Az energia és tulajdonságai a Physik Schülerlexikon Lernhelfer-ben
Az energiát különféle formákban sokféleképpen használják fel. Az energia különböző tulajdonságai fontos szerepet játszanak:
A teljes energiát zárt rendszerben tartják vissza.
Számítsa ki az elektromos energiát
# Teljesítmény # Elektromos teljesítmény # Watt # Kilowattóra # kWh # energia
Mechanikai energia átalakítása
# Munka # energia # emelő munka # feszítő munka # helyzetenergia # nyomaték
Az energia és főbb tulajdonságai
Az ételek energiája létfontosságú számunkra. A napenergia a növények és állatok fejlődésének előfeltétele. A fűtés és az üzemanyag melegséget és fényt biztosít számunkra. A sok eszközhöz és rendszerhez szükséges elektromos energiát különféle primer energiaforrásokból származó energiaátalakítással nyerik.
Az energia felhasználása szempontjából annak különféle tulajdonságai döntő szerepet játszanak.
A következőkben közelebbről megvizsgáljuk az energiatárolást, az energiaátalakítást, az energiaátadást és az energiacsökkenést.
Energia egy pillantásra
Energia tároló
Az energiát energiatárolókban lehet tárolni, például üzemanyagban, üzemanyagban, élelmiszerekben, felemelt és mozgatott testekben, deformált testekben vagy elemekben és akkumulátorokban.
A tárolás legfontosabb formái a kémiai energia, a mechanikai energia, az elektromos energia és a belső energia.
A kémiai energiát az élelmiszerek tárolják.
Energiaátalakítás
A test birtokában lévő energia átalakítható más energiákká. Az ilyen energiaátalakítások nagyon sokféleképpen fordulnak elő. Tehát z. B. A fa elégetésekor a fában tárolt kémiai energia hőenergiává és fényenergiává alakul
(1. kép). Egy vízerőműben a felhalmozódott víz potenciális energiáját elektromos energiává alakítják. Egy elektromos tűzhelyben az elektromos energia hőenergiává alakul. A növényekben a fényenergia kémiai energiává alakul. Általában:
Fizikai, technikai, kémiai vagy biológiai folyamatokban az energia egyik energiaformából átalakulhat a másikba.
Az energiaátalakítások gyakran társulnak energiaátadással és energiacsökkenéssel.
Ha a fát elégetik, az energia átalakul.
Az elektromos energia különösen fontos számunkra. Ez az energiaforma
A 4. ábra példákat mutat be azokra az energiaformákra, amelyekből elektromos energia nyerhető, és mely formákká alakítható. A képen említett technikai eszközök, amelyekben energiaátalakítások zajlanak, energiaátalakítóknak is nevezhetők. Szinte minden általunk használt műszaki eszköz és elrendezés ilyen energiaátalakító.
Az elektromos energia átalakítása más energiákká és fordítva
Energiaátadás
A természetben, a technológiában és a mindennapi életben számos folyamat során az energia egyik testből a másikba kerül. Az alábbiakban néhány példát adunk az energiaátadásra. Például egy gáztűzhelyben a hőenergia a gázlángból a serpenyőbe, onnan pedig az ételbe kerül. A nap energiája a napkollektorban sugárzás formájában kerül át a vízbe. Az étel kémiai energiája átkerül az élőlény testébe. Egy vízerőműben a víz mozgási energiája átkerül a turbinába a járókerék forgatásának hatására. A járókerék ezen forgási energiáját egy tengelyen keresztül továbbítja a generátor, és a mechanikai energiát a generátor elektromos energiává alakítja. Általában:
Fizikai, technikai, kémiai vagy biológiai folyamatokban az energia nemcsak az energia egyik formájából más energiává alakítható, hanem más testekbe is átvihető.
Az energiaátadás gyakran összefügg az energiacsökkenéssel. Energiaátadás helyett néha energiaszállításról beszélünk .
