Energia on see, et tänu sellele on elu mitte ainult meie planeedil, vaid ka universumis. Samal ajal võib see olla väga erinev. Niisiis, soojus, heli, valgus, elekter, mikrolaineahjud, kaloreid on erinevat tüüpi energiat. Kõikide meie ümber esinevate protsesside puhul on see aine vajalik. Enamik energiast väljub kõik maa peal päikest, kuid on ka teisi allikaid. Päike läbib selle meie planeedile nii palju kui 100 miljonit kõige võimsamaid elektrijaamu arendataks samaaegselt.
Mis on energia?
Teoreetiliselt, esitatud Albert Einsteini, suhete ja energia vahel uuritakse. See suur teadlane suutis tõestada ühe aine võimet teiseks muutuda. Selgus, et energia on kõige rohkem oluline tegur Keha olemasolu ja asi on teisejärguline.
Energia on suur ja suur võime täita mingit tööd. See on ta, kes seisab jõudu, mis on võimeline keha liigutama või uute omaduste andmine. Mida tähendab mõiste "energia"? Füüsika on põhiteadus, mida paljud teadlased pühendasid oma elu erinevad epohhid ja riigid. Teine Aristotelese kasutas sõna "energia" inimtegevuse määramiseks. Tõlgitud kreeka keele "Energia" on "tegevus", "Power", "tegevus", "Power". Esimest korda ilmus see sõna Kreeka teadlase ravis nimega "füüsika".
Üldiselt see mõte, see termin palus kasutada inglise arsti teadlased See oluline sündmus toimus kauges 1807. XIX sajandi 50s. Ingliskeelne mehaanik William Thomson kasutas esimest korda "kineetilise valitsuse" kontseptsiooni ja 1853. aastal tutvustas Šoti füüsik William Renkin terminit "potentsiaalne energia".
Täna on see Scalari väärtus kõigis füüsika osades. See on üksikute liikumisvormide ja asjade interaktsiooni üks meede. Teisisõnu, see on üks vormide muutmise meede teistele.
Mõõtmisüksused ja märge
Energia kogust mõõdetakse selle spetsiaalse üksuse poolt sõltuvalt energia tüübist, võib esineda erinevaid nimetusi, näiteks:
- W on süsteemi koguenergia.
- Q on termiline.
- U on potentsiaalne.
Energialiigid
Looduses on palju enamikku erinevad liigid Energia. Peamised loetakse:
- mehaaniline;
- elektromagnetiline;
- elektriline;
- keemiline;
- soojus;
- tuuma (aatomi).
On ka teisi energiatüüpe: valgus, heli, magnetiline. Sisse viimased aastad Üha rohkem füüsikuid kalduvad hüpoteesile nn "tumeda" energia olemasolu kohta. Igal eelnevalt loetletud selle aine liik on oma omadused. Näiteks hea energia on võimeline edastama lained. Nad aitavad kaasa drummaali vibratsioonile inimeste ja loomade kõrva ääres, tänu sellele, kellele saate kuulda helisid. Erinevate keemiliste reaktsioonide käigus vabastatakse kõigi organismide elutähtsaks tegevuseks vajalik energia. Iga kütus, toit, patareid, patareid on selle energia hoidla.
Meie valgusti annab maa-energia elektromagnetiliste lainete kujul. Ainult see võib ületada kosmosepinnad. Tänu kaasaegsed tehnoloogiad, nagu päikesepaneelid, saame seda kõige suurema mõjuga kasutada. Liigne kasutamata energia koguneb spetsiaalsete elektrivõrkudega. Koos ülaltoodud energiatüüpidega kasutatakse sageli termilisi allikaid, jõgesid, ookeani, biokütust.
Mehaaniline energia
Seda tüüpi energiat uuritakse füüsika jaos, mida nimetatakse mehaanikaks. Seda tähistab kirjas E. Tema mõõde toimub joulis (J). Mis see energia on? Füüsika mehaanika uurib keha liikumist ja nende interaktsiooni üksteisega või väliste väljadega. Samal ajal, energia liikumisest tingitud energiat nimetatakse kineetiliseks (määratud EK) ja energia tõttu või väliste väljade nimetatakse potentsiaali (EP). Liikumise ja koostoime summa on süsteemi täielik mehaaniline energia.
Mõlema liiki arvutamiseks on olemas Üldreegel. Energiaväärtuse kindlaksmääramiseks arvutage vajalik töö keha nullriigist sellesse riiki. Samal ajal, seda rohkem tööd, suurem energia Omab selle riigi keha.
Liigite eraldamine erinevatel funktsioonidel
Seal on mitu tüüpi energia eraldamine. Erinevate märkide kohaselt jaguneb see: väline (kineetiline ja potentsiaal) ja sisemise (mehaanilise, termilise, elektromagnetilise, tuumarauma, gravitatsiooni). Elektromagnetiline energia omakorda on jagatud magnetiliseks ja elektrilisteks ning tuumaenergiaks - nõrkade ja tugeva interaktsiooni energia suhtes.
Kineetiline
Kõik liikuvad kehad eristuvad kineetilise energia juuresolekul. Seda nimetatakse sageli sõitmiseks. Keha energia, mis liigub, kaob, kui see aeglustab. Seega kiirem kiirus, seda rohkem kineetiline energia.
Liikuva kehaga ühendust võtmisel fikseeritud objektiga, osa kineetilisest, mis selle juhtimisel edastatakse viimasele. Kineetiline energiavalem on järgmine:
- E K \u003d MV 2: 2,
kui m on keha mass, on V keha kiirus.
