Energjia është se, në sajë të së cilës ka një jetë jo vetëm në planetin tonë, por edhe në univers. Në të njëjtën kohë mund të jetë shumë e ndryshme. Pra, ngrohja, zëri, drita, energjia elektrike, mikrovalët, kaloritë janë lloje të ndryshme të energjisë. Për të gjitha proceset që ndodhin rreth nesh, kjo substancë është e nevojshme. Pjesa më e madhe e energjisë është e gjitha dalja në tokë nga dielli, por ka burime të tjera. Dielli e kalon atë në planetin tonë sa më shumë që 100 milionë e centraleve më të fuqishme do të zhvilloheshin njëkohësisht.
Çfarë është energjia?
Në teorinë, paraqitet nga Albert Ajnshtajni, marrëdhëniet midis materies dhe energjisë është studiuar. Ky shkencëtar i madh ishte në gjendje të provonte aftësinë e një substance për t'u kthyer në një tjetër. Doli se energjia është më e madhe një faktor i rëndësishëm Ekzistenca e trupave, dhe çështja është e mesme.
Energjia është, në përgjithësi, aftësia për të kryer një lloj pune. Është ajo që qëndron për konceptin e forcës të aftë për të lëvizur trupin ose për të dhënë vetitë e reja. Çfarë do të thotë termi "energji"? Fizika është shkenca themelore që shumë shkencëtarë i kushtuan jetën e tyre epoka të ndryshme dhe vendet. Një tjetër Aristotele e përdori fjalën "energji" për të caktuar aktivitetin njerëzor. Përkthyer nga gjuha greke "Energjia" është "Aktivitete", "Power", "Veprim", "Power". Herën e parë që kjo fjalë u shfaq në traktatin e shkencëtarit grek të quajtur "Fizikë".
Në përgjithësi, ky kuptim, ky term u vu në përdorim shkencëtarët e mjekëve anglezë, kjo ngjarje e rëndësishme ndodhi në 1807 të largët. Në vitet '50 të shekullit XIX. Mekanika angleze William Thomson përdorte konceptin e "engery kinetike" për herë të parë, dhe në 1853 fizikanti skocez William Renkin prezantoi termin "energji potenciale".
Sot, kjo vlerë skalare është e pranishme në të gjitha pjesët e fizikës. Është një masë e vetme e formave të ndryshme të lëvizjes dhe ndërveprimit të materies. Me fjalë të tjera, është një masë e transformimit të një formulari për të tjerët.
Njësitë e matjes dhe notimit
Shuma e energjisë matet me këtë njësi të veçantë, në varësi të llojit të energjisë, mund të ketë emërtime të ndryshme, për shembull:
- W është energjia totale e sistemit.
- Q është termike.
- U është potencial.
Llojet e energjisë
Në natyrë, ka shumë më tepër specie të ndryshme Energji. Ato kryesore janë konsideruar:
- mekanike;
- elektromagnetike;
- elektrike;
- kimik;
- termike;
- bërthamore (atomike).
Ka lloje të tjera të energjisë: dritë, zëri, magnetik. NË vitet e fundit Një numër në rritje i fizikanëve janë të prirur në hipotezën për ekzistencën e të ashtuquajturës energji "të errët". Secila nga speciet e listuara më parë të kësaj substance ka karakteristikat e veta. Për shembull, energjia e zërit është e aftë të transmetohet nga valët. Ata kontribuojnë në dridhjen e drummealit në vesh të njerëzve dhe kafshëve, falë të cilave mund të dëgjoni tingujt. Gjatë reaksioneve të ndryshme kimike, lirohet energjia e nevojshme për aktivitetin jetik të të gjithë organizmave. Çdo lëndë djegëse, ushqim, bateri, bateritë janë depo e kësaj energjie.
Luminari ynë jep energjinë e tokës në formën e valëve elektromagnetike. Vetëm ajo mund të kapërcejë hapësirat hapësinore. Faleminderit teknologjitë moderne, të tilla si panelet diellore, ne mund ta përdorim atë me efektin më të madh. Energjia e tepërt e papërdorur grumbullohen në rrjetet e veçanta të energjisë. Së bashku me llojet e mësipërme të energjisë, burimet termike, lumenjtë, oqeani, biokarburantet shpesh përdoren.
Energji mekanike
Ky lloj energjie është studiuar në seksionin e fizikës, i quajtur "mekanikë". Tregohet nga shkronja E. Dimensioni i saj kryhet në Joules (j). Çfarë është kjo energji? Mekanika e fizikës po studion lëvizjen e trupave dhe ndërveprimin e tyre me njëri-tjetrin ose me fusha të jashtme. Në të njëjtën kohë, energjia për shkak të lëvizjes së organeve quhet kinetik (EK i caktuar), dhe energjia për shkak ose fushat e jashtme quhet potencial (PE). Shuma e lëvizjes dhe ndërveprimit është një energji e plotë mekanike e sistemit.
Për të llogaritur të dy llojet ekziston rregull i përgjithshëm. Për të përcaktuar vlerën e energjisë, llogarit punën e kërkuar për të transferuar trupin nga zero shteti në këtë shtet. Në të njëjtën kohë, aq më shumë punë, energji më të madhe Do të posedojnë trupin në këtë shtet.
Ndarja e specieve në karakteristika të ndryshme
Ka disa lloje të ndarjes së energjisë. Sipas shenjave të ndryshme, ajo është e ndarë në: të jashtme (kinetike dhe potenciale) dhe të brendshme (mekanike, termike, elektromagnetike, bërthamore, gravitacionale). Energjia elektromagnetike nga ana tjetër është e ndarë në magnetike dhe elektrike, dhe bërthamore - në energjinë e ndërveprimit të dobët dhe të fortë.
Kinetik
Çdo organ në lëvizje dallohen nga prania e energjisë kinetike. Shpesh quhet - ngarje. Energjia e trupit, e cila lëviz, humbet kur ngadalësohet. Kështu, aq më shpejt shpejtësia, aq më shumë energji kinetike.
