Energy - është ... energjia potenciale dhe kinetike. Çfarë është energjia në fizikë?

Energy - kjo është kështu që nuk është vetëm jeta në planetin tonë, por edhe në univers. Në të njëjtën kohë ajo mund të jetë shumë të ndryshme. Për shembull, ngrohje, tingull, dritë, energji elektrike, mikrovalë, kalorive janë llojet e ndryshme të energjisë. Për të gjitha proceset që po ndodhin rreth nesh, është e nevojshme kjo substancë. Pjesa më e madhe e energjisë të gjitha gjërat në Tokë merr nga dielli, por ka burime të tjera të saj. Dielli dërgon planetin e saj sa më shumë që do të zhvillohen në të njëjtën kohë 100 milion në fuqinë më të fuqishme.

Çfarë është energjia?

Teoria vënë përpara Albertom Eynshteynom, ne studiojmë marrëdhëniet e materies dhe energjisë. Ky shkencëtar i madh ishte në gjendje të demonstrojë aftësinë për të transformuar një substancë në një tjetër. Ajo doli se energjia është faktori më i rëndësishëm në ekzistencën e organeve, dhe çështja është dytësore.

Energy - është, në përgjithësi, aftësia për të kryer disa punë. Kjo ishte ajo që qëndron pas konceptit të një force të aftë për të lëvizur trupin ose t'i jepte prona të reja. Çfarë bën termin "Energjia"? Fizika - kjo është një shkencë themelore, që kushtoi jetën e tij, shumë shkencëtarë nga periudha të ndryshme dhe vende. Aristoteli përdori fjalën "energji" për t'iu referuar aktiviteteve njerëzore. Përkthyer nga "energjia" greke - ky "aktivitet", "pushtet", "veprim", "pushtet". Herën e parë fjala shfaqet në traktat e dijetarit grek të quajtur "Fizikë".

Në kuptimin konvencional, ajo tani është term është shpikur fizikan anglisht Thomas Young. Kjo ngjarje e rëndësishme ka ndodhur në vitin e largët 1807. Në 50-ta të shekullit XIX. inxhinier English Uilyam Tomson parë e përdorur termin "engergiya kinetike", dhe në vitin 1853 fizikanti skocez Uilyam renkin shpikur termin "energji potenciale".

Sot, kjo është një sasi skalar është i pranishëm në të gjitha fushat e fizikës. Kjo është një masë e përbashkët e formave të ndryshme të lëvizjes dhe ndërveprimit të materies. Me fjalë të tjera, kjo është një masë e konvertimin e një formë në një tjetër.

Njësitë dhe simbolet

Sasia e energjisë është matur në joules (j). Kjo njësi e veçantë, në varësi të llojit të energjisë mund të kenë emërtime të ndryshme, të tilla si:

• W - energjia totale të sistemit.
• Q - ngrohjes.
• U - potencial.

llojet e energjisë

Në natyrë, ka shumë lloje të ndryshme të energjisë. Ato kryesore janë:

• mekanike;
• elektromagnetik;
• elektrike;
• kimik;
• termike;
• nukleare (atomik).

Ka forma të tjera të energjisë: të lehta, të shëndoshë, magnetike. Në vitet e fundit, një numër në rritje i fizikanëve, shkencëtarët janë të prirur për hipotezën e ekzistencës së ashtuquajturës energji "errët". Secili nga llojet e mësipërme të kësaj substance ka karakteristikat e veta. Për shembull, energjia e shëndoshë është në gjendje të transmetohet me anë të valëve. Ato kontribuojnë në shfaqjen e dridhje daulle e veshit në vesh të njerëzve dhe kafshëve, përmes të cilit ju mund të dëgjoni tingujt. Në rrjedhën e reaksioneve kimike të ndryshme të lëshojë energjinë e nevojshme për jetën e të gjithë organizmave. Çdo karburantit, produkte ushqimore, bateri, bateri janë ruajtja e kësaj energjie.

Drita jonë jep energji botërore në formën e valëve elektromagnetike. E vetmja mënyrë që ajo mund të kapërcejë pafundësinë e kozmosit. Në sajë të teknologjisë moderne, të tilla si panele diellore, ne mund ta përdorin atë në mënyrë më efektive. energjia e tepërt papërdorur është e ruajtur në energohranilischah veçantë. Së bashku me format e mësipërme të energjisë janë përdorur shpesh burimet termike, lumenjtë, Tides të oqeanit, biokarburanteve.

energjia mekanike

Ky lloj i energjisë është studiuar në degën e fizikës quajtur "mekanikë". Ajo është shënohet me shkronjën matjes E. saj është kryer në joules (j). Çfarë është kjo energji? Studimet Fizikë Mekanika lëvizjen e trupave dhe bashkëveprimin e tyre me njëri-tjetrin ose me fusha të jashtme. Energjia për shkak të lëvizjes së trupave, të quajtur kinetike (pėrcaktuara Ek), dhe energji për shkak të ndërveprimit të organeve apo fushave të jashtme, të quajtur potencial (E). Shuma e lëvizjes dhe ndërveprimit është energjia totale mekanike të sistemit.

