Enerhiya - ay ang ... mga potensyal na at kinetiko enerhiya. Ano ang enerhiya sa physics?

Enerhiya - ito ay kaya na doon ay hindi lamang buhay sa ating planeta, ngunit din sa uniberso. Kasabay nito maaari itong maging napaka naiiba. Halimbawa, init, tunog, ilaw, kuryente, microwaves, calories ang iba't ibang uri ng enerhiya. Para sa lahat ng mga proseso na nagaganap sa paligid sa amin, ito ay kinakailangan na sangkap na ito. Karamihan sa mga enerhiya ng lahat ng bagay sa Earth na natatanggap mula sa araw, ngunit may mga iba pang mga pinagkukunan ng mga ito. Ang araw ay nagpapadala ng kanyang planeta hangga't palalaguin sa sabay na 100 milyon sa mga pinaka-makapangyarihang kapangyarihan.

Ano ang enerhiya?

Ang teorya ilagay sa harap Albertom Eynshteynom, pinag-aaralan natin ang ugnayan ng matter at enerhiya. Ang mahusay na siyentipiko ay able sa ipakita ang kakayahan upang ibahin ang anyo ang isang sustansiya sa isa pa. Ito ay naka-out na enerhiya ay ang pinakamahalagang salik sa pag-iral ng mga katawan, at ang bagay ay sekundaryong.

Enerhiya - ay, sa pamamagitan ng at malaki, ang kakayahan upang magsagawa ng ilang mga gawain. Ito ay siya na nakatayo sa likod ng mga konsepto ng isang puwersa na may kakayahang ng paglipat ng katawan o ibigay ito bagong properties. Ano ang ginagawa ng term na "enerhiya"? Physics - ito ay isang pangunahing agham, na nakatuon ang kanyang buhay, maraming mga siyentipiko mula sa iba't ibang panahon at bansa. Aristotle ginamit ang salitang "enerhiya" upang tumukoy sa mga gawain ng tao. Isinalin mula sa salitang Griyego na "enerhiya" - ito "aktibidad", "kapangyarihan", "action", "kapangyarihan". Ang unang pagkakataon na ang salita ay lilitaw sa treatise ng iskolar sa Griego na tinatawag na "Physics".

Sa maginoo kahulugan, ito ay ngayon ang terminong ito ay likha ng Ingles pisisista Thomas Young. Ito napakadakila kaganapan na naganap sa nalalapit na 1807. Sa 50-ies ng XIX siglo. English engineer Uilyam Tomson unang ginamit ang terminong "kinetic engergiya", at sa 1853 ang Scottish pisisista Uilyam renkin likha ng term na "potensyal na enerhiya".

Ngayon, ito ay isang halagang scalar ay naroroon sa lahat ng lugar ng pisika. Ito ay isang pangkaraniwang sukatan ng iba't ibang porma ng pagkilos at pakikipag-ugnayan ng mga bagay na ito. Sa ibang salita, ito ay isang sukatan ng conversion ng isang form sa isa pa.

Yunit at mga simbolo

Ang halaga ng enerhiya ay sinusukat sa joules (J). Ang espesyal na yunit, depende sa uri ng enerhiya ay maaaring magkaroon ng iba't ibang titulo, gaya ng:

• W - kabuuang enerhiya ng sistema.
• Q - init.
• U - potensyal.

mga uri ng enerhiya

Sa kalikasan, may mga maraming iba't-ibang uri ng enerhiya. Ang pangunahing mga bago ay ang mga:

• mechanical;
• electromagnetic;
• electric;
• kemikal;
• thermal;
• nuclear (atomic).