Kur kontaktoni trupin në lëvizje me një objekt fiks, një pjesë e kinetikës, duke e udhëhequr atë në lëvizje, transmetohet në këtë të fundit. Formula e energjisë kinetike është si më poshtë:
- E k \u003d mv 2: 2,
ku m është masa e trupit, v është shpejtësia e trupit.
Me fjalë, kjo formulë mund të shprehet si më poshtë: Energjia kinetike e objektit është e barabartë me gjysmën e produktit të masës së saj për katror të shpejtësisë së saj.
Potencial
Ky lloj energjie ka trupa që janë në çdo fushë të energjisë. Pra, magnetike ndodh kur objekti është nën veprimin e një fushe magnetike. Të gjitha trupat në tokë kanë energji të mundshme gravitacionale.
Në varësi të vetive të objekteve të studimit, ato mund të kenë lloje të ndryshme të energjisë potenciale. Pra, elastike dhe trupa elastiketë cilat mund të tërhiqen, kanë energjinë potenciale të elasticitetit ose tensionit. Çdo organ në rënie, i cili më parë ishte i palëvizshëm, humb potencialin dhe fiton kinetik. Në këtë rast, madhësia e këtyre dy specieve do të jetë ekuivalente. Në fushën e planetit tonë, formula potenciale e energjisë do të ketë formën e mëposhtme:
- E p. =
MHG,
ku m është pesha e trupit; H është lartësia e qendrës së trupit të trupit mbi nivelin zero; G - përshpejtimi i rënies së lirë.
Me fjalë, kjo formulë mund të shprehet si kjo: energjia potenciale e një objekti që ndërvepron me tokën është e barabartë me produktin e masës së saj, duke përshpejtuar rënien e lirë dhe lartësinë në të cilën ndodhet.
Kjo vlerë skalare është karakteristikë e furnizimit me energji të pikës materiale (trupore), e cila është në një fushë potenciale të energjisë dhe që vjen në blerjen e energjisë kinetike përmes punës së forcave në terren. Ndonjëherë ajo quhet funksioni i koordinatave, i cili është termi në sistemin Langranjian (Funksioni Lagrange sistemi dinamik). Ky sistem përshkruan ndërveprimin e tyre.
Energjia potenciale është e barabartë me zero për disa konfigurime të trupave të vendosur në hapësirë. Zgjedhja e konfigurimit përcaktohet nga lehtësia e informatizimit të mëtejshëm dhe quhet "normalizimi i energjisë potenciale".
Ligji i Ruajtjes së Energjisë
Një nga postulat më themelore të fizikës është ligji i ruajtjes së energjisë. Në përputhje me të, energjia nuk ndodh askund dhe nuk zhduket kudo. Është vazhdimisht duke lëvizur nga një formë në tjetrën. Me fjalë të tjera, ndodh vetëm ndryshimi i energjisë. Për shembull, energjia kimike e baterisë së fanarit konvertohet në elektrike, dhe prej saj në dritë dhe termike. Pajisje të ndryshme shtëpiake kthehen elektrike në dritë, ngrohje ose zë. Më shpesh, rezultati përfundimtar është nxehtësia dhe drita. Pas kësaj, energjia shkon në hapësirën përreth.
Ligji i energjisë është në gjendje të shpjegojë shumë shkencëtarë argumentojnë se vëllimi i tij i përgjithshëm në univers mbetet i pandryshuar. Askush nuk mund të krijojë ri-ose të shkatërrojë energji. Gjenerimi i një prej specieve të saj, njerëzit përdorin energjinë e karburantit, duke rënë ujë, atom. Në të njëjtën kohë, një specie kthehet në një tjetër.
Në vitin 1918, shkencëtarët ishin në gjendje të provonin se ligji i ruajtjes së energjisë është një pasojë matematikore e simetrisë përkthyese të kohës - madhësia e energjisë konjuguar. Me fjalë të tjera, energjia mbetet për shkak të faktit se ligjet e fizikës nuk ndryshojnë në pika të ndryshme në kohë.
Karakteristikat e Energjisë
Energjia është aftësia e trupit për të punuar. Në sistemet e mbyllura fizike, mbetet gjatë gjithë kohës (për sa kohë që sistemi është i mbyllur) dhe është një nga tre integralet shtesë të lëvizjes që mbajnë madhësinë gjatë lëvizjes. Këto përfshijnë: energjinë, momentin që futja e konceptit të "energjisë" është e këshillueshme kur sistemi fizik është homogjen në kohë.
Energji inboard tel
Është shuma e energjisë së ndërveprimeve molekulare dhe lëvizjeve termike të molekulave që e përbëjnë atë. Nuk mund të matet drejtpërdrejt sepse është një funksion i qartë i statusit të sistemit. Gjithmonë kur sistemi rezulton të jetë në këtë shtet, energjia e saj e brendshme ka një vlerë të natyrshme në të, pavarësisht nga historia e ekzistencës së sistemit. Ndryshimi energji të brendshme Në procesin e tranzicionit nga një gjendje fizike Tjetra është gjithmonë e barabartë me dallimin midis vlerave të saj në shtetet përfundimtare dhe fillestare.
Energjia e brendshme Gaza
Përveç organeve të ngurta, gazrat kanë energji. Është energjia kinetike e lëvizjes termike (kaotike) të grimcave të sistemit, në të cilën atomet, molekulat, elektronet, kernelet lidhen. Energjia e brendshme e gazit ideal (modeli matematikor i gazit) është shuma e energjive kinetike të grimcave të saj. Në të njëjtën kohë, numri i shkallëve të lirisë merret parasysh, i cili është numri i variablave të pavarur që përcaktojnë pozitën e molekulës në hapësirë.
Çdo vit, njerëzimi konsumon një sasi në rritje të burimeve të energjisë. Më shpesh për të marrë energjinë e nevojshme për ndriçimin dhe ngrohjen e banesave tona, funksionimin e automjeteve dhe mekanizma të ndryshëm, hidrokarburet e tilla fosile përdoren si qymyr, vaj dhe gaz. Ata lidhen me burimet jo të rinovueshme.
Për fat të keq, vetëm një pjesë e vogël e energjisë është minuar në planetin tonë me ndihmën e burimeve të rinovueshme, të tilla si uji, era dhe dielli. Deri më sot, pjesa e tyre në sektorin e energjisë është vetëm 5%. 3 Më shumë njerëz janë marrë në formën e energjisë bërthamore të prodhuara në termocentralet bërthamore.
