друго въз основа на различните им температури.
  • Химическа енергия, съхранявана в връзките между атомите, изграждащи различните молекули.
  • Ядрена енергия, която се намира в атомните ядра.
  • И накрая, масова енергия се съдържа във всяка маса по силата на нейното съществуване. През 1905 г. Айнщайн установява формулата: E = mc 2, която определя количеството енергия, което остава свободно, когато количество маса m изчезне, където константата c е равна на 300 000 km/s, което е скоростта на светлината във вакуума.

1.3. Законите на термодинамиката.

Видяхме, че енергията може да се трансформира от една форма в друга по много начини. Натрупаната потенциална енергия се трансформира в кинетична енергия и обратно. Химическата енергия на горивото се трансформира в двигател с вътрешно горене в топлинна енергия и след това в механична енергия. Електрическата енергия се съхранява под формата на химическа енергия в батерия, докато електрическата енергия може да се превърне в механична енергия в електрически двигател, за да дадем само няколко примера.

Всички тези енергийни преобразувания се определят от два закона, известни като Принципи на термодинамиката, които ги ограничават и които, посочени по прост начин, са:

  • 1-ви закон на термодинамиката: енергията нито се създава, нито се унищожава, тя може само да се трансформира от една от нейните форми в друга. С други думи, общата енергия на Вселената е постоянна. Известен е още като Закон за опазване на енергията.
  • 2-ри закон на термодинамиката: енергията непрекъснато се разгражда до топлинна енергия. С други думи, при всяко преобразуване на енергия никога не може да се постигне 100% ефективност, тъй като част неизбежно се влошава и се губи под формата на топлина.