Az energia a gázból az élelmiszerbe kerül.
Az egyik testből a másikba történő energiaátadás formái nagyon különbözőek lehetnek. Az elektromos energia továbbításához nagyfeszültségű vezetékeket használnak, amelyeken keresztül az energiát elektromos áram formájában szállítják. A napenergia sugárzás formájában szállítja a napot a földre. Forró vízmelegítéssel a hőenergia hő formájában kerül átadásra (2. ábra).
Amikor egy autó felgyorsul, gyorsítási munkát végeznek. Az autó mozgási energiája növekszik. Fékezéskor súrlódó munka van. Az autó mozgási energiája csökken. Az energiaátvitelre általában a következők vonatkoznak:
Az energia egyik testből a másikba munka, hő, sugárzás (fény) vagy elektromos áram útján vihető át.
Ezen túlmenően az energia továbbítható mechanikus kapcsolással (tengelyek, fogaskerekek, láncok) vagy induktív kapcsolással (transzformátor, antenna).
A hővezetést arra használják, hogy a hőerőműből az energiát átadják a fogyasztóknak.
Energia leértékelődése
Az elektromos energiát a háztartásban fogyasztják, amit szintén fizetni kell. Az energiaveszteség a távfűtés átadása során keletkezik. Izzólámpa működtetésekor az elektromos energia fényvé és hővé alakul. A felhasznált elektromos energia körülbelül 95% -a hővé alakul és a környezetbe kerül. Ezt az energiát ezután már nem lehet felhasználni (7. ábra) .Az autó motorja által a környezetnek leadott hő már nem használható fel. A technológiában az ember energiafogyasztásról vagy energiaveszteségről beszél. Ez csak azt a tényt fejezi ki, hogy a gépek, eszközök és rendszerek - vagyis az energiaátalakítók - csökkentik a tovább felhasználható energia arányát (1. ábra). Végül a hőenergia megmarad a környezeti hőmérsékletű testekből. Az eredetileg rendelkezésre álló jó minőségű energia (pl. Elektromos energia vagy üzemanyagokból és élelmiszerekből származó vegyi energia) leértékelődik. Ezek a megállapítások vannak Energiacsökkenési törvény összegezve. Azt mondják:
A belső (hő) energia a természet és a technológia minden folyamatában keletkezik. Ez önmagában nem vonható ki a környezetből, és nem is használható. Az eredetileg rendelkezésre álló energia leértékelődik, ha gépeket, eszközöket és rendszereket működtetnek.
A törvény a következőképpen is megfogalmazható:
A hő soha nem megy át alacsonyabb hőmérsékletű testből magasabb hőmérsékletű testbe.
Egy másik megfogalmazás:
Minden olyan folyamat, amelyben a hőenergia bekövetkezik, csak egy irányban zajlik.
Példa: Forró test, pl. B. egy csésze forró tea hőenergiát bocsát ki a környezetbe, amíg el nem éri a környezeti hőmérsékletet. A fordított folyamat soha nem történik meg önmagában.
Az energia leértékeléséről szóló törvényt is nevezik A termodinamika 2. törvénye kijelölt. A német fizikus készítette ROBERT CLAUSIUS (1822-1888) felfedezték.
Energialeértékelés és energiatakarékosság
Az energia leértékelődése ellenére, i. H. Amikor átalakulnak olyan formákba, amelyek már nem használhatók, a teljes energia megmarad. Az energiatakarékosság és az energiacsökkenés egyszerre fordul elő a természet és a technológia minden folyamatában. A kiváló minőségű energia alacsonyabb energiává alakul. Ebből a szempontból jó minőségű energiát fogyasztanak. A technológiában általánosan használt energiafogyasztás és energiaveszteség kifejezések tartalmazzák ezeket az összefüggéseket, és ezért nem ellentmondanak az energiamegmaradás törvényének .