Enerġija - huwa l ... potenzjali u kinetika enerġija. X'inhu l-enerġija fil-fiżika?

Enerġija - dan huwa hekk li ma jkunx hemm biss ħajja fuq il-pjaneta tagħna, iżda wkoll fl-univers. Fl-istess ħin jista 'jkun differenti ħafna. Per eżempju, sħana, ħoss, dawl, elettriku, microwaves, kaloriji huma t-tipi differenti ta 'enerġija. Għal dawn ir-proċessi li jseħħu madwarna, huwa meħtieġ din is-sustanza. Ħafna mill-enerġija affarijiet kollha fuq id-Dinja jirċievi mix-xemx, iżda hemm sorsi oħra ta 'dan. Ix-xemx jibgħat pjaneta tiegħu kemm jiġu żviluppati fl-istess ħin 100 miljun fil-qawwa aktar qawwija.

X'inhu l-enerġija?

It-teorija mressqa Albertom Eynshteynom, aħna l-istudju tar-relazzjoni ta 'materja u l-enerġija. Dan xjentist kbir seta 'juri l-kapaċità li jittrasformaw sustanza waħda għall-ieħor. Irriżulta li l-enerġija hija l-aktar fattur importanti fl-eżistenza ta 'korpi, u l-kwistjoni hija sekondarja.

Enerġija - hija, b'mod ġenerali, l-ħila jwettaq xi xogħol. Li kienet hi li tinsab wara l-kunċett ta 'forza li kapaċi jiċċaqalqu l-korp jew jagħtuh proprjetajiet ġodda. Xi jfisser it-terminu "enerġija"? Fiżika - huwa xjenza fundamentali, li ddedikat ħajtu, ħafna xjentisti minn eras u pajjiżi differenti. Aristotle uża l-kelma "enerġija" li tirreferi għal attivitajiet tal-bniedem. Tradotti mill-Grieg "enerġija" - dan "attività", "qawwa", "azzjoni", "qawwa". L-ewwel darba l-kelma tidher fil-treatise tal-istudjuż Griega imsejħa "Fiżika".

Fis-sens konvenzjonali, issa huwa t-terminu kien maħluq il fiżiċista Ingliż Thomas Young. Dan l-avveniment radikali seħħew fil-bogħod 1807. Fil-50-jiet tas-seklu XIX. inġinier Ingliż Uilyam Tomson ewwel użat it-terminu "engergiya kinetika", u 1,853 l fiżiċista Skoċċiż Uilyam Renkin maħluqa-terminu "enerġija potenzjali".

Illum, dan huwa kwantità scalar huwa preżenti fl-oqsma kollha tal-fiżika. Hija miżura komuni tal-forom differenti ta 'moviment u l-interazzjoni ta' materja. Fi kliem ieħor, huwa miżura ta 'konverżjoni ta' forma waħda għal oħra.

Unitajiet u simboli

L-ammont ta 'enerġija huwa mkejjel f'joules (J). Din l-unità speċjali, skond it-tip ta 'enerġija jista' jkollhom ismijiet differenti, bħalma huma:

• W - enerġija totali tas-sistema.
• Q - sħana.
• U - potenzjali.

tipi ta 'enerġija

Fin-natura, hemm ħafna tipi differenti ta 'enerġija. Dawk prinċipali huma:

• mekkanika;
• elettromanjetiku;
• elettriku;
• kimika;
• termali;
• nukleari (atomiku).

Hemm forom oħra ta 'enerġija: dawl, ħoss, manjetiċi. Fl-aħħar snin, numru dejjem jikber ta 'fiżiċi, xjentisti huma inklinati li l-ipoteżi tal-eżistenza tal-hekk imsejħa "dlam" enerġija. Kull wieħed mit-tipi ta 'hawn fuq ta' din is-sustanza għandha l-karatteristiċi tiegħu stess. Per eżempju, l-enerġija tal-ħoss hija kapaċi li jiġi trasmess permezz ta 'mewġ. Huma jikkontribwixxu għall-okkorrenza ta 'tanbur tal-widna vibrazzjoni fil-widna tal-bnedmin u annimali, li permezz tiegħu tista tisma l-ħsejjes. Fil-kors ta 'reazzjonijiet kimiċi varji joħorġu enerġija rikjesta għall-ħajja tal-organiżmi kollha. Kwalunkwe fjuwil, prodotti tal-ikel, batteriji, batteriji huma l-ħażna ta 'din l-enerġija.