Sõnades saab seda valemit väljendada järgmiselt: objekti kineetiline energia on võrdne poole selle massi toote kohta selle kiiruse ruudu kohta.
Potentsiaal
Seda tüüpi energia on organites, mis on mis tahes võimsuses. Niisiis tekib magnetiline, kui objekt on magnetvälja tegevuse all. Kõikidel maadel on potentsiaalne gravitatsiooniline energia.
Sõltuvalt uuringuobjektide omadustest võivad neil olla erinevat tüüpi potentsiaalset energiat. Niisiis, elastne ja elastsed asutusedMis saab välja tõmmata, on potentsiaalne energia elastsuse või pinge. Igasugune langev keha, mis oli varem liikumatu, kaotab potentsiaali ja omandab kineetika. Sellisel juhul on nende kahe liigi suurus võrdne. Meie planeedi valdkonnas on potentsiaalne energiavalem on järgmine vorm:
- E P. =
MHG,
kus m on kehakaal; H on kehamassi keskpunkti kõrgus nulli tasemel; G - vaba languse kiirendamine.
Sõnades saab seda valemit väljendada: potentsiaalne energia objekti interakteerub maaga on võrdne toote massi, kiirendades vaba sügisel ja kõrgus, millele see asub.
See skalaarväärtus on materjalipunkti (keha) energiavarustuse iseloomulik, mis on potentsiaalses võimsuse valdkonnas ja tulevad kineetilise energia ostmiseks põllujõudude töö kaudu. Mõnikord nimetatakse seda koordinaatimisfunktsiooni, mis on Langranjian süsteemi termin (Lagrange funktsioon dünaamiline süsteem). See süsteem kirjeldab nende suhtlemist.
Potentsiaalne energia on võrdne ruumis asuvate organite konfiguratsiooni nulliga. Konfiguratsiooni valik määratakse täiendava arvutamise mugavuse tõttu ja nimetatakse "potentsiaalse energia normaliseerimiseks".
Energiasäästuõigus
Üks füüsika kõige põhilistest postulaatidest on energia säilitamise seadus. Selle kohaselt ei esine energiat kusagil ega kao kõikjal. See liigub pidevalt ühest vormist teise. Teisisõnu, ainult energia muutus toimub. Näiteks konverteeritakse laterna aku keemiline energia elektriliseks ja sellest valgusest ja termilisest. Erinevad kodumasinad omakorda elektrilised valguse, soojuse või heli. Kõige sagedamini on lõpptulemus soojus ja valgus. Pärast seda läheb energia ümbritsevasse ruumi.
Energiaseadus on võimalik selgitada, et paljud teadlased väidavad, et selle kogumaht universumis jääb samaks. Keegi ei saa luua energiat re-või hävitada. Ühe tema liikide loomine, inimesed kasutavad kütuseenergiat, langevat vett, aatomit. Samal ajal muutub üks liik teiseks.
1918. aastal suutsid teadlased tõestada, et energia säilitamise seadus on ajavahemiku translatsiooni sümmeetria matemaatiline tagajärg - konjugaadi energia suurus. Teisisõnu, energia on jätkuvalt tingitud asjaolust, et füüsika seadused ei erine ajaliselt erinevates küsimustes.
Energiaomadused
Energia on keha võime töötada. Suletud füüsikalistes süsteemides jääb see kogu aja jooksul (niikaua kui süsteem on suletud) ja on üks kolmest söödalisandist integraalidest, mis säilitavad liikumise ajal suurusjärku. Nende hulka kuuluvad: energia, hetkel "energia" kontseptsiooni kasutuselevõtt on soovitatav, kui füüsiline süsteem on õigeaegselt homogeenne.
Sisemine energia tel
See on molekulaarsete interaktsioonide ja molekulide termilise liikumise summa summa summa. Seda ei saa otseselt mõõta, sest see on ühemõtteline süsteemi oleku funktsioon. Alati, kui süsteem osutub selles riigis, on selle sisemine energia omane väärtus, olenemata süsteemi olemasolu ajaloost. Muutus sisemine energia Ülemineku protsessi ühest füüsiline seisund Teine on alati võrdne selle väärtuste erinevusega lõplike ja esialgsetes riikides.
Sisemine energia Gaza
Lisaks tahketele organitele on gaasidel energia. See on süsteemis osakeste termilise (kaootilise) termilise (kaootilise) liikumise kineetiline energia, millele aatomid, molekulid, elektronid, tuumad on seotud. Ideaalse gaasi sisemine energia (gaasi matemaatiline mudel) on selle osakeste kineetiliste energiate summa. Samal ajal võetakse arvesse vabaduse kraadi arvu, mis on sõltumatute muutujate arv, mis määravad molekuli positsiooni kosmoses.
Igal aastal tarbib inimkond kasvavat energiaressursside hulka. Kõige sagedamini saada meie eluruumide valgustus- ja kütmiseks vajaliku energia, mootorsõidukite ja mitmesuguste mehhanismide toimimist, kasutatakse selliseid fossiilseid süsivesinikke söe, nafta ja gaasina. Need on seotud taastumatute ressurssidega.
Kahjuks kaevandatakse ainult väike osa energiast meie planeedile taastuvate ressursside abil, nagu vesi, tuul ja päike. Praeguseks on nende osakaal energeetikasektoris vaid 5%. Tuumaelektrijaamades toodetud tuumaenergia kujul saadakse veel 3 inimest.
