Energia jest tym, czym jest? Definicja, gatunek

21.06.2019

Energia to zdolność do zmiany czegoś: na przykład temperatura ciał, ich położenie lub właściwości magnetyczne. To znaczy, z technicznego punktu widzenia - umiejętność wykonywania pracy. Energia (znaczenie słowa w języku greckim (energeia) - "aktywność") określa wszystko, co dzieje się w świecie.

energia jest

Energia jako praca

Na przykład, jeśli chcesz zagotować wodę, musisz zastosować energię cieplną. Woda nagrzewa się, ponieważ zastosowana energia cieplna przyspiesza ruch cząsteczek. W ten sam sposób człowiek używa energii podczas podnoszenia dowolnego przedmiotu, tylko tutaj zmienia się pozycja obiektu, a energia zużyta przeważa nad grawitacją i bezwładnością. Starożytni ludzie używali tylko własnej siły w postaci źródeł energii lub mocy zwierząt domowych. Bardzo prosty przykład energii cieplnej może być widoczny, jeśli pocierasz dłonie razem. Dzięki niewielkiemu wysiłkowi fizycznemu pomiędzy dłońmi uwalnia się zauważalne ciepło - jest to energia ciepła.

Pojęcie "energii" w filozofii oznacza wszystko pokrewne do siły, zdolnej do jakiegokolwiek osiągnięcia, zgodnie z terminologią Arystotelesa. Pierwszym źródłem energii z zewnątrz, z którego korzystał człowiek, był ogień. Starożytni ludzie używali ognia do ogrzewania swoich domów i przygotowywania posiłków.

Współcześni ludzie służą milionom razy najsilniejszym źródłom energii, które przekraczają ludzką moc. Współczesny człowiek gotuje jedzenie nie tylko przy pomocy ognia, ale podnosi przedmioty ważące tonami za pomocą mechanizmów, buduje nowe miasta i podbija przestrzeń.

Słońce jako źródło energii

Wszystkie rodzaje energii, które są tak niezbędne dla ludzkości, zwierząt i roślin, aby przetrwać na Ziemi, od niepamiętnych czasów, pochodzą od Słońca. Słońce można porównać do najpotężniejszej elektrowni, stale produkującej energię.

źródła energii

Co ciekawe, w ciągu jednej sekundy wytwarza tyle energii, ile wszystkie amerykańskie elektrownie jądrowe mogą wyprodukować ponad 10 milionów lat. Wszystkie źródła energii Ziemi, błyskające jednocześnie, nie mogą prześcignąć słońca. I jeszcze jeden przykład: kawałek zewnętrznej skorupy Słońca wielkości pudełka zapałek świeci jaśniej niż 10 milionów świec. W wewnętrznej powłoce Słońca nieustannie pojawiają się reakcje atomowe, które są podstawą pracy tej potężnej elektrowni. Źródło tej energii jest prawie niewyczerpane, ale naukowcy świata deklarują, że po 2 miliardach lat Słońce spali całe swoje paliwo i dlatego całe życie na planecie Ziemia zniknie. W międzyczasie gwiazda zwana Słońcem wyrzuci niewyczerpalne przepływy energii w przestrzeń kosmiczną, której najmniejsza cząstka zostanie odebrana przez Ziemię w postaci światła i ciepła. Ta minimalna cząstka wystarczy na istnienie całego życia na Ziemi.

Źródła energii kopalnej


Ziemia potrzebowała milionów lat, aby zgromadzić źródła w skorupie ziemskiej, które można przekształcić w energię, w postaci węgla, torfu, ropy naftowej i gazu ziemnego. Ludzkość bezmyślnie wydaje te zapasy, nie myśląc o potomkach, i to prawda. Złoża ropy i gazu wytwarzane przez Ziemię ponad milion lat, ludzkość spędza rok. Te źródła energii są nieodnawialne, ponieważ po spaleniu znikają. A następną formację węgla, ropy i gazu można się spodziewać tylko za kilkaset milionów lat. Z tego powodu bilans energetyczny energii na Ziemi jest zaburzony, ponieważ stosunek energii odbieranej do tej, która jest oddawana w kosmos, musi być zrównoważony.

W wyniku tak szybkiego niszczenia rezerw powstają gazy, które zapobiegają powrotowi nadmiaru energii słonecznej do przestrzeni kosmicznej. Dlatego nasza planeta staje się coraz cieplejsza, to znaczy, jest tworzona efekt cieplarniany. Może tak bardzo zmienić klimat globalny, że wzrośnie obszar pustyń, wybuchną niszczycielskie huragany, lód stopi się na biegunach, w wyniku czego poziom morza wzrośnie, a wiele wybrzeży znajdzie się pod wodą.