Kanë rezervat e mëposhtme (në Joules):
- energjia bërthamore - 2 x 10 24;
- gazi dhe energjia e naftës - 2 x 10 23;
- planetet e ngrohjes brenda vendit - 5 x 10 20.
Burimet vjetore të ripërtëritshme të tokës:
- energjia e diellit - 2 x 10 24;
- era - 6 x 10 21;
- lumenjtë - 6.5 x 10 19;
- tides Deti - 2.5 x 10 23.
Vetëm me kalimin në kohë nga përdorimi i rezervave të energjisë jo të rinovueshme të energjisë së tokës në njerëzimin e rinovueshëm ka një shans për një ekzistencë të gjatë dhe të lumtur në planetin tonë. Për mishërimin e zhvillimeve të avancuara, shkencëtarët në të gjithë botën vazhdojnë të studiojnë me kujdes shumëllojshmërinë e pronave të energjisë.
Njerëzit përdorin lloje të ndryshme të energjisë për të gjithë, nga lëvizjet e tyre para se të dërgojnë astronautë në hapësirë.
Ka dy lloje të energjisë:
- aftësi për të bërë (potencial)
- në të vërtetë punojnë (kinetike)
Vjen në forma të ndryshme:
- ngrohjes (termike)
- dritë (rrezatuese)
- lëvizja (kinetike)
- elektrik
- kimik
- energjia bërthamore
- gravitacional
Për shembull, ushqimi që një person ha përmban kimikën dhe trupin e njeriut e mban atë ndërsa ai ose ajo do të shpenzojë si kinetik gjatë punës ose jetës.
Klasifikimi i llojeve të energjisë
Njerëzit përdorin burimet e llojeve të ndryshme: energjia elektrike në shtëpitë e tyre të nxjerra nga djegia e qymyrit, reaksioni bërthamor ose hidroelektrike në lumë. Kështu, qymyri, bërthamor dhe hidro janë quajtur burim. Kur njerëzit mbushin rezervuarin e karburantit me një burim benzine mund të jenë vaj ose madje edhe në rritje dhe përpunim kokërr.
Burimet e energjisë ndahen në dy grupe:
- I rinovueshëm
- Jo i rinovueshëm
Burimet e rinovueshme dhe jo të rinovueshme mund të përdoren si përfitime primare, të tilla si nxehtësia ose përdoren për të prodhuar burime të mesme të energjisë, të tilla si energjia elektrike.
Kur njerëzit përdorin energji elektrike në shtëpitë e tyre, energjia elektrike ka të ngjarë të kombinohet me qymyr ose gaz natyror, reaksion bërthamor ose hidrocentral në lumë, ose nga disa burime. Njerëzit përdorin naftë të papërpunuar për karburant për karburant (jo të rinovueshme), por gjithashtu mund të biokarburanteve (të rinovueshme) si etanol, i cili është bërë nga misri i ricikluar
I rinovueshëm
Ka pesë burime të mëdha të energjisë së rinovueshme:
- Me diell
- Nxehtësi gjeotermale brenda tokës
- Energjia e erës
- Biomasa nga bimët
- Hidrocentral
Biomasa, e cila përfshin mbeturinat e drurit, biokarburanteve dhe biomasës, është burimi më i madh i energjisë së rinovueshme, i cili përbën rreth gjysmën e të gjithë të rinovueshme dhe rreth 5% të konsumit total.
Jo i rinovueshëm
Shumica e burimeve të konsumuara aktualisht nga burimet jo të rinovueshme:
- Produkte të naftës
- Gazi i lëngshëm i hidrokarbureve
- Gazit natyror
- Qymyr
- Energjia bërthamore
Asnjë energji e rinovueshme nuk përbën rreth 90% të të gjitha burimeve të përdorura.
Nëse konsumi i karburantit ndryshon me kalimin e kohës
Burimet e energjisë të konsumuar me kalimin e kohës po ndryshojnë, por ndryshimet ndodhin ngadalë. Për shembull, qymyri dikur ishte përdorur gjerësisht si lëndë djegëse për shtëpitë e ngrohjes dhe ndërtesat tregtare, por përdorimi konkret i qymyrit për këto qëllime u ul gjatë gjysmës së kaluar.
Megjithëse përqindja e karburantit të rinovueshëm nga konsumi i përgjithshëm i energjisë primare është ende relativisht i vogël, përdorimi i tij po rritet në të gjithë sektorët. Përveç kësaj, përdorimi i gazit natyror në industrinë e energjisë elektrike është rritur në vitet e fundit për shkak të çmimeve të ulëta për gazin natyror, ndërsa përdorimi i qymyrit në këtë sistem ka rënë.
Elena Panova
Puna kërkimore e fëmijëve
Energji në natyrë dhe në mua
Gbou Sosh me. Rich PS " kopshti"Kamomil"
Kokë: Panova Elena Viktorovna, Edukator
Gbou Sosh me. Rich PS " kopshti"Kamomil"
1. HYRJE ---
2. Çfarë është energji? ---
3. Shikime energji ----
4. praktike punë ---
5. Ku të shkosh energji? ---
6. Përfundim ---
Aplikime ---
Bibliografi ---
1. Hyrje.
Shumë të rritur thonë për të mua: "Çfarë djalë energjik. Sa në ju energji? " A është kjo e mirë apo e keqe? Në përgjithësi, çfarë është energji? Nga ka ardhur? Dhe pse është në mua?
Kjo është ajo që unë kam për të gjetur në tim punë kërkimore.
qëlloj hulumtim: Zgjerimi i njohurive rreth energji.
Detyrë: Eksploroni llojet e energjisë në natyrë.
Gjeni se çfarë lloj energjia është në mua.
Nje objekt hulumtim: energji në natyrë.
Gjë hulumtim: energji në mua.
Hipotezë: Njohja ime me energjia do të më ndihmojë të mësoj energjiÇfarë lloje energjia ka një person. Dhe unë do të përgjigjem pyetje: "A është mirë të jesh djalë energjik?»