May mga iba pang mga anyo ng enerhiya: ilaw, tunog, magnetic. Sa mga nakaraang taon, ang isang lumalagong bilang ng mga physicists, siyentipiko ay may hilig sa ang teorya ng pagkakaroon ng tinatawag na "dark" enerhiya. Ang bawat isa sa mga uri sa itaas ng sangkap na ito ay may sariling mga katangian. Halimbawa, ang tunog enerhiya ay magagawang upang ma-transmitted sa pamamagitan ng mga waves. Ambag sila sa pangyayari ng vibration eardrum sa tainga ng tao at hayop, sa pamamagitan ng kung saan maaari mong marinig ang mga tunog. Sa kurso ng iba't-ibang mga reaksyon kemikal release ng enerhiya na kinakailangan para sa buhay ng lahat ng mga organismo. Ang anumang gasolina, mga produkto ng pagkain, baterya, baterya ay ang imbakan ng enerhiya na ito.

Ang aming mga ilaw ay nagbibigay sa mundo ng enerhiya sa anyo ng electromagnetic waves. Ang tanging paraan na siya ay maaaring pagtagumpayan ang kalakhan ng mga cosmos. Salamat sa modernong teknolohiya, tulad ng solar panel, maaari naming gamitin ito pinakamabisa. Ang sobrang mga hindi nagamit na enerhiya ay naka-imbak sa mga espesyal na energohranilischah. Kasama ang itaas paraan ng enerhiya ay kadalasang ginagamit thermal springs, ilog, tides ng karagatan, biofuels.

makina enerhiya

Ang ganitong uri ng enerhiya ay nag-aral sa sangay ng physics na tinatawag na "mechanics". Ito ay naitala sa pamamagitan ng sulat na pagsukat E. Nito ay isinasagawa sa joules (J). Ano ang enerhiya na ito? Physics-aaral mechanics galaw ng katawan at ang kanilang mga pakikipag-ugnayan sa bawat isa o sa mga panlabas na mga patlang. Ang enerhiya dahil sa ang galaw ng katawan, na tinatawag na kinetic (naitala Ek), at enerhiya dahil sa ang pakikipag-ugnayan ng mga katawan o panlabas na mga patlang, na tinatawag na ang mga potensyal na (E). Ang halaga ng pagkilos at pakikipag-ugnayan ay ang kabuuang makina enerhiya ng sistema.

Para sa pagkalkula ng parehong species doon ay isang pangkalahatang panuntunan. Upang matukoy ang dami ng enerhiya na kinakailangan upang makalkula ang mga trabaho na kinakailangan para sa pagsasalin ng katawan mula sa zero ng estado hanggang sa kasalukuyan ng estado. Ang mas malaki ang trabaho, ang mas maraming enerhiya ay magkakaroon ng isang katawan sa estadong ito.

Unbundling ng iba't-ibang mga palatandaan

Mayroong ilang mga uri ng enerhiya paghahati. Sa iba't ibang bakuran ito ay nahahati sa: panlabas (kinetiko at potensyal na) at panloob (mechanical, thermal, electromagnetic, nuclear, gravity). Electromagnetic enerhiya ay siya namang nahahati sa magnetic at electric at nuclear - enerhiya mahina at malakas na pakikipag-ugnayan.

kinetiko

Ang anumang paglipat ng katawan nakikilala sa pamamagitan ng pagkakaroon ng kinetiko enerhiya. Ito ay madalas na tinatawag na - sa pagmamaneho. enerhiya ng katawan na gumagalaw, ay nawala kapag pagbagal pababa. Kaya, ang mas mabilis ang bilis, ang mas kinetiko enerhiya.

Sa contact ng paglipat ng katawan sa isang nakatigil na bagay nakukuha sa huling bahagi ng kinetiko enerhiya, at leads ito sa paggalaw. Kinetiko enerhiya formula ay ang mga sumusunod:

• E _upang = mv ^2: 2,
  kung saan m - ang masa ng katawan, v - bilis ng paggalaw ng katawan.