Definicja energii


Jeśli zostaniesz zapytany: "Podaj definicję energii", - możesz spokojnie odpowiedzieć, że energia jest substancją, która nie znika nigdzie, może być akumulowana i przekształcana, przechodząc od jednego rodzaju do drugiego. Na przykład rośliny potrzebują światła, przetwarzają energię słoneczną i akumulują ją. Dają tej energii ludziom i zwierzętom w postaci produktów jadalnych. Ludzie i zwierzęta, otrzymawszy energię z roślin, zamieniają ją w inne formy energii, na przykład w siłę mięśni. Z drugiej strony, wszystkie zasoby energii wydobyte ze skorupy ziemskiej powstają z pozostałości zwierząt i roślin, które żyły miliony lat temu, pod wpływem ciśnienia i wysokiej temperatury w skorupie ziemskiej. Po spaleniu uwalniają również energię pochodzącą ze słońca.

Jednostki energii


Energia jest wielkością mierzoną w dżulach, jednostkach nazwanych imieniem angielskiego fizyka Jamesa Joule'a. Dżul to bardzo mała cząstka energii, na przykład energia, którą wypije kawa po schłodzeniu, wynosi 100 000 dżuli. Dlatego dla wygody ilość energii wyrażona w kilodżulach i megadżulach. Aby dowiedzieć się, ile energii wytwarza się w danej jednostce czasu, jest ona również używana jako jednostka miary - wat, zwana jednostką miary mocy. Na przykład możesz zabrać ciało ludzkie. Co ciekawe, w normalnym życiu ludzkim jego moc jest równa mocy żarówki (około 100 watów). Serce zwykle działa z mocą 3 watów, co odpowiada mocy latarki. Postęp nie stoi w miejscu, a dziś maszyny znacznie zwiększyły możliwości ludzkiej mocy. Jeden mały ciągnik o mocy 50 kilowatów ma więcej pracy niż 100 silnych sportowców, a moc odrzutowca osiąga 6 megawatów.

Energia: definicja, gatunek, do którego jest podzielony

Istota energii jest właściwością gromadzenia się i przechodzenia od jednego stanu do drugiego, wszystkie ludzkie wynalazki i odkrycia opierają się na tym.
Energia dzieli się na potencjał i kinetykę. Wszystkie substancje we wszechświecie mają swoją własną energię. Jeśli trzymasz kamień w dłoni, ma on swoją potencjalną energię, czyli energię odpoczynku, ale gdy tylko kamień zostanie uwolniony, potencjalna energia przechodzi w inny rodzaj energii - kinetyczną, czyli energię ruchu. Zastanówmy się nad przykładem przemiany węgla w światło. Kiedy jakiś węgiel płonie, potencjalna energia słoneczna, która się w nim nagromadziła, zamienia się w ciepło. Ciepło z kolei powoduje odparowanie wody. Energia kinetyczna ruch oparów przenoszony jest na wirnik turbiny, uruchamiając go. Ta energia w generatorze jest przetwarzana na energię elektryczną, która jest przesyłana przez przewody elektryczne do żarówki. Ponadto spirala żarówki się nagrzewa i zaczyna się nagrzewać, a energia zamienia się w termiczną. Część podgrzanej spirali w próżni emituje energię świetlną, a światło włącza się w żarówce. Rodzaje energii mogą się ciągle zmieniać, przekształcając w siebie.

Perpetuum mobile

Od tego czasu, gdy ludzie zaczęli rozumieć koncepcję energii, starali się ją uzyskać przy jak najmniejszej stracie. Wynalazcy starają się otworzyć mechanizm, który by je wyprodukował, to znaczy byłby ciągłym ruchem, ciągle poruszającym się, ale bez użycia energii. Istnieje wiele teorii wymyślonych, ale, niestety, taki wynalazek jest niemożliwy. Energia nie może być wytworzona, możesz uwolnić zgromadzony potencjał i przekształcić go w inną formę.

koncepcja energii w filozofii

Istnieje wiele form różnych energii i wszystkie one są ze sobą powiązane.

Formy energii

Energie są "solidne", których źródłami są:

  • węgiel;
  • olej;
  • gaz;
  • atom

Ponieważ minerały są wykorzystywane do ich uzyskania, mogą szkodzić środowisku.

I wciąż jest "miękka" energia, na przykład:

  • energia wody;
  • energia wiatru;
  • bioenergia;
  • energia słoneczna.