Rëndësi: Sipas S. I. Ozhegova "... energji - Kjo është një masë lëvizjeje dhe aftësia për të prodhuar punë». Punë Dhe lëvizja është baza e jetës moderne.
2. Çfarë është energji?
Çdo trup që rritet, lëviz, djeg ose bën diçka në përgjithësi, ka nevojë energji. Cfare eshte energji?
Në fjalorin S. I. Ozhegova tha energji tjetër:
1. Një nga vetitë kryesore të çështjes është masa e lëvizjes së tij, si dhe aftësia për të prodhuar punë.
2. Zgjidhja dhe këmbëngulja në veprim (për të marrë një S. energji për diçka) .
Kështu që, energji - Kjo është aftësia për të lëvizur dhe prodhuar punë.
Burimi është pothuajse i gjithë energji Në tokë është dielli. Ngrohja diellore ngroh sushi, det dhe ajër. Gjithashtu gjeneron erëra, valë. EnergjiTë përfshira në ushqim është krijuar edhe nga dielli, pasi bimët thithin rrezet e diellit. Energjitë përfshira në mish është formuar nga bimët e ngrënë nga kafshët. Qymyr, vaj, natyror Shumë miliona vjet më parë u formuan nga eshtrat e kafshëve. Dhe energji Origjina e tij është e detyruar të kimike energjiAkumuluar nga këto bimë dhe kafshë.
3. Shikime energji.
Kam kuptuar se natyrë Ka shumë lloje të ndryshme energji:
ngrohjes.
Ka substanca të nxehta. Teplota energji Mund të përhapet nga një vend në tjetrin.
kimik.
Ajo gjendet në ushqim, në karburant (vaj, qymyr, gazit natyrornë kimikate.
potencial.
Kjo gjendje është e brendshme energji. Për shembull, një pranverë e ngjeshur ka një potencial energji. Nëse ju le të shkoni, atëherë kjo fshehur energjia do të lirohet.
elektrike.
Ajo lëviz nëpër tela elektrike.
dritë.
Ky është një lloj i veçantë energjie cila lëviz në një vijë të drejtë me shpejtësi kolosale. Asgjë në botë nuk mund të lëvizë më shpejt se drita.
tingull.
Ajo përhapet në formën e valëve të quajtura zërit.
Të përdorura në termocentralet bërthamore për prodhimin e energjisë elektrike.
kinetike.
ai energji. Çdo gjë që lëviz mbart kinetikën energji.
4. Pjesa praktike.
Mësoni për shumëllojshmërinë e specieve energji në natyrë, Une vendosa eksploroni disa prej tyre.
Hulumtimi 1..
Kam marrë në zjarr një tigan me ujë. Kur uji i zier, zbulova se ajri përreth ishte gjithashtu i nxehtë. Kjo është termike energjiAjo u zhvendos nga tigan me ujë në ajër.
Kur të vrapoj, unë bëhem i nxehtë, me të vërtetë dua të pij. Kështu që unë kam një termik energji.
Hulumtimi 2..
Duke konsideruar llambën e dritës, pashë fije. Pastaj unë u ktheva në llambë të lehta, fije menjëherë i hipnotizuar, dhe drita e mbushur të gjithë dhomën. Kjo llambë fije përhapet energji. Unë prekja llambë të lehta, ajo u bë e nxehtë - fije e saj të nxehtë, sepse drita energji Trupat shumë të nxehtë lëshojnë. Më vjen keq që nuk posedoj dritë energji.
Studimi 3..
Telefoni ranë, unë e çova celularin në vesh dhe dëgjova zërin e nënës. Kjo është e shëndoshë energji. Duke kaluar nëpër ajër, valët e zërit e bëjnë atë të luhatet, duke krijuar tinguj.
Vendosa të provoja për veten time. Vendosni palme në fyt dhe thoni zërin, menjëherë ndjeu hezitime. - Këto janë valë të shëndosha. Kështu që unë mund të shpërndajnë zërin energji.
Hulumtimi 4..
Në apartamentin tonë ka tela elektrike, rrjedhat elektrike të rrymës dhe bën pajisjet elektrike punë. Rryma elektrike është diçka e ngjashme me lumin, vetëm rrjedhat e ujit në lumë dhe grimcat e vogla të premiumit po rrjedhin përgjatë telave. Ne kemi shumë instrumente asistente, por ata duhet të përdorin saktë! Unë e di atë energji elektrike me të cilën punë Pajisjet elektrike janë të rrezikshme për një person. Prandaj, me energji elektrike nr hulumtim Unë nuk kam rrezikuar të shpenzoj. Por ka energji elektrike jo të rrezikshme, të qetë, të padukshme. Ajo jeton kudo, në vetvete, dhe nëse e tij "për të kapur", atëherë mund të jeni të interesuar të luani. Kam marrë topin, e fshiu atë për flokët dhe e vendos atë në mur me anën që rubbed. Këtu është një top dhe rri. Kjo ndodhi për shkak të faktit se energjia elektrike jeton në flokët tanë, dhe unë jam i tij "Kapur"Kur topi u rubbed për flokët. Ai ka elektrizuar, prandaj ai u tërhoq në mur.
Pra, energjia elektrike jeton në flokët e saj.
Hulumtimi 5..
Kam mësuar se bimët thithin rrezet e diellit dhe e konvertojnë atë në kimik energjiqë vazhdon në rrjedh dhe gjethe. EnergjiPërmbajtja e mishit është formuar nga bimët e ngrënë nga kafshët.
Ne po marrim perime, fruta, bukë, mish. Kjo do të thotë që ne marrim kimik energjiqë na ndihmon të vrapojmë, të ecnim, të marrim frymë, të jetojmë.
Hulumtimi 6..
Çdo gjë që lëviz mbart kinetikën energji. Kam marrë dy topa të masave të ndryshme dhe i lanë ata në bordin e prirur.
Topi, i cili ishte më i lehtë nuk mund të thyejnë kornizën, dhe topin, i cili ishte më i rëndë, lehtë u thye përmes kornizës. Kjo sugjeron që trupat në lëvizje kanë një kinetike energjiDhe më e vështirë trupi, lëvizja më e shpejtë dhe mbart një furnizim më të madh të kinetikës energji.