Neil on järgmised reservid (Julles):
- tuumaenergia - 2 x 10 24;
- gaasi ja õlienergia - 2 x 103;
- sisemiselt soojuse planeedid - 5 x 10 20.
Taastuvad taastuvad maavarad:
- sun Energy - 2 x 10 24;
- tuul - 6 x 10 21;
- rivers - 6,5 x 10 19;
- sea Tides - 2,5 x 10 23.
Ainult koos õigeaegse üleminekuga mitte-taastumatute energiavarude kasutamine Maa energiat taastuva inimkonnale on võimalus meie planeedi pikaajaliseks ja õnnelikuks eksisteerimiseks. Arenenud arengute teostuse puhul jätkavad teadlased üle kogu maailma hoolikalt energia omaduste mitmekesisust.
Inimesed kasutavad kõigile erinevaid energiatüüpe oma liikumistest enne astronautide kosmosesse saatmist.
On kahte tüüpi energiat:
- võime teha (potentsiaal)
- tegelikult töötage (kineetiline)
Kaasas olema erinevad vormid:
- kuumus (termiline)
- valgus (kiirgus)
- liikumine (kineetiline)
- elektriline
- kemikaal
- tuumaenergia
- gravitatsiooniline
Näiteks toit, mida inimene sööb, sisaldab keemilist ja inimkeha hoiab seda, kui ta kulutab nii kineetilise töö või elu jooksul.
Energiatüüpide klassifikatsioon
Inimesed kasutavad eri liiki ressursse: elektrienergia oma kodudes ekstraheeritakse kivisöe, tuumareaktsiooni või hüdroelektrijaamaga jõe ääres. Seega söe, tuuma ja hüdro-d nimetatakse allikaks. Kui inimesed täidavad kütusepaagi bensiini allikaga, võib olla õli või isegi kasvav ja teravilja töötlemine.
Energiaallikad jagunevad kaheks rühmaks:
- Taastuv
- Taastumatu
Taastuvaid ja taastuvaid energiaallikaid saab kasutada esmaste eelistena, näiteks soojusena või kasutatakse teisese energiaallikate tootmiseks, näiteks elektrienergia tootmiseks.
Kui inimesed kasutavad oma kodudes elektrit, kombineeritakse elektrit tõenäoliselt kivisöe- või maagaasi, tuumareaktsiooni või hüdroelektrijaamaga jõe ääres või mitmest allikast. Inimesed kasutavad toornafta kütuse kütuse jaoks (taastumatuna), kuid võib ka biokütus (taastuvenergia) etanoolina, mis on valmistatud ringlussevõetud maisist
Taastuv
On viis suurt taastuvaid energiaallikat:
- Päikeseline
- Geotermiline soojus maa peal
- Tuuleenergia
- Biomass taimedest
- Hüdroenergia
Biomass, mis hõlmab puitu, biokütuseid ja biomassijäätmeid, on suurim taastuvenergia allikas, mis moodustab umbes poole kõigist taastuvatest ja umbes 5% kogu tarbimisest.
Taastumatu
Enamik taastuvatest energiaallikatest tarbitud ressurssidest:
- Naftatooted
- Süsivesinikuline vedelgaas
- Maagaas
- Söe
- Tuumaenergia
Taastuvenergiat ei moodusta umbes 90% kasutatud ressurssidest.
Kas kütusekulu muutub aja jooksul
Aja jooksul tarbitud energiaallikad muutuvad, kuid muutused toimuvad aeglaselt. Näiteks oli kivisüsi kunagi laialdaselt kütusena küttemajade ja kommertshoonete kütusena, kuid sellel eesmärgil vähenes söe konkreetne kasutamine nendel eesmärkidel viimase poole sajandi jooksul.
Kuigi taastuvenergia osakaal primaarenergia kogutarbimisest on endiselt suhteliselt väike, kasvab selle kasutamine kõigis sektorites. Lisaks on maagaasi maagaasi kasutamine viimastel aastatel suurenenud maagaasi madalate hindade tõttu, samas kui söe kasutamine selles süsteemis on vähenenud.
Elena Panova
Laste uurimistööd
Energia looduses ja minus
Gbou Soš koos. Rich Sp " lasteaed"Kummeli"
Pea: Panova Elena Viktorovna, õpetaja
Gbou Soš koos. Rich Sp " lasteaed"Kummeli"
1. Sissejuhatus ---
2. Mis on energia? ---
3. Vaated energia ----
4. Praktiline töö ----
5. Kust minna energia? ---
6. Järeldus ---
Rakendused ---
Bibliograafia ----
1. Sissejuhatus.
Paljud täiskasvanud ütlevad mulle: "Mida energiline poiss. Kui palju olete energia" Kas see hea või halb on? Üldiselt, mis on energia? Kust ta tuli? Ja miks see minus on?
See on see, mida ma pean oma tundma uurimistöö.
eesmärk teadus-: Laienda teadmisi energia.
Ülesanded: Avastage looduste liigid looduses.
Uuri välja millised energia on minus.
Objekti teadus-: energia looduses.
Asi teadus-: energia minu.
Hüpotees: Minu tuttav energia aitab mul õppida energiaMillist tüüpi energia on isik. Ja ma vastan küsimus: "Kas see on hea energiline poiss?»
Tähtsus: S. I. Ozhegova sõnul ". energia - See on liikumise mõõt ja võime toota töötama». Töötama Ja liikumine on kaasaegse elu alus.