Transformacja energetyczna


Energię ruchu można przekształcić w energię elektryczną, elektryczną - w światło i ciepło, energię słoneczną - w energię elektryczną, chemiczną - w ciepło itp. Ale całkowita ilość energii pozostaje zawsze taka sama. Na przykład, gdy samochód się porusza, część energii podczas spalania benzyny zamienia się w energię ruchu, a część w energię cieplną, która nie znika, ale jest uwalniana do otoczenia. Część tej energii cieplnej można wykorzystać do podgrzania kabiny pasażerskiej za pomocą grzejnika. Gdy w samochodzie zabraknie gazu, oznacza to, że wyczerpały się zasoby energii. Ale naukowiec ująłby to inaczej: powiedziałby, że energia została przekształcona. Podstawowym stwierdzeniem współczesnej nauki jest prawo zachowania energii. Energia nie można go stworzyć ani zniszczyć, zmienia jedynie jego formę. Oznacza to, że siły energii istniejące we Wszechświecie są obecne w nim od samego początku i będą obecne aż do zniknięcia Wszechświata. Nie ma takiej maszyny, która emituje więcej energii niż zużywa, więc nie można wynaleźć maszyny perpetuum mobile. Transformacja energii odbywa się zgodnie z tymi samymi prawami, co przepływ rzeki: zawsze tylko w jednym kierunku.

Efektywność energetyczna

Przemiana energii z jednej formy w drugą zawsze towarzyszy utracie ciepła, a im mniejsze są straty, tym lepsza jest ta energia i tym bardziej ekonomiczna jest sama maszyna. Na przykład rowerzysta konwertuje 95% swojej fizycznej siły na energię fizyczną, a tylko 5% idzie na ciepło roweru. Stosunek energii zużytej do odebranej nazywa się efektywnością. Dla rowerzysty wynosi ona 95%, a dla samochodu będzie to tylko 25%, ponieważ tylko ta część służy do wprawiania pojazdu w ruch, a reszta to nadwyżka ciepła.

Energia wodna


Woda ma ogromną moc, pokonuje doliny i góry, toruje sobie drogę przez najbardziej niewyobrażalne przeszkody. Nic dziwnego, że ludzie mówią: "Woda zużywa kamień". Aby wyodrębnić energię z wody, należy ją oswoić. W większości przypadków w tym celu budowane są zapory i tamy, które blokują drogę do morza do potoku, gromadzą wodę, tworząc sztuczne zbiorniki. W tej formie woda ma potencjalna energia.

moc energii Gdy spada z tamy, woda przyciąga grawitacja ziemska, a energia grawitacyjna powstaje, gdy woda spada z wysokości w dół. W elektrowniach ta woda ma energię mechaniczną, gdy napędza turbiny, które zamieniają ją w energię elektryczną. Prąd przepływa przez przewód do różnych odbiorników energii elektrycznej. Kiedy światło się zapala, daje światło, to znaczy energię elektromagnetyczną i ciepło.

Energia biologiczna


Bioenergia to energia roślin, odnosi się do odnawialnych rodzajów energii. Rośliny czerpią energię bezpośrednio ze Słońca i dla wszystkich żywych istot na Ziemi, rośliny są najważniejszym źródłem energii i żywności. Pod wpływem światła rośliny produkują dwutlenek węgla i wodę, które są w powietrzu, bogate w energię wodór. Zwierzęta i ludzie przechodzą przez bardziej skomplikowany sposób, ponieważ nie mogą, tak jak rośliny, samodzielnie syntetyzować żywność. Wciąż wracają do roślin, aby zgromadzić zgromadzoną energię w postaci pożywienia. Wiele zwierząt i większość ludzi je nie tylko rośliny, ale także mięso zwierząt, które również zjadały rośliny. Organizm żywy może istnieć tylko wtedy, gdy otrzymuje więcej energii z pożywienia, niż wydaje na przejęcie.

koncepcja energii

Energia atomowa


Najsłynniejsza formuła naukowa wynaleziona przez niemieckiego fizyka Alberta Einsteina. Jego zawartość: energia jest masa razy kwadratu prędkości światła. Formuła mówi, że masa jest niczym innym jak formą energii. Z tego wynika, że ​​można przekształcić energię w materię i obliczyć, ile energii z tej transformacji się okaże. Pierwszym praktycznym rezultatem tej transformacji były bomby atomowe, które pod koniec II wojny światowej przetestowano w japońskich miastach. Niewielka ilość materii uranu została przekształcona w ogromną ilość niszczycielskiej energii. I chociaż tylko siódma część zamieniła się w energię, jej destrukcyjny efekt był straszny. Fala uderzeniowa i promieniowanie cieplne zniszczyły miasto, setki tysięcy ludzi zmarło z powodu promieniowania radioaktywnego.