Pra, në çdo lëvizje, unë gjithashtu posedoj kinetik energji. Ndërsa rriteni, unë do të mbaj një aksione më të madhe energji.
5. Ku të shkosh energji?
Nga shpenzimet kam mësuar kërkimese burimi kryesor energjitë është dielli. Por ku shkon energji? Kryerja e disa vëzhgimeve.
Vëzhgimi 1.
Vetëm mbi mace. Kur aplikoni, mace fiton një kimik energji. Kur mace bën një kërcim, atëherë kimikacioni i saj energji shkon në kinetike. Me çdo lëvizje, prodhohet termik energji. Rezulton se kimike energji U zhvendos në kinetike dhe termike.
Vëzhgimi 2.
Duke parë fishekzjarret, e kuptova atë kimik energjiPërmbushur brenda saj, kur shpërthimi kaloi në kinetike, të shëndoshë, termike dhe dritë.
Kjo do të thotë se energji Askund zhduket dhe nuk ngrihet nga asgjë, ajo vazhdimisht lëviz nga një specie në një tjetër.
6. Përfundim.
Njohja ime S. specie të ndryshme energjia më ndihmoi të zbulojnga vjen dhe ku shkon energjiÇfarë lloje energjia ka një person.
Nuk është rastësi që «… energjia është jeta» . Pra, jo aq keq sa unë jam shumë djalë energjik. Në jetë, do të jetë në dispozicion.
Bibliografi.
1. Dawsell Paul. I panjohur për të famshmin. - M.: Rosman, 2001
2. Ozhegov S. I. Fjalor i gjuhës ruse. - M.: Rusisht. 1999, f. 911.
3. Interneti. Faqja e internetit "Ide për ju"
4. Interneti. Site "Mokhpers dhe Clever, Grader parë, studim - kush do të shpjegojë?»
5. Enciklopedia "Unknown aty pranë" - M.: Rosman, 2001
6. Enciklopedia "Unë e hap botën" - M.: Astel, 2002
Leksion 2. Llojet e energjisë. Marrja, konvertimi dhe përdorimi i energjisë
Tema 2. Llojet e energjisë. Marrja, konvertimi dhe përdorimi i energjisë
Konceptet themelore:
energji; Kinetik dhe energji potenciale; Llojet e energjisë; energji; Sistemi i energjisë; Sistemi i energjisë elektrike; Konsumatorët e energjisë; Energji tradicionale dhe alternative; grafikët e ngarkesës; Konsumi i energjisë për kokë banori; intensiteti i energjisë i ekonomisë; Treguesi i nivelit të ekonomisë së energjisë të prodhimit.
Energjia - baza universale fenomene natyrore, Bazat e kulturës dhe të gjithë aktivitetin njerëzor. Ne te njejten kohe nën energji (Greqisht - aktivitet) Kuptohet si vlerësimi sasior i formave të ndryshme të lëvizjes së materies që mund të kthehen në një tjetër.
Sipas ideve të shkencës fizike, energjia është aftësia e sistemit të trupit ose të trupit për të punuar. Ka klasifikime të ndryshme të llojeve dhe formave të energjisë. Njeriu në të tijën jeta e përditshme Më shpesh takohet me pas specieve Energjia: mekanike, elektrike, elektromagnetike, termike, kimike, bërthamore (study brendshme). Tre llojet e fundit i përkasin formës së brendshme të energjisë, i.e. Për shkak të energjisë potenciale të ndërveprimit të grimcave që përbëjnë trupin, ose energjinë kinetike të lëvizjes së tyre pa dallim.
Nëse energjia është rezultat i ndryshimit të statusit të pikave ose organeve materiale, atëherë quhet kinetik ; I përket energjisë mekanike të lëvizjes së trupave, energjisë termike për shkak të lëvizjes së molekulave.
Nëse energjia është rezultat i ndryshimit të vendndodhjes së ndërsjellë të pjesëve të këtij sistemi ose pozitës së saj në lidhje me organet e tjera, atëherë quhet potencial ; Ajo i takon energjisë së masave që tërheqin nga ligji i botës, energjia e pozitës së grimcave homogjene, për shembull, energjia e trupit elastik të deformuar, energji kimike.
Energjia në shkencën natyrore, varësisht nga natyra, ndahet në llojet e mëposhtme.
Energjia mekanike - manifestohet kur ndërveprojnë, lëvizin individ ose grimca.
Ai përfshin energjinë e lëvizjes ose rotacionit të trupit, energjinë e deformimit gjatë përkuljes, shtrirjes, gjarpërimit, compression elastike tel (burime). Kjo energji është përdorur gjerësisht në makina të ndryshme - transport dhe teknologjike.
Energji termale - Energjia e lëvizjes së çrregullt (kaotike) dhe ndërveprimi i molekulave të substancave.
Energjia termike e fituar më së shpeshti kur djegin lloje të ndryshme të karburantit është përdorur gjerësisht për ngrohje, duke kryer procese të shumta teknologjike (ngrohje, shkrirje, tharje, avullim, distilim, etj.).
Energji elektrike – energjia e lëvizjes përgjatë qarkut elektrik të elektroneve (rrymës elektrike).
Energjia elektrike përdoret për të marrë energji mekanike duke përdorur motorët elektrikë dhe për të kryer proceset e përpunimit mekanik: dërrmuese, bluarje, përzierjen; për reagime elektrokimike; Prodhimi i energjisë termike në pajisjet e ngrohjes elektrike dhe furrat; Për përpunimin e drejtpërdrejtë të materialeve (përpunimi elektrik i erozionit).
Energji kimike – kjo energji, "e ruajtur" në atomet e substancave, e cila lirohet ose absorbohet kur reaksione kimike Midis substancave.
Energjia kimike ose është e theksuar në formën e termikës kur kryen reaksione ekzotermike (për shembull, djegia e karburantit), ose konvertohet në elementë elektrikë dhe bateritë electroplating. Këto burime të energjisë karakterizohen nga një efikasitet i lartë (deri në 98%), por enë të ulët.