Për llogaritjen e të dy llojeve të ekziston një rregull i përgjithshëm. Për të përcaktuar sasinë e energjisë së nevojshme për të llogaritur punën e kërkuar për përkthimin e trupit nga shteti zero në gjendjen e tanishme. Sa më i madh të punës, më shumë energji do të ketë një trup në këtë shtet.

Shthurja e shenjave të ndryshme

Ka disa lloje të ndarjes së energjisë. Në baza të ndryshme ajo është e ndarë në: të jashtme (kinetike dhe potenciale) dhe të brendshëm (mekanike, termike, elektromagnetike, bërthamore, gravitetit). energjia elektromagnetike është nga ana e tij e ndarë në magnetike dhe elektrike dhe bërthamore - ndërveprimet e energjisë të dobëta dhe të forta.

kinetik

Çdo organ lëvizje dallohen nga prania e energjisë kinetike. Ajo është quajtur shpesh - ngarje. energjia e trupit që lëviz, është e humbur kur ngadalësuar. Kështu, më të shpejtë shpejtësia, energjia kinetike më shumë.

Pas kontaktit të trupit duke lëvizur në një objekt të palëvizshëm transmetuar Pjesa e fundit e energjisë kinetike, dhe çon atë në lëvizje. formula kinetike energji eshte si me poshte:

• E _për = mv ^2: 2,
  ku m - masa e trupit, v - shpejtësia e lëvizjes të trupit.

Në fjalët e kësaj formule mund të shprehet si më poshtë: energjia kinetike e një objekti është e barabartë me gjysmën e prodhimit të masës së saj dhe sheshin e shpejtësisë së saj.

potencial

Ky lloj i energjisë kanë një trup, të cilat janë në çdo fushë të forcës. Kështu, magnetike lind kur objekti është nën ndikimin e një fushe magnetike. Të gjitha organet janë në terren, kanë energji potenciale gravitacionale.

Varësisht nga studimi i vetive të objekteve që ata mund të kenë lloje të ndryshme të energjisë potenciale. Kështu, trupi elastik dhe elastike të cilat janë të afta të zgjas kanë energji elastike potenciale apo tension. Çdo organ në rënie, e cila ka qenë e caktuar më parë, humb potencial dhe fiton energji kinetike. Vlera e këtyre dy llojeve do të jetë e barabartë. Në fushën e formulës gravitacionale e planetit tonë të mundshëm të energjisë do të jetë si më poshtë:

• E _n = MHG,
  ku m - peshe trupore; h - lartësia e qendrës së masës trupore mbi nivelin zero; g - nxitimi e gravitetit.

Në fjalët e kësaj formule mund të shprehet si më poshtë: energjia potenciale e një objekti që ndërvepron me Tokën, është produkt i masës së tij, nxitimi për shkak të gravitetit dhe lartësinë në të cilën ajo është e vendosur.

Kjo sasi skalar është një pikë karakteristikë material rezervë të energjisë (trupit), të vendosura në fushën e mundshëm të forcës dhe të shtrirë për të marrë energji kinetike përmes punës së fushës forcës. Nganjëherë referuar si një funksion i koordinatave, e cila është një term në sistemin langranzhiane (Lagrange funksion dinamik të sistemit). Ky sistem e përshkruan ndërveprimin e tyre.

Energjia potenciale barazohet me zero për disa konfigurimin e organeve deponuar në hapësirë. Configurable përcaktuar lehtësi e llogaritjeve të mëtejshme dhe është quajtur "normalizimi i energjisë potenciale."

Ligji i ruajtjes së energjisë

Një nga parimet më themelore të fizikës është ligji i ruajtjes së energjisë. Sipas tij, energjia nuk lindin nga askund dhe nuk zhduket. Ajo vazhdimisht lëviz nga një formë në një tjetër. Me fjalë të tjera, ndryshimi i vetëm i energjisë ndodh. Për shembull, energjia kimike e një bateri elektrik dore është konvertuar në energji elektrike, dhe prej saj - në dritë dhe ngrohje. pajisje të ndryshme elektrike janë konvertuar në dritë, nxehtësi apo të shëndoshë. Në shumicën e rasteve, rezultati përfundimtar i ndryshimeve janë të ngrohjes dhe të lehta. Pas kësaj, energjia shkon në hapësirën përreth.