Sa mga salita ng mga ito formula ay maaaring ipinahayag bilang mga sumusunod: ang kinetiko enerhiya ng isang bagay ay katumbas ng kalahati ang produkto ng kanyang mass at ang parisukat ng bilis nito.

potensyal na

Ang ganitong uri ng enerhiya ay may isang katawan, na kung saan ay sa anumang field ng lakas. Kaya, ang magnetic arises kapag ang object ay sa ilalim ng impluwensiya ng isang magnetic field. Ang lahat ng mga katawan ay nasa lupa, ay may potensyal gravitational enerhiya.

Depende sa pag-aaral ng ang mga katangian ng mga bagay ay maaaring sila ay may iba't-ibang uri ng mga potensyal na enerhiya. Kaya, ang nababanat at nababanat katawan na kung saan ang kakayahan na mag-inat ay may elastic potensyal na enerhiya o pagkabahala. Anumang bumabagsak na katawan, na kung saan ay dating naayos, loses potensyal at nakakakuha kinetiko enerhiya. Ang halaga ng mga ito ng dalawang mga species ay magiging katumbas. Sa larangan ng ating planeta gravitational potensyal na enerhiya formula ay magiging tulad ng sumusunod:

• E _n = MHG,
  kung saan m - pagbaba ng katawan; h - taas ng gitna ng katawan mass sa itaas ng zero na antas; g - acceleration ng grabidad.

Sa mga salita ng mga ito formula ay maaaring ipinahayag bilang mga sumusunod: ang mga potensyal na enerhiya ng isang bagay na nakakaapekto sa Earth, ay ang produkto ng kanyang masa, acceleration dahil sa gravity at ang taas kung saan ito matatagpuan.

Ito halagang scalar ay isang katangian ng enerhiya reserve materyal na punto (katawan), na matatagpuan sa mga potensyal na larangan ng puwersa at pagpapalawak upang makakuha ng kinetiko enerhiya sa pamamagitan ng mga gawa ng patlang na puwersa. Minsan tinutukoy bilang isang function ng mga coordinate, na kung saan ay ang termino sa langranzhiane system (Lagrange dynamic na system function na). Ang system na ito ay naglalarawan ng kanilang mga pakikipag-ugnayan.

Ang mga potensyal na enerhiya ay equated sa zero para sa ilang mga configuration ng katawan itapon sa space. Maaaring i-configure natutukoy sa kaginhawahan ng karagdagang mga kalkulasyon at ito ay tinatawag na "normalisasyon ng mga potensyal na enerhiya."

Batas ng konserbasyon ng enerhiya

Isa sa mga pinaka basic tenets ng physics ay ang batas ng konserbasyon ng enerhiya. Ayon sa kanya, ang enerhiya ay hindi lumabas dahil sa labas ng wala kahit saan at ay hindi nawawala. Ito ay patuloy na gumagalaw mula sa isang form sa ibang. Sa ibang salita, tanging ang enerhiya pagbabagong nangyayari. Halimbawa, ang mga kemikal na enerhiya ng isang flashlight baterya ay convert sa elektrikal enerhiya, at mula sa mga ito - sa liwanag at init. Iba't-ibang mga de-koryenteng kasangkapan ay na-convert sa liwanag, init o tunog. Sa karamihan ng kaso, ang resulta ng mga pagbabagong ito ay init at liwanag. Pagkatapos nito, ang enerhiya napupunta sa mga nakapaligid na space.

Energy Act ay maaaring ipaliwanag sa maraming mga pisikal na phenomena. Siyentipiko sabihin na ang kabuuang dami ng kanyang pare-pareho sa sansinukob ay nananatiling pare-pareho. Walang sinuman ang maaaring lumikha o sirain ang enerhiya muli. Paggawa ng isa sa mga uri, ang mga tao gamitin ang fuel enerhiya ng bumabagsak na tubig, ang atom. Kaya isa sa mga uri nito ay convert sa isa pa.

Sa 1918, siyentipiko ay able sa patunayan na ang kautusan ng konserbasyon ng enerhiya ay isang matematikal na kinahinatnan ng translational mahusay na proporsyon ng oras - isinangkot halaga enerhiya. Sa ibang salita, enerhiya ay conserved dahil ang mga batas ng physics ay hindi naiiba sa iba't ibang oras.