2. Mis on energia?
Iga keha kasvab, liikuda, põletada või teha midagi üldiselt vajab energia. Mis on energia?
Sõnastik S. I. Ozhegova ütles energia Järgmine:
1. Üks küsimuse peamisi omadusi on selle liikumise mõõt, samuti võime toota töötama.
2. Resolutsioon ja sihikindlus tegevuses (S. energia midagi) .
Niisiis, energia - See on võime liikuda ja toota töötama.
Allikas on peaaegu kõik energia Maal on päike. Solar soojus soojendab sushi, meri ja õhku. See tekitab ka tuuled, lained. EnergiaToidus sisalduvad ka päikese käes, kuna taimed neelavad päikesevalgust. EnergiaLiha sisalduvad loomade poolt söönud taimedest. Söe, õli, loomulik Palju miljoneid aastaid tagasi moodustati loomade jääkidest. Ja energia Tema päritolu on kohustatud keemiliselt energianende taimede ja loomade poolt kogunenud.
3. Vaated energia.
Ma leidsin selle iseloom Seal on palju erinevaid tüüpe energia:
soojuse.
See on kuumutatud ained. Teplova energia Võib levida ühest kohast teise.
keemiline.
See sisaldub toidus kütusena (õli, söe, \\ t maagaaskemikaalides.
potentsiaali.
See varu on sisemine energia. Näiteks on surutud kevadel potentsiaal energia. Kui lasete lahti, siis see peidetud energia vabastatakse.
electric.
See liigub elektrijuhtmete kaudu.
valgus.
See on eriline välimus energiamis liigub sirgjoonel kolossaalse kiirusega. Miski maailmas ei saa liikuda kiiremini kui valgus.
heli.
See levib lainete kujul heliseks.
Kasutatud tuumaelektrijaamade elektri tootmiseks.
kineetiline.
see liikumise energia. Kõik, mis liigub kineetika energia.
4. Praktiline osa.
Õppimine liikide mitmekesisusest energia looduses, Ma otsustasin avasta mõned neist.
Teadusuuringud 1..
Ma sain tulekahju kastrul veega. Kui vesi keedeti, ma avastasin, et ümbritsev õhk kuumutati ka. See on termiline energiaTa kolis kastrullist veega õhku.
Kui ma jooksen, ma saan kuuma, ma tõesti tahan juua. Nii et mul on termiline energia.
Teadusuuringud 2..
Olles kaalunud lambipirnit, nägin lõnga. Siis ma sisse lülitasin lambipirn, niit koheselt lummatud ja valgus täitis kogu ruumi. See niitlamp levib valgust energia. Ma puudutasin lambipirnit, ta sai kuumaks - tema niit soojendas, sest valgus energia Väga kuumad kehad eraldavad. Vabandust, et mul ei ole valgust energia.
Uuring 3..
Telefon helistasin, ma sõitsin telefonitoru kõrva juurde ja kuulsin ema häält. See on heli energia. Õhu läbimine, helilained muudavad selle kõigud kõlab.
Ma otsustasin ise testida. Pange palmi kurku ja ütles heli, kohe tundis kõhklusi. - Need on heli lained. Nii et ma saan heli levitada energia.
Uuring 4..
Meie korteris on elektrijuhtmed, elektrienergia jookseb ja teeb elektriseadmed töötama. Elektrivool on midagi sarnast jõele, ainult jõe veevood ja väikesed lisatasu osakesed voolavad mööda juhtmeid. Meil on palju assistendi vahendeid, kuid nad peavad õigesti kasutama! Ma tean, et elektrienergia koos töötama Elektriseadmed on isikule ohtlikud. Seetõttu, elektrienergia nr teadus- Ma ei riskinud kulutusi. Kuid on elektrienergia ohtlik, vaikne, nähtamatu. See elab kõikjal, iseenesest ja kui tema "püüdma", siis võite olla huvitatud mängimisest. Ma võtsin palli, hõõrunud teda juuste kohta ja pani selle seinale hõõrunud küljega. Siin on pall ja riputada. See juhtus tulenevalt asjaolust, et elektrienergia elab meie juustes ja ma olen tema "Püütud"Kui palli juuksed hõõruti. Ta on elektrifitseeritud, seega tõmbas ta seinale.
Niisiis elab elektrienergia oma juustes.
Teadusuuringud 5..
Ma sain teada, et taimed neelavad päikesevalgust ja teisendage see keemiliseks energiamis püsib varred ja lehed. EnergiaLiha sisaldav liha moodustub loomade poolt söönud taimedest.
Me võtame köögivilju, puuvilju, leiba, liha. See tähendab, et saame kemikaali energiaMis aitab meil käivitada, kõndida, hingata, elada.
Teadusuuringud 6..
Kõik, mis liigub kineetika energia. Ma võtsin kaks erineva massi palli ja lastan neil kaldplaadil.
Pall, mis oli lihtsam, ei suutnud raam läbi murda ja palli, mis oli raskem, kergem kaadri läbi murdis. See viitab sellele, et liikuvatel asutustel on kineetiline energiaja raskem keha, kiirem liigub ja kannab suuremat kineetika pakkumist energia.
Niisiis, mis tahes liikumisel, mul on ka kineetika energia. Nagu te kasvate, kannan ma suurema varu liikumise energia.
5. Kust minna energia?
Kulutatud ma õppisin uurimistöödet peamine allikas energia on päike. Aga kus see läheb energia? Läbi mõningaid tähelepanekuid.