dawl tagħna jagħti l-enerġija fid-dinja fil-forma ta 'mewġ elettromanjetiku. L-uniku mod kif hi tista 'tegħleb l-vastness ta' l-Cosmos. Grazzi għat-teknoloġija moderna, bħal pannelli solari, nistgħu nużaw aktar mod effettiv. enerġija mhux użati żejjed hija maħżuna fil energohranilischah speċjali. Flimkien mal-forom ta 'hawn fuq ta' enerġija huma spiss użati molol termali, xmajjar, mareat 'l-oċean, il-bijofjuwils.

enerġija mekkanika

Dan it-tip ta 'enerġija hija studjat fil-fergħa tal-fiżika imsejħa "mekkanika". Hija espressa bl-ittra kejl E. tagħha jitwettaq f'joules (J). X'inhu din l-enerġija? studji tal-fiżika-mekkanika mozzjoni ta 'korpi u interazzjoni tagħhom ma' xulxin jew ma oqsma esterni. L-enerġija minħabba l-mozzjoni tal-korpi, imsejħa kinetika (denotat Ek), u l-enerġija minħabba l- interazzjoni ta 'korpi jew oqsma esterni, imsejjaħ il-potenzjal (E). L-ammont ta 'moviment u l-interazzjoni hija l-enerġija mekkanika totali tas-sistema.

Għall-kalkolu taż-żewġ speċi hemm regola ġenerali. Biex tiddetermina l-ammont ta 'enerġija meħtieġa biex jikkalkolaw il-ħidma meħtieġa għat-traduzzjoni tal-ġisem mill-istat żero għall-istat preżenti. L-akbar il-ħidma, l-aktar enerġija se jkollu korp f'dan l-istat.

Separazzjoni ta 'sinjali differenti

Hemm diversi tipi ta 'diviżjoni enerġija. Minħabba raġunijiet differenti huwa maqsum: esterna (kinetika u potenzjali) u intern (mekkaniku, termali, elettromanjetika, nukleari, gravità). enerġija elettromanjetiċi huwa fih innifsu diviż manjetiċi u elettriċi u nukleari - interazzjonijiet enerġija dgħajfa u qawwija.

kinetika

Kull korp li jiċċaqalqu distinti bil-preżenza ta 'enerġija kinetika. Huwa spiss imsejjaħ - sewqan. enerġija tal-ġisem li jiċċaqlaq, tintilef meta tmajna. Għalhekk, l-aktar malajr il-veloċità, l-enerġija aktar kinetika.

Mal-kuntatt tal-korp ċaqliq għal oġġett wieqaf trasmessa aħħar parti tal-enerġija kinetika, u twassalha fil-mozzjoni. Formula enerġija kinetika hija kif ġej:

• _E = mv ^2: 2,
  fejn m - il-massa tal-ġisem, vs - veloċità tal-moviment tal-ġisem.

Fil-kliem ta 'din il-formula jista' jiġi espress kif ġej: l-enerġija kinetika ta 'oġġett hija ugwali għal nofs l-prodott ta' massa tiegħu u l-kwadru ta 'veloċità tagħha.

potenzjal

Dan it-tip ta 'enerġija jkollhom korp, li huma fi kwalunkwe qasam tal-forza. Għalhekk, il-manjetika tqum meta l-oġġett huwa taħt l-influwenza ta 'kamp manjetiku. korpi kollha huma fuq l-art, għandhom l-enerġija gravitazzjonali potenzjali.

Jiddependi fuq l-istudju tal-proprjetajiet ta 'oġġetti li jista' jkollhom tipi differenti ta 'enerġija potenzjali. Għalhekk, il-korp reżiljenti u elastika li huma kapaċi li stretch għandhom elastika enerġija potenzjali jew tensjoni. Kull korp li jaqa ', li tkun ġiet iffissata preċedentement, jitlef potenzjali u takkwista l-enerġija kinetika. Il-valur ta 'dawn iż-żewġ speċi se jkun ekwivalenti. Fil-qasam tal-formula enerġija potenzjali gravitazzjonali pjaneta tagħna se tkun kif ġej:

• E _n = MHG,
  fejn m - piż tal-ġisem; h - għoli taċ-ċentru tal-massa