lovesouthernsocial.com

Энергия проявляется по-разному и связана со способностью производить работу.

Изображение Федерико Беккари в Unsplash

Нет точного определения энергии, но в физике это чрезвычайно важное понятие, которое представляет способность производить работу или выполнять действие. Слово также используется в других научных областях, таких как биология и химия.

Энергия играет важную роль во всех сферах жизни, являясь самой важной величиной физики. Живые существа зависят от энергии, чтобы выжить и получать ее через пищу в форме химической энергии. Кроме того, организмы также получают энергию от Солнца.

Общий принцип энергосбережения

В физике термин «сохранение» относится к чему-то, что не меняется. Это означает, что переменная в уравнении, представляющая консервативную величину, постоянна во времени. Более того, эта система утверждает, что энергия не теряется, не образуется и не разрушается: она просто трансформируется.

Единицы Энергии

Единицей энергии, определяемой Международной системой единиц, является джоуль (Дж), который определяется как работа, совершаемая силой в Ньютон при перемещении в 1 метр. Однако энергия также может быть описана в других единицах:

• Калорийность (лайм): количество энергии, необходимое для повышения температуры одного грамма воды с 14,5 до 15,5 градусов по Цельсию. Один джоуль равен 0,24 калории;
• Киловатт-час (кВтч): обычно используется для измерения потребления электроэнергии (1 кВтч = 3,6,106 Дж);
• БТЕ (Британская термальная единица): Британская тепловая единица 1 БТЕ = 252,2 калории;
• Электрон-вольт (эВ): это количество кинетической энергии, полученное одним электроном (электроном), когда он ускоряется разностью электрических потенциалов в один вольт в вакууме (1 эВ = 1,6 · 10–19 Дж).

Типы энергии

Энергия - уникальная величина, но в зависимости от того, как она проявляется, получает разные названия. Узнайте об основных видах энергии в физике:

Кинетическая энергия

Кинетическая энергия связана с состоянием движения тела. Этот вид энергии зависит от ее массы и модуля скорости. Чем больше модуль скорости тела, тем больше кинетическая энергия. Когда тело покоится, то есть модуль скорости равен нулю, кинетическая энергия равна нулю.

Потенциальная энергия

Потенциальная энергия связана с положением тела или с деформацией упругой системы. В первом случае потенциальная энергия называется гравитационной потенциальной энергией, а во втором - упругой потенциальной энергией.

Гравитационная потенциальная энергия зависит от массы, силы тяжести и высоты точки, в которой исследуется тело. С другой стороны, упругая потенциальная энергия зависит от упругой постоянной и деформации рассматриваемой пружины.

Механическая энергия

Механическая энергия - это энергия, которая может передаваться посредством силы. По сути, это можно понимать как сумму кинетической и потенциальной энергии тела.

Механическая энергия остается постоянной в отсутствие диссипативных сил, имеет место только преобразование между ее кинетической и потенциальной формами.

Термальная энергия

Тепловая энергия или внутренняя энергия определяется как сумма кинетической и потенциальной энергии, связанной с микроскопическими элементами, составляющими материю. Атомы и молекулы, из которых состоят тела, совершают случайные движения поступательного движения, вращения и вибрации. Это движение называется тепловым перемешиванием. Изменение тепловой энергии системы происходит за счет работы или тепла.

Теоретически тепловая энергия связана со степенью движения субатомных частиц. Чем выше температура тела, тем больше его внутренняя энергия. Когда тело с более высокой температурой соприкасается с телом с более низкой температурой, происходит передача тепла.

Электричество

Электрическая энергия - это энергия, производимая электрическими зарядами субатомных частиц. При движении заряды генерируют электрический ток, создавая то, что мы называем электричеством.

Свет или солнечная энергия

Световая энергия состоит из ряда волн, которые могут улавливаться глазами. Кроме того, он воспринимается растениями, которые используют его в процессе фотосинтеза. Световые лучи, представляющие собой форму электромагнитного излучения, достигают наших глаз, поражают сетчатку и генерируют электрический сигнал, который по нервам передается в мозг.

Его можно преобразовать в тепловую или электрическую энергию и использовать в различных целях. Двумя основными способами использования солнечной энергии являются производство электроэнергии и солнечное нагревание воды. Для производства электроэнергии используются две системы: гелиотермальная, в которой облучение сначала преобразуется в тепловую энергию, а затем в электрическую; и фотоэлектрические, в которых солнечное излучение напрямую преобразуется в электрическую энергию.

Звуковая энергия

Звуковая энергия передается по воздуху за счет движения молекул между двумя или более объектами, вызывая звуковую волну. Звуковая волна состоит из областей сжатия молекул (молекулы близко друг к другу, более высокое давление) и областей разрежения молекул (молекулы далеко друг от друга, более низкое давление). Звук может возникать, когда два объекта находятся в противоположных направлениях или, если они находятся в одном направлении, имеют разные скорости.

Речевые волны и другие распространенные звуки представляют собой сложные волны, производимые на разных частотах вибрации. Достигнув уха, звуковая энергия преобразуется в электрические сигналы, которые проходят по нервам в мозг, и, таким образом, мы воспринимаем звук.

Ядерная энергия

Ядерная энергия - это энергия, производимая на термоядерных установках. Принцип работы термоядерной установки - использование тепла для выработки электроэнергии. Тепло возникает при расщеплении ядер атомов урана на две части. Этот процесс называется ядерным делением.

Радиация широко используется в медицине, рентгене, лучевой терапии, но она также связана с такими негативными эффектами, как атомные бомбы и ядерные отходы.