Vaatlus 1.
Lihtsalt üle kassi. Rakendades omandab kass kemikaali energia. Kui kass teeb hüpata, siis selle keemiline energia läheb kinetic. Mis tahes liikumise korral toodetakse termilist energia. Selgub, et kemikaal energia Kolis kineetilisele ja termilisele.
Vaatlus 2.
Vaadates ilutulestike, mõistsin, et kemikaal energiaSisaldades selle sees, kui plahvatus läks kineetiliseks, heli, termiliseks ja valguseks.
See tähendab et energia Kusagil kaob ja ei tulene midagi, liigub see pidevalt ühest liigist teise.
6. Järeldus.
Minu tuttav S. erinevad liigid energia aitas mul teada saadaKus see tulevad ja kus see läheb energiaMillist tüüpi energia on isik.
See ei ole juhus «… energia on elu» . Niisiis, mitte nii halb, et ma olen väga energiline poiss. Elus, see on mugav.
Bibliograafia.
1. Dawselli Paulus. Tundmatu kuulsa kohta. - m.: Rosman, 2001
2. Ozhegov S. I. Vene keele sõnastik. - M.: Vene. 1999, lk. 911.
3. Internet. Veebisait "Ideed teile"
4. Internet. Saidi "Mokhpers ja tark, esimene greider, uuring - kes seletab?»
5. Encyclopedia "Tundmatu lähedal" - m.: Rosman, 2001
6. Encyclopedia "Ma avan maailma" - m.: Astel, 2002
Loeng 2. Energialiigid. Energia saamine, teisendamine ja kasutamine
Teema 2. Energialiigid. Energia saamine, teisendamine ja kasutamine
Põhikontseptsioonid:
energia; kineetiline ja potentsiaalne energia; energia liigid; energia; elektrisüsteem; Elektrivõimsusüsteem; Energiatarbijad; Traditsiooniline ja alternatiivne energia; laadige graafikud; energiatarbimine elaniku kohta; energia intensiivsus; Energiamajanduse tootmise taseme näitaja.
Energia - universaalne alus looduslik fenomenKultuuri ja kogu inimtegevuse alus. Samal ajal energia all (Kreeka - tegevus) On arusaadav kui kvantitatiivne hindamine erinevate vormide liikumise vormide kohta, mis võivad muutuda teiseks.
Füüsilise teaduse ideede kohaselt on energia või keha süsteemi võime töötada. On erinevaid liigid liigid ja energiavormid. Mees omaette igapäevane elu Kõige sagedamini kohtub järgmised liigid Energia: mehaanilised, elektrilised, elektromagnetilised, termilised, keemilised, tuuma- (sisemised õppeained). Viimased kolm tüüpi kuuluvad sisemise kujul energia, st Osakeste interaktsiooni potentsiaalse energia tõttu või nende valimatu liikumise kineetiline energia.
Kui energia on materjalipunktide või kehade staatuse muutmise tulemus, nimetatakse seda kineetiline ; See kuulub organite liikumise mehaanilisele energiale, termilise energia tõttu molekulide liikumise tõttu.
Kui energia on selle süsteemi osade vastastikuse asukoha muutmise tulemus või asend teiste kehade suhtes, siis seda nimetatakse potentsiaal ; See kuulub masside energiale, mis meelitaks maailma õigusega, homogeensete osakeste asukoha energia, näiteks elastse deformeerunud keha energiat, \\ t keemiline energia.
Energia loodusteaduses sõltuvalt loodusest jagage järgmistesse tüüpidesse.
Mehaaniline energia - avaldub ennast suheldes, liikumisel individuaalne tel või osakesed.
See hõlmab keha liikumise või pöörlemise energiat, deformatsiooni energiat painutamise, venitamise, keeramise, kokkusurumise ajal elastne tel (Springs). Seda energiat kasutatakse kõige laialdasemalt erinevates masinates - transport ja tehnoloogiline.
Soojusenergia - ebakorrapärase (kaootilise) liikumise ja ainete molekulide interaktsiooni energia.
Kõige sagedamini soojusenergiat, mis on saadud erinevate kütusetüüpide põletamisel laialdaselt, kasutatakse laialdaselt paljude tehnoloogiliste protsesside läbiviimist (küte, sulamine, kuivatamine, aurustamine, destilleerimine jne).
Elektrienergia – elektroni elektronide elektrilise ahela liikumise energia (elektrivool).
Elektrienergiat kasutatakse mehaanilise energia saamiseks elektrimootorite abil ja mehaaniliste töötlemisprotsesside läbiviimine: purustamine, lihvimine, segamine; elektrokeemiliste reaktsioonide jaoks; Soojusenergia tootmine elektrikütteseadmetes ja ahjudes; Materjalide otseseks töötlemiseks (elektriline erosiooni töötlemine).
Keemiline energia – see energia, "salvestatud" ainete aatomites, mis vabastatakse või imendub, kui keemilised reaktsioonid Ainete vahel.
Keemiline energia on kas esile toodud termilise kujul eksotermiliste reaktsioonide läbiviimisel (näiteks kütuse põletamine) või konverteeritakse elektrilisteks elektrilisteks elementideks ja patareideks. Neid energiaallikaid iseloomustab kõrge efektiivsus (kuni 98%), kuid madal konteiner.