Siła atomu jest dziś próbowana, by oswoić się z elektrowniami jądrowymi. Tutaj reakcja jądrowa nie występuje w postaci eksplozji, ale jako stopniowe uwalnianie ciepła. Jednocześnie promieniowanie radioaktywne jest starannie izolowane za pomocą specjalnych osłon ochronnych.

istota energii Powstałe ciepło zamienia wodę w parę, która napędza turbinę, a generator elektryczny i schemat działają dalej, tak jak w elektrowniach cieplnych, jedyna różnica tkwi w używanym materiale. Aby jądro atomowe uwolniło energię, musi zostać zniszczone i podzielone. Naukowcy nauczyli się dzielić jądro atomu uranu. W tym celu neutrony mają niską energię. Następnie rozpada się na dwa lżejsze jądra, które wytwarzają energię, w wyniku czego uwalnianych jest kilka nowych neutronów. Wznawiają reakcję z późniejszym rozszczepieniem jądra, to znaczy, że przekształcają proces w reakcję łańcuchową, która zachodzi w ogromnym tempie i trwa aż do momentu, w którym uran zostanie poddany podziałowi.

Skąd tyle energii pochodzi z podziału na atom? Faktem jest, że całkowita masa dwóch nowych atomów, które powstały w procesie podziału, jest znacznie mniejsza niż pierwotnego atomu. Brak pozostałości materii zamienił się w energię, której ilość jest ogromna. Proces rozszczepienia jądrowego jest podstawą do stworzenia broni atomowej i reaktorów atomowych. Zadaniem jest uzyskanie spokojnej energii atomu. W tym celu należy skorygować reakcję łańcuchową jej rozszczepienia tak, aby nie nastąpiła eksplozja. Aby to zrobić, reakcja musi zostać spowolniona, używając wodoru lub wody jako moderatorów. Hamują proces przenikania strumienia neutronów do reaktor jądrowy łapią neutrony, przekazując tylko ilość niezbędną do powolnego rozkładu.

Istnieje wiele sporów dotyczących wykorzystania elektrowni jądrowych. Z jednej strony, aby zapewnić rozwój naszej cywilizacji na wysokim poziomie technicznym, konieczne jest użycie atomowego źródła energii. Z drugiej strony produkcja energii atomowej jest dość niebezpieczna. Promieniowanie radioaktywne jest przypadkową energią uwalnianą podczas podziału atomu. Nie można go zobaczyć ani usłyszeć, nie ma smaku ani zapachu, ale jest śmiertelny dla wszystkich żywych istot. Przykładem była eksplozja w elektrowni jądrowej w Czarnobylu. Ogromne dawki promieniowania zostały wrzucone do środowiska, tysiące ludzi zmarło po otrzymaniu choroby popromiennej, dziesiątki tysięcy chorych i umierających na raka, całe miasta zostały przesiedlone z obszaru promieniowania. A potomkowie mogą płacić za odpady promieniotwórcze elektrowni jądrowych przez tysiąc lat. Najnowocześniejsza konstrukcja ochronna nie może zagwarantować całkowitej ochrony elektrowni jądrowych. Zbyt wiele zależy od osoby, a on się myli.

Panele słoneczne


Jedyną bezpieczną elektrownią jądrową jest Słońce, ponieważ znajduje się ono w odległości 150 milionów kilometrów od nas. Czy możliwe jest przekształcenie energii słonecznej bezpośrednio w energię elektryczną? Tak, taka możliwość istnieje i jest realizowana za pomocą baterii słonecznych. Technika ta powstała kilka dekad temu, ale została już z powodzeniem zastosowana.

definicja gatunku energia Panele słoneczne to płyty o wyjątkowo cienkich warstwach. Jedna warstwa wykonana jest z krzemu, a druga z krzemu i boru. Wraz ze światłem słonecznym padającym na baterię słoneczną, fotony, najmniejsze cząstki światła emitowane przez słońce, padają na jego zewnętrzną warstwę. Przesuwają elektrony do drugiej warstwy i wytwarzają napięcie elektryczne. Przeniesione elektrony wchodzą do obecnego akumulatora, a następnie do obwodu elektrycznego. Każdego roku ulepszane są ogniwa słoneczne, być może w przyszłości będą one w stanie dostarczyć naszej planecie energię elektryczną. Możliwe, że energia elektryczna i cieplna będzie pochodzić ze źródeł odnawialnych, takich jak wiatr, słońce, woda i wodór oraz rośliny. Są niewyczerpane, przynajmniej dopóki słońce nie świeci.