Energji magnetike- Energjia e magnetëve të përhershëm me një diferencë të madhe energjie, por "duke i dhënë" mjaft hezitues. Megjithatë, rryma elektrike krijon fusha të forta, të forta magnetike rreth vetes, aq më shpesh flasin për energjinë elektromagnetike.
Energjia elektrike dhe magnetike janë të ndërlidhura ngushtë me njëri-tjetrin, secili prej tyre mund të shihet si një anë "rrotulluese" e tjetrit.
Energji elektromagnetike - Kjo është energjia e valëve elektromagnetike, i.e. duke lëvizur fushat elektrike dhe magnetike. Ai përfshin dritë të dukshme, infra të kuqe, ultravjollcë, rreze X dhe valët e radios.
Kështu, energjia elektromagnetike është energjia e rrezatimit. Rrezatimi toleron energjinë në formën e një energjie të valës elektromagnetike. Kur rrezatimi absorbohet, energjia e saj konvertohet në forma të tjera, më shpesh në nxehtësi.
Energjia bërthamore- Energjia e lokalizuar në bërthamën e atomeve të substancave radioaktive të ashtuquajtura. Është lëshuar kur ndarjen e bërthamave të rënda (reaksion bërthamor) ose sintezë të dritës bërthamore (reagimi termonuklear).
Emri i vjetër i këtij lloji të energjisë është energjia atomike, megjithatë, ky emër paraqet në mënyrë të pasaktë thelbin e fenomeneve, duke çuar në lirimin e sasive kolosale të energjisë, më së shpeshti në formën e termikës dhe mekanike.
Energji gravitacionale - Energjia për shkak të ndërveprimit (me shumë trupa masive, është veçanërisht e prekshme në hapësirën e jashtme. Në kushtet tokësore, kjo, për shembull, energjia ", e ruajtur" me trupin e ngritur në një lartësi të caktuar mbi sipërfaqen e tokës - energjia e gravitetit.
Në këtë mënyrë, në varësi të nivelit të manifestimit, energjia e makromir mund të jetë e izoluar - gravitacionale, energjia e trupit të ndërveprimit është mekanike, energjia e ndërveprimeve molekulare është termike, energjia e ndërveprimeve atomike - kimike, energjia e rrezatimit është elektromagnetike, energjia e përfunduar Në bërthamën e atomeve - bërthamore.
Shkenca moderne nuk përjashton ekzistencën e llojeve të tjera të energjisë, derisa të mos jetë fikse, por nuk e shqetësojnë pamjen e unifikuar të shkencës natyrore të botës dhe konceptin e energjisë.
Në sistemin ndërkombëtar të njësive të OKB-së si një njësi e matjes së energjisë 1 Joul (j). 1 j ekuivalent
1 metër i ri (nm). Nëse llogaritjet lidhen me ngrohjen, biologjinë dhe shumë lloje të tjera të energjisë, atëherë një njësi e sistemit shtesë përdoret si një njësi e energjisë - kalori (feces) ose kilocalori (kcal), 1 kal \u003d 4.18 j për matjen e energjisë elektrike Energjia, një njësi e tillë përdoret si Watt · orë (w · h, kw · h, mw · h), 1 w · h \u003d 3.6 mj. Për të matur energjinë mekanike Përdorni vlerën e 1 kg m \u003d 9.8 J.
Energjia e hequr drejtpërdrejt në natyrë(Energjia e karburantit, ujit, era, energjia termike e tokës, bërthamore), dhe që mund të transformohet në elektrike, termike, mekanike, kimike quhet primar. Në përputhje me klasifikimin e burimeve të energjisë në bazë të shterueshmërisë, është e mundur të klasifikohet dhe energjia primare. Në Fig. 2.1 tregon skemën e klasifikimit të energjisë primare.
Fik. 2.1. Klasifikimi primar i energjisë
Kur klasifikon energjinë primare të ndahen tradicional dhe jo-tradicional Llojet e energjisë. Tradicionale përfshijnë lloje të tilla të energjisë që janë përdorur gjerësisht nga njeriu për shumë vite. Në ne. specie tradicionale Energjia përfshin lloje të tilla që filluan të përdoren relativisht kohët e fundit.
Llojet tradicionale të energjisë primare përfshijnë karburantin organik (qymyr, vaj, etj.), Hidrocentralet dhe karburantin bërthamor (uranium, tori, etj.).
Energjia e marrë nga njeriu pas transformimit të energjisë primare në instalime të veçanta - stacione, quajtur sekondare (energji elektrike, energji me avull, ujë i nxehtë etj.).
Avantazhet e energjisë elektrike. Energjia elektrike është lloji më i përshtatshëm i energjisë dhe me të drejtë mund të konsiderohet si bazë e qytetërimit modern. Shumica dërrmuese e mjeteve teknike të mekanizimit dhe automatizimit proceset e prodhimit (Pajisjet, pajisjet ECM), zëvendësimi i punës njerëzore me makineri në jetën e përditshme ka një themel elektrik.
Pak më shumë se gjysma e të gjithë energjisë të konsumuar përdoret si nxehtësi për nevoja teknike, ngrohje, gatim, pjesa e mbetur - në formën e mekanike, kryesisht në instalimet e transportit dhe energjinë elektrike. Dhe pjesa e energjisë elektrike po rritet çdo vit
(Figura 2.2).
Energji elektrike - një lloj më universal i energjisë. Ajo u përdor gjerësisht në të gjithë dhe në të gjithë sektorët e ekonomisë kombëtare. Ka mbi katërqind emra të aparateve elektrike: frigoriferë, lavatriçe, kondicionerët, tifozët, televizorët, regjistruesit e kasetë, ndriçimi, etj. Është e pamundur të paraqitet industria pa energji elektrike. NË bujqësi Përdorimi i energjisë elektrike vazhdimisht zgjeron: ushqyerjen dhe shfrytëzimin e kafshëve, kujdesen për ta, ngrohjen dhe ventilimin, inkubatorët, kaloritë, tharësit, etj.