Akti i energjisë mund të shpjegojë shumë fenomene fizike. Shkencëtarët thonë se vëllimi i përgjithshëm i konstante e saj në univers mbetet konstante. Askush nuk mund të krijojë apo të shkatërrojë energji përsëri. Prodhimin e një nga llojet e saj, njerëzit e përdorin energjinë e karburantit e ujit në rënie, atomi. Kështu një i këtij lloji është konvertuar në një tjetër.

Në vitin 1918, shkencëtarët ishin në gjendje të provojnë se ligji i ruajtjes së energjisë është pasojë matematike e simetrisë translational kohe - vlera e energjisë mating. Me fjalë të tjera, energjia është ruajtur për shkak se ligjet e fizikës nuk ndryshojnë në kohë të ndryshme.

Features energjisë

Energy - është aftësia e trupit për të bërë punë. Në sistemet e mbyllura fizike siç është ruajtur gjatë gjithë kohës (derisa sistemi është i mbyllur) dhe përfaqëson një nga tre integrals shtues lëvizje ruajtjen vlerë kur ngarje. Këto përfshijnë: energji, vrull, vrull. Futja e konceptit të "energjisë" është e dobishme kur sistemi fizike është homogjene në kohë.

Energjia e brendshme e organeve

Ajo përfaqëson shumën e energjive të ndërveprimeve molekulare dhe lëvizje termike e molekulave që përbëjnë atë. Ajo nuk mund të matet drejtpërdrejt, sepse ajo është një funksion unik i shtetit e sistemit. Sa herë që sistemi është në këtë gjendje, energjia e tij e brendshme ka vlerë e natyrshme, pavarësisht historisë së sistemit. Ndryshimi i energjisë së brendshme në tranzicion nga një shtet në tjetrin fizike është gjithmonë e barabartë me dallimin në mes vlerave në shtetet e saj përfundimtare dhe fillestare.

Energjia e brendshme e gazit

Përveç solids, gazrat dhe energjia janë. Kjo është energjia kinetike e nxehtësisë levizjes (të rastit) të grimcave në sistemin, të cilat përfshijnë atomet, molekulat elektronet, bërthamë. Energjia e brendshme e një gazi ideal (gaz model matematik) është shuma e energjisë kinetike e grimcave të saj. Kjo merr parasysh numrin e diplomave të lirisë, i cili është numri i variablave të pavarura, të cilat përcaktojnë pozitën e molekulave në hapësirë.

Përdorimi i energjisë

Çdo vit, njerëzimi është konsumojnë gjithnjë e më shumë energji. Në shumicën e rasteve, për të marrë energjinë e nevojshme për ndriçim dhe ngrohje shtëpitë tona, automjete dhe funksionimin e mekanizmave të ndryshëm, hidrokarburet e përdorura fosile si qymyri, nafta dhe gazi. Ato janë burime jo-rinovueshme.

Për fat të keq, vetëm një pjesë e vogël e energjisë së prodhuar në planetin, duke përdorur burimet e ripërtëritshme të tilla si uji, era dhe dielli. Deri më sot, pjesa e tyre në pushtet është vetëm 5%. Një tjetër 3% e njerëzve marrë në formën e energjisë bërthamore të prodhuar në centraleve bërthamore.

Burimet jo-rinovueshme kemi rezervat e mëposhtme (në Xhaul)

• energjia bërthamore - 2 x ^{24 tetor;}
• energjia e gazit dhe vaj - 2 x 10 ^23;
• ngrohjes brenda planetit - 5 x 10 ^20.

Vlera vjetore e burimeve të rinovueshme të Tokës:

• energji diellore - 2 x ^{24 tetor;}
• E erës - 6 x ^{21 tetor;}
• Lumi - 6.5 x 10 ^19;
• Tides - 2.5 x ^{23 tetor.}

Vetëm me kalimin në kohë nga rezervat e energjisë jo-të ripërtëritshme të njerëzimit rinovueshme së tokës ka një shans për një jetë të gjatë dhe të lumtur në planetin tonë. Për të zbatuar zhvillimin e avancuar të shkencëtarëve në mbarë botën vazhdojnë të studiojnë me kujdes vetitë e ndryshme të energjisë.