Magnetväljaanne- püsivate magnetide energia suure energiavaruga, kuid "annab see üsna vastumeelselt. Elektrivoolu loob siiski laiendatud, tugevad magnetväljad enda ümber, nii et kõige sagedamini räägivad nad elektromagnetilisest energiast.
Elektriline ja magnetvälja energia on üksteisega tihedalt seotud, igaüks neist saab vaadelda kui "pöörlevat" teise poole.
Elektromagnetiline energia - See on elektromagnetiliste lainete energia, st. elektriliste ja magnetväljade liikumine. See sisaldab nähtavat valgust, infrapuna-, ultraviolett-, röntgenkiirte ja raadiolainete.
Seega on elektromagnetiline energia kiirguse energia. Kiirgus taluda energiat elektromagnetilise laineenergia kujul. Kiirguse imendumisel konverteeritakse selle energia teiste vormidena, kõige sagedamini soojuses.
Tuumaenergia- nn radioaktiivsete ainete aatomite tuumas lokaliseerimine. See vabastatakse raskete tuumade (tuumareaktsiooni) või valguse tuumade sünteeside jagamisel (termonukleaarse reaktsioon) süntees.
Seda tüüpi energia vana nimi on aatomienergia, kuid see nimi kuvab ebatäpselt nähtuste olemust, mis toob kaasa kolossaalsete energiasisalduse vabanemise, kõige sagedamini termilise ja mehaanilise kujul.
Gravitatsioonienergia - Energia koostoime tõttu (palju massiivseid organeid, see on eriti materiaalne kosmoses. Maine tingimused, näiteks energia, "salvestatud" koos keha tõstetud teatud kõrgus üle pinna maa - energia raskusaste.
Sellel viisil, sõltuvalt ilmingu tasemest saab makromirienergia isoleerida - gravitatsiooniline, interaktsioonikeha energia on mehaaniline, molekulaarsete interaktsioonide energia on termiline, aatomite interaktsioonide energia - kemikaal, kiirgusenergia on elektromagnetiline, energia Aatomite tuumas - tuumaenergia.
Kaasaegne teadus ei välista teiste energiatüüpide olemasolu, kuni see ei ole fikseeritud, kuid ärge häirige maailma ühtset loodusteaduse pilti ja energia kontseptsiooni.
ÜRO osakute rahvusvahelises süsteemis energia mõõtmise ühikuna 1 Joul (J). 1 J ekvivalent
1 Newtoni meeter (nm). Kui arvutused on seotud soojuse, bioloogiliste ja paljude teiste energiatüüpidega, kasutatakse ekstra-süsteemi seadet energiaühikuna - kalorite (väljaheidete) või kilokaloria (kcal), 1 kal \u003d 4,18 j. Elektri mõõtmiseks Energia, sellist seadet kasutatakse WATT · Hour (W · H, KW · H, MW-H), 1 W · H \u003d 3,6 MJ. Mehaanilise energia mõõtmiseks kasutage väärtust 1 kg · m \u003d 9,8 J.
Energia otseselt eemaldatud looduses(Kütuse, vee, tuuleenergia, maa soojusenergia, tuumaenergia) ja mis võib transformeerida elektrilisteks, termilisteks, mehaanilisteks, keemilisteks esmane. Kooskõlas energiavarude klassifitseerimisega ammendavaks põhjal on võimalik klassifitseerida ja primaarenergia. Joonisel fig. 2.1 näitab primaarenergia klassifitseerimise skeemi.
Joonis fig. 2.1. Esmane energia klassifikatsioon
Kui klassifitseerides primaarenergia eraldamisel traditsiooniline ja mittetraditsiooniline Energialiigid. Traditsiooniline sisaldavad selliseid energiatüüpe, mida inimene on palju aastaid laialdaselt kasutanud. Ne. traditsioonilised liigid Energia hõlmab selliseid liike, mida hakkasid kasutama suhteliselt hiljuti.
Traditsioonilised primaarenergia tüübid hõlmavad mahepõllumajanduslikku kütust (kivisüsi, õli jne), hüdroenergia jõgede ja tuumakütuse (uraan, toorium jne).
Energia, mis saadakse inimese poolt pärast primaarenergia ümberkujundamist spetsiaalsete seadmetega - jaamades, \\ t nimetatakse sekundaarseks (Elektrienergia, aurunergia, kuum vesi jne.).
Elektrienergia eelised. Elektrienergia on kõige mugavam energia tüüp ja seda võib õigustatult pidada kaasaegse tsivilisatsiooni aluseks. Valdav enamus tehnilistest vahenditest mehhaniseerimise ja automatiseerimise tootmisprotsessid (Varustus, ECM-seadmed), inimtööde asendamine masinatega igapäevaelus on elektriline alus.
Paar üle poole kogu tarbitud energiast kasutatakse soojusena tehniliste vajaduste, küte, toiduvalmistamise, järelejäänud osana - mehaaniliste, peamiselt transpordirajatiste ja elektrienergia kujul. Ja elektrienergia osakaal kasvab igal aastal
(Joon. 2.2).
Elektrienergia - rohkem universaalsemat energiat. Ta oli laialdaselt kasutatud kõikides ja kõigis riikliku majanduse sektorites. Seal on üle neljasaja nimed elektriseadmete: külmikud, pesumasinad, kliimaseadmed, ventilaatorid, telerid, lindi salvestajad, valgustus jne. Tööstus ei ole võimalik ilma elektrienergiata esitada. Sisse põllumajandus Elektri kasutamine pidevalt laieneb: loomade söötmine ja hõivatus, nende eest hoolitsemine, küte ja ventilatsioon, inkubaatorid, kaloreid, kuivatid jne.
Elektrifitseerimine - rahvusliku majanduse tööstuse tehnika arengu põhjal. See võimaldab teil asendada ebamugav energiaressursside universaalse energia - elektrienergiaga elektrienergiaga, mida saab edastada mis tahes vahemaale, muundada muud tüüpi energiat, näiteks mehaaniliseks või termiliseks, jagada seda tarbijate vahel. Elektrienergia - Väga mugav kasutamiseks ja ökonoomne energiat.
Joonis fig. 2.2. Elektrienergia tarbimise dünaamika
Elektrienergia on sellised omadused, mis muudavad see hädavajalikuks tootmise mehhanismi ja automatiseerimise ja isiku igapäevaelus:
1. Elektrienergia on universaalne, seda saab kasutada mitmesugustel eesmärkidel. Eelkõige on see väga lihtne soojuse sisse lülitada. Seda tehakse näiteks elektriallikad Tuled (hõõglambid), metallurgia tehnoloogilistes ahjudes erinevates kütte- ja kütteseadmetes. Elektrienergia muundamine mehaaniliseks kasutatakse elektrimootorite ajamites.
2. Kui elektrienergia tarbimine võib olla lõputult purustatud. Seega on elektrimasinate võimsus sõltuvalt nende eesmärgist erinev: fraktsioonist Watt mikromootoritest, mida kasutatakse paljudes tööstusharudes ja majapidamistoodetes, tohututele väärtustele ületada miljoni kilovatt, elektrijaamade generaatoritel.
3. Protsessis tootmise ja edastamise elektrienergia, on võimalik koondada oma võimsus suurendada pinge ja edastada juhtmed nii väikeste ja pikkade vahemaade, mis tahes koguse elektrienergia elektrijaama, kus see on toodetud, kõigile oma tarbijatele.
Mis on mõiste "energia", mida me nii tihti kasutame? "Energia" (kreeka keel. Ενεργια - tegevus, tegevus) - erinevate asjade kvantitatiivne meede. Suurepärane, energeetika mõiste, energia idee on kunstlik ja loodud spetsiaalselt selleks, et olla meie peegeldus maailma ümber. Erinevalt küsimusest, millest me võime öelda, et see on olemas, on energia inimmõtete vilja, selle "leiutis", ehitatud nii, et ümbritsevas maailmas on võimalik kirjeldada erinevaid muutusi ja samal ajal rääkida püsivusest, säilitamisest sellest, mida - mida nimetati energiaks. Selle füüsilise pikka aega Kasutati terminit "elutugevus", mille on kehtestanud I. Newtoni. Esmakordselt ajaloos on "energia" tähendus "elutugevuse" mõiste, ilma et see sõna väljendaks, Robert Meyer artiklis "Märkused elujõudude kohta", mis avaldati 1842. aastal. Eriline mõiste "Energy" võeti kasutusele 1807. aastal inglise füüsik Thomas Jung ja näitas liikuva keha kiiruse koguse, proportsionaalse massi ja ruudu. Teadus, termin "energia" oma kaasaegses mõttes tutvustas 1860. aastal William Thomson (Issand Kelvin).
Energia avaldub ennast mitmesugustes küsimustes, mis täidab kogu maailma ruumi. Kõigi energialiikide omane vara ja nende ühendamine on iga energia liiki võime teatud tingimustel liikuda mõnes muus seisukohal rangelt määratletud kvantitatiivse suhte all. Selle vara nimi ise on "Energia säilitamise ja muutmise seadus" - F. Engels'i teaduslikus ringlusesse viidi sisse, mis võimaldas igat liiki energiat ühes üksuses mõõta. Sellise üksuse vastu võttis Joule (1 J \u003d 1H · m \u003d 1 kg · m2 / s 2). Samal ajal kasutatakse "vana" seadet soojuse (kalorite) mõõtmiseks mehaanilise energia mõõtmiseks - 1 kgm \u003d 9,8 j, elektrienergia väärtus - 1 kW · H \u003d 3,6 MJ, 1 J \u003d 1 W · s.
Peaaegu kõik tüüpi energiaga seotud energia termodünaamika, välja arvatud termiline, on energia suunda liikumise. Niisiis, mehaaniline energia See avaldub keha otseselt täheldatud liikumises, millel on teatud suund kosmoses (gaasi liikumine piki torust, lendu mürsk, võlli pöörlemine jne). Elektrienergia ilmneb elektronide peidetud liikumises dirigent (elektrivool). Soojusenergia ekspresseeritakse molekulaarse ja intramolekulaarse kaootilise liikumises, mis kujutab endast aatomite kaootilise liikumise energiat ja materjali molekulide liikumist. Gaaside soojusenergia avaldub molekulide ostsillaatoris, pöörlemis- ja progressiivse liikumise tõttu, mis pidevalt muuta oma kiirust suuruse ja suunda. Samal ajal saab iga molekul liikuda juhuslikult kogu gaasi mahust. Tahketes ainetes ilmneb termiline energia molekulide kõikumistes ja aatomites ainete kristallstruktuuriga kindlaksmääratud sätetega vedelike - kõikumistes ja liikumismolekulides või nende kompleksides. Sellest tulenevalt on termoenergia põlisrahvaste erinevus muudest energiast, et see on mittesuunalise, kuid kaootilise liikumise energia. Selle tulemusena muundamine termilise energia mis tahes tüüpi energia liikumise omadusi oma omadusi, mille uuring on üks peamisi ülesandeid tehnilise termodünaamika.
Iga keha mis tahes seisundis võib olla nii erinevat tüüpi energiat, kaasa arvatud termilised, mehaanilised, elektrilised, keemilised, intrastuclear, samuti erinevate füüsiliste väljade potentsiaalne energia (gravitatsiooniline, magnetiline elektriline). Kõigi energialiikide summa, mida keha omab, on täis oma energiat.
Termiline, keemiline ja rasergiline energia on kaasatud keha sisemisele energiale. Kõik muud keha liikumisega seotud energia tüübid, samuti väliste füüsiliste väljade potentsiaalne energia on seotud selle välise energiaga. Näiteks välise energia lendava mürskide tsoonis Maa atraktsioon on summa oma kineetilise E k ja potentsiaalne energia gravitatsiooni valdkonnas e p .. Kui gaasi või vedela liigub pideva voolu toru, siis nende välise energia see sisaldab energiatõstmine Mõnikord kutsus surveenergia E. jne .
Väline energia seetõttu on summa
E V N \u003d E K + σ E P I + E P P r, kus e p i on esimese väli (magnetiline, elektrostaatiline jne) potentsiaalne energia.
Keha sisemine energia u saab esindada osana kahest osast: sisemine soojusenergia U t ja u 0 - sisemine nullkeha energia, mis on tingimuslikult jahutatud absoluutse nulltemperatuurini:
U \u003d u 0 + u t.
Sisemine soojusenergia on keha kogu sisemise energia osa, mis on seotud molekulide ja aatomite termilise kaootilise liikumisega ning neid saab ekspresseerida kehatemperatuuri ja teiste parameetrite kaudu. Kuna tegeliku keha temperatuur peegeldab osaliselt oma sisemist termilist energiat, võib viimase muutuse tekkida konstantse kehatemperatuuriga. Selle näited on aurustamise, sulamise, sublimatsiooni protsessid, milles faasi transformatsioon toimub ja molekulaarsete liikumiste muutuste kaootikuse aste.
Seega on keha täielik energia Üldine Seda saab esindada sisemise nulliga u 0, sisemise soojuse u t, välimise kineetilise e-ga energia, välise potentsiaaliga energia kogu potentsiaal σ en energia ja energiatõhususe energia energia: E \u003d U 0 + UT + EK + σ E P I + E P R.
Kõik need komponendid täielik energia Võivad teatud tingimustel ühe teise poole pöörduda. Näiteks keemilistes reaktsioonides on u 0 vu t vastastikune ümberkujundamine. Kui reaktsioon on eksotermiline, siis osa nulli energia muutub termiliseks. Saadud ainete null energia selgub, et see on väiksem kui algne "soojusprobleem. Endotermilistes reaktsioonides on pöördnähk: null energia suureneb termilise energia vähenemise tõttu - esineb "soojuse imendumine".
Muutustega seotud protsessides keemiline koostis Ained, nullnergia ei muutu ja jääb konstantseks. Nendes tingimustes muutub ainult sisemine soojusenergia muutused. See võimaldab erinevates arvutatud võrranditel arvesse võtta ainult sisemise soojuseenergia muutust, mida nimetatakse lihtsalt sisemise energia U. Kui homogeenne mass M mass on sisemine energia U, siis sisemine energia 1 kg keha u \u003d u / m.
Suurus nimetatakse konkreetne sisemine energia Ja mõõdetakse J / kg.
Väline kineetiline energia (J) on progressiivse keha liikumise energia tervikuna ja seda väljendatakse valemiga
E K \u003d MW 2/2, kus m on kehakaal, kg; W on liikumise kiirus, m / s.
Väline potentsiaalne energia, kuna staatiliste väljade suunamise energia energia energiat saab väljendada võimalikud tööd Iga väli määratud asendist nullini. Seega väljendatakse gravitatsiooni valdkonna potentsiaalset energiat selle keha raskusastme tootena selle kõrgusel H nullil viide nulliga:
Siin on kõrgus H vastav koordinaat.
Popping Energy E P r on täiendav energia Süsteemis tekkinud ained, mis tulenevad selle süsteemi teiste osade mõju tõttu, püüavad ainet anumast suruda. Niisiis, kui gaas (või paar) on toru või mis tahes kanal tahke voolu tingimustes, iga selle gaasi kilogramm, välja arvatud sisemine ja väline kineetiline ja potentsiaalsed energiad, Sellel on isegi täiendavad, üle kantud energeetikale:
E PR. \u003d P υ,
kus p on erirõhk; υ - spetsiifiline maht (1 kg massi mass).
Gaaside, aurude ja vedelike voogude puhul määrab p υ (või PV-ga aine) väärtus nende lahutamatu osa
energia. Seetõttu ainete tahkes voolus, määrav parameeter enam ei ole sisemine energia U ja summa U + PV \u003d i, nimega entalpia. 1 kg aine I \u003d U + P υ, kus I - J / kg.
Sama energia mul on 1 kg gaasi, mis on silindris, kui kolv on ümberasustatud.
Süsteemi koguenergia, mis koosneb 1 kg gaasist ja kolbist, kes tegutseb sellel, on võrdne sisemise energia ja gaasi ja selle väljatõmbamise energia summaga, s.o võrdub selle entalpiaga. Selle põhjal nimetatakse ta sageli inntapiat energia laiendatud süsteem.