Elektrifikim - bazën e progresit teknik të çdo industrie të ekonomisë kombëtare. Kjo ju lejon të zëvendësoni burimet e pakëndshme të energjisë nga një lloj universal i energjisë elektrike - energji elektrike, e cila mund të transmetohet në çdo distancë, për t'u kthyer në lloje të tjera të energjisë, për shembull, për të ndarë atë mekanik ose termik, për të ndarë atë midis konsumatorëve. Elektricitet - Shumë i përshtatshëm për përdorim dhe lloj ekonomik të energjisë.
Fik. 2.2. Dinamika e konsumit të energjisë elektrike
Energjia elektrike ka vetitë e tilla që e bëjnë të domosdoshme në mekanizimin dhe automatizimin e prodhimit dhe në jetën e përditshme të një personi:
1. Energjia elektrike është universale, mund të përdoret për një shumëllojshmëri të gjerë qëllimi. Në veçanti, është shumë e lehtë të kthehet në nxehtësi. Kjo është bërë, për shembull, në burime elektrike Dritat (llamba inkandeshente), në furrat teknologjike të përdorura në metalurgji, në pajisje të ndryshme të ngrohjes dhe ngrohjes. Konvertimi i energjisë elektrike në mekanike përdoret në disqet e motorëve elektrikë.
2. Kur konsumi i energjisë elektrike, mund të jetë pafundësisht i grimcuar. Kështu, fuqia e makinave elektrike, në varësi të qëllimit të tyre, është ndryshe: nga fraksioni i Watt në micromotorë të përdorur në shumë industri dhe në produktet shtëpiake, në vlera të mëdha që tejkalojnë një milion kilovat, në gjeneratorë të centraleve të energjisë.
3. Në procesin e prodhimit dhe transmetimit të energjisë elektrike, është e mundur të përqendrohen fuqinë e saj, të rrisë tensionin dhe të transmetojë në telat si në distanca të vogla dhe të gjata, çdo sasi të energjisë elektrike nga termocentrali, ku prodhohet, për të gjithë konsumatorët e saj.
Cili është koncepti i "energjisë", të cilën e përdorim kaq shpesh? "Energji" (greke. ΕνΕργιΑ - Veprimi, aktiviteti) - masa totale sasiore e formave të ndryshme të lëvizjes së materies. Në përgjithësi, koncepti i energjisë, ideja e energjisë është artificiale dhe e krijuar në mënyrë specifike në mënyrë që të jetë rezultat i reflektimit tonë për botën përreth. Ndryshe nga çështja e të cilave mund të themi se ekziston, energjia është fryt i mendimeve njerëzore, "shpikje" e saj, e ndërtuar në mënyrë që të përshkruhet ndryshime të ndryshme në botën përreth dhe në të njëjtën kohë të flasim për qëndrueshmërinë, ruajtjen e asaj që - ajo, e cila u quajt energji. Për këtë fizik për një kohë të gjatë Termi "forcë live", e prezantuar nga I. Newton, u përdor. Për herë të parë në histori, kuptimi i "energjisë" është koncepti i "forcës së gjallë", pa e thënë këtë fjalë, e vendos Robert Meyer në artikullin "vërejtje mbi forcat e natyrës së pajetë", botuar në 1842. Termi i veçantë "energji" u prezantua në 1807 nga fizikanti anglez Thomas Jung dhe tregoi sasinë, masën proporcionale dhe sheshin e shpejtësisë së trupit në lëvizje. Në shkencë, termi "energji" në kuptimin e saj modern paraqiti William Thomson (Lord Kelvin) në 1860.
Energjia manifestohet në forma të ndryshme të lëvizjes së materies që plotësojnë të gjithë hapësirën botërore. Prona e natyrshme në të gjitha llojet e energjisë dhe bashkimi i tyre është aftësia e çdo lloji të energjisë për të lëvizur nën kushte të caktuara në çdo pikëpamje tjetër në një raport sasior të përcaktuar në mënyrë strikte. Emri i kësaj prone është "Ligji i ruajtjes dhe kthimit të energjisë" - u prezantua në qarkullimin shkencor nga F. Engels, i cili lejoi të gjitha llojet e energjisë për të matur në një njësi. Si një njësi e tillë e miratoi Joule (1 j \u003d 1 h · m \u003d 1 kg m2 / s 2). Në të njëjtën kohë, njësia "e vjetër" përdoret për të matur sasinë e nxehtësisë (kalori), për matjen e energjisë mekanike - vlerën e 1 kgm \u003d 9.8 j, energji elektrike - 1 kw @ \u003d 3.6 mj, me 1 J \u003d 1 w · s.
Pothuajse të gjitha llojet e energjisë që konsiderohen në termodinamikë teknike, me përjashtim të termikës, janë energjia e lëvizjes së drejtuar. Kështu që, energji mekanike Ajo manifestohet në lëvizjen e vëzhguar direkt të trupave, e cila ka një drejtim të caktuar në hapësirë \u200b\u200b(lëvizja e gazit përgjatë tubit, fluturimi i predhës, rrotullimi i boshtit etj.). Energjia elektrike manifestohet në një lëvizje të fshehur të elektroneve nga dirigjenti (rryma elektrike). Energjia termike shprehet në lëvizjen kaotike molekulare dhe intramolekulare, që përfaqëson energjinë e lëvizjes kaotike të atomeve dhe molekulave të materies. Energjia e nxehtësisë e gazeve manifestohet në lëvizjen oscillator, rrotulluese dhe progresive të molekulave që vazhdimisht ndryshojnë shpejtësinë e tyre në madhësi dhe drejtim. Në të njëjtën kohë, çdo molekulë mund të lëvizë rastësisht gjatë gjithë vëllimit të gazit. Në solide, energjia termike manifestohet në luhatje në molekulat dhe atomet në krahasim me dispozitat e përcaktuara nga struktura kristal e substancës, në lëngje - në luhatjet dhe lëvizin molekulat ose komplekset e tyre. Rrjedhimisht, diferenca indigjene e energjisë termike nga llojet e tjera të energjisë është se është energjia e lëvizjes jo-drejtuese, por kaotike. Si rezultat, konvertimi i energjisë termike në çdo lloj energjie të lëvizjes së drejtuar ka karakteristikat e veta, studimi i së cilës është një nga detyrat kryesore të termodinamikës teknike.