Mga Tampok ng enerhiya

Enerhiya - ay ang kakayahan ng katawan upang gawin ang trabaho. Sa closed pisikal na mga sistema ng ito ay pinananatili sa buong panahon (hanggang ang sistema ay sarado) at kumakatawan sa isa sa tatlong additive integrals motion pinapanatili halaga kapag nagmamaneho. Kabilang dito ang: enerhiya, momentum, momentum. Ang pagpapakilala ng mga konsepto ng "enerhiya" ay kapaki-pakinabang kapag ang pisikal na sistema ay homogenous sa oras.

Ang panloob na enerhiya ng katawan

Ito ay kumakatawan sa kabuuan ng mga energies ng molecular pakikipag-ugnayan at thermal galaw ng molecules constituting ito. Hindi na ito maaaring sinusukat direkta, dahil ito ay isang natatanging pag-andar ng sistema ng estado. Sa tuwing ang sistema ay sa estadong ito, ang panloob na enerhiya ay may taglay na halaga, nang walang kinalaman sa kasaysayan ng sistema. Ang pagbabago sa panloob na enerhiya sa paglipat mula sa isang pisikal na estado sa isa pang ay palaging katumbas ng ang pagkakaiba sa pagitan ng mga halaga sa kanyang final at paunang estado.

Ang panloob na enerhiya ng gas

Bilang karagdagan sa solids, gases at lakas ay. Ito ay ang kinetiko enerhiya ng init (random) na paggalaw ng mga particle sa sistema, na kinabibilangan ng atoms, molecules, electron, nucleus. Ang panloob na enerhiya ng isang perpektong gas (gas mathematical modelo) ay ang kabuuan ng ang kinetiko enerhiya ng kanyang mga particle. Ito ay tumatagal sa account ang bilang ng mga degree ng kalayaan, na kung saan ay ang bilang ng mga independiyenteng mga variable, na matukoy ang posisyon ng mga molecule sa space.

Ang paggamit ng enerhiya

Bawat taon, ang sangkatauhan ay ubos ng higit pa at mas maraming enerhiya. Sa karamihan ng mga kaso, upang makuha ang enerhiya na kinakailangan para sa pag-iilaw at pag-init ng aming mga tahanan, mga sasakyan at pagpapatakbo ng iba't-ibang mga mekanismo, na ginagamit fossil hydrocarbons tulad ng karbon, langis at gas. Ang mga ito ay non-renewable resources.

Sa kasamaang palad, lamang ng isang maliit na bahagi ng enerhiya na gawa sa planeta sa pamamagitan ng paggamit renewable mapagkukunan tulad ng tubig, hangin at araw. Upang petsa, ang kanilang bahagi sa kapangyarihan ay lamang ng 5%. Ang isa pang 3% ng mga tao makatanggap sa anyo ng nuclear enerhiya na gawa sa nuclear halaman kapangyarihan.

Non-renewable resources magkaroon ng mga sumusunod stocks (sa joules)

• nuclear enerhiya - 2 x ^{24 Oktubre;}
• enerhiya ng gas at langis - 2 × 10 ^23;
• init panloob planeta - 5 x ^{20 Oktubre.}

Ang taunang halaga ng renewable resources ng Earth:

• solar enerhiya - 2 x ^{24 Oktubre;}
• Wind - 6 x ^{21 Oktubre;}
• River - 6.5 × 10 ^19;
• pagbaba ng tubig - 2.5 x ^{23 Oktubre.}

Lamang sa pamamagitan ng napapanahong transition mula sa non-renewable enerhiya reserbang ng renewable sangkatauhan sa lupa ay may isang pagkakataon para sa isang mahaba at masayang buhay sa ating planeta. Upang ipatupad ang mga advanced na pag-unlad ng mga siyentipiko sa buong mundo ay patuloy na maingat na pag-aralan ang iba't-ibang mga katangian ng enerhiya.