Çdo organ në çdo kusht mund të ketë dy lloje të ndryshme të energjisë, duke përfshirë termocentral, mekanik, elektrike, kimik, intranuklear, si dhe energjinë potenciale të fushave të ndryshme fizike (gravitacionale, magnetike, elektrike). Shuma e të gjitha llojeve të energjisë që trupi posedon është plot energji.
Energjia termike, kimike dhe intracereriale përfshihen në energjinë e brendshme të trupit. Të gjitha llojet e tjera të energjisë që lidhen me lëvizjen e trupit, si dhe energjia potenciale e fushave të jashtme fizike lidhen me energjinë e saj të jashtme. Për shembull, energjia e jashtme e predhave fluturuese në zonën e tërheqjes së tokës do të jetë shuma e kinetikut të saj dhe energjia potenciale e fushës gravitacionale e p .. Nëse gazi ose lëngu lëviz një rrjedhë të vazhdueshme në tub, pastaj në energjinë e tyre të jashtme që përfshin duke e shtyrë energjinë Nganjëherë quhet energjia e presionit E. etj.
Energjia e jashtme, pra, është shuma
E v n \u003d e k + σ e p i + e p p p, ku e p i është energjia potenciale e fushës së parë (magnetike, elektrostatike, etj.).
Energjia e brendshme e trupit u mund të përfaqësohet si pjesë e dy pjesëve: energjia e brendshme termike u t dhe u 0 - energjia e brendshme zero e trupit, ftohur me kusht për temperaturën absolute zero:
U \u003d u 0 + u t.
Energjia termike e brendshme është pjesë e energjisë totale të brendshme të trupit, e cila lidhet me lëvizjen kaotike termike të molekulave dhe atomeve dhe mund të shprehet përmes temperaturës së trupit dhe parametrave të saj të tjerë. Meqenëse temperatura e trupit të vërtetë reflekton vetëm pjesërisht energjinë e saj të brendshme termike, ndryshimi në këtë të fundit mund të ndodhë në një temperaturë të vazhdueshme të trupit. Shembuj të kësaj janë proceset e avullimit, shkrirjes, sublimimit, në të cilin ndodh transformimi i fazës dhe shkalla e kaotikës së lëvizjes molekulare ndryshon.
Kështu, energjia e plotë e trupit në i përgjithshëm Ajo mund të përfaqësohet si shuma e zero të brendshme u 0, ngrohja e brendshme u t, e jashtme e kinetikës në energji, potenciali i jashtëm i përgjithshëm σ en e energjisë dhe energjia e shtytjes PPE: e \u003d u 0 + UT + EK + σ e P I + E P R.
Secili prej këtyre komponentëve energji të plotë Maj nën kushte të caktuara të kthehen në një tjetër. Për shembull, në reaksionet kimike ka një transformim të ndërsjellë të u 0 vu t. Nëse reagimi është ekzotermik, atëherë një pjesë e energjisë zero kthehet në termike. Energjia zero e substancave të marra rezulton të jetë më e vogël se fillimi, "lirimi i nxehtësisë. Në reaksionet endotermike, ekziston një fenomen i kundërt: zero rritet energjia për shkak të një rënieje të energjisë termike - ndodh "absorbimi i nxehtësisë".
Në proceset që nuk lidhen me ndryshimin përbërje kimike Substancat, zero energji nuk ndryshon dhe mbetet konstante. Nën këto kushte, vetëm ndryshimet e brendshme të energjisë termike. Kjo lejon në ekuacione të ndryshme të llogaritura për të marrë parasysh ndryshimin në vetëm energjinë e ngrohjes të brendshme, e cila do të quhet thjesht energji e brendshme U. Nëse një trup homogjen i masës m ka energji të brendshme u, atëherë energjia e brendshme e 1 kg të kësaj trupi u \u003d u / m.
Madhësia quhet energji specifike e brendshme Dhe matur në J / kg.
Energjia e jashtme kinetike (j) është energjia e lëvizjes së trupit progresiv si një e tërë dhe shprehet nga formula
E k \u003d mw 2/2, ku m është një peshë trupore, kg; W është shpejtësia e lëvizjes, m / s.
Energjia e jashtme potenciale si energjia e veprimit të drejtimit të fushave statike mund të shprehet përmes punimet e mundshme Çdo fushë nga pozita e specifikuar në disa zero. Kështu, energjia potenciale e fushës gravitacionale shprehet si një produkt i gravitetit të MG të këtij organi në lartësinë e saj h mbi çdo zero të referencës:
Këtu, lartësia H është koordinata përkatëse.
Popping Energy e P r është energji shtesë Substancat që lindin në sistem për shkak të ndikimit në të nga pjesët e tjera të sistemit që kërkojnë të shtyjnë substancën nga anija e zënë. Pra, kur gazi (ose palë) është tub ose ndonjë kanal në kushtet e rrjedhës së ngurtë, çdo kilogram të këtij gazi, përveç kinetikës së brendshme dhe të jashtme dhe energji të mundshme, Ajo ka edhe shtesë, të transferuar në vetvete energjinë shtytëse:
E pr. \u003d P υ,
ku p është presioni specifik; υ - Volume specifike (volumi i 1 kg masash të substancës).
Për gazrat, avujt dhe lëngjet në rrymë, vlera e p υ (ose pv për m kg të substancës) përcakton pjesën integrale të tyre
energji. Prandaj, për substancat në një rrymë të fortë, parametri përcaktues nuk do të jetë më një energji e brendshme u, dhe shuma u + pv \u003d i, i quajtur enthalpy. Për 1 kg substancë i \u003d u + p υ, ku unë - në j / kg.
E njëjta energji e i ka 1 kg gaz, e cila është në cilindër, kur pistoni është i zhvendosur.
Energjia totale e sistemit në shqyrtim të përbërë nga 1 kg gaz dhe pistoni që vepron në të do të jetë i barabartë me shumën e energjisë së brendshme dhe gazit dhe të energjisë p υ të ejesimit të saj, i.e., të barabartë me entalpy saj. Mbi këtë bazë, Enthalpy shpesh quhet sistemi i zgjeruar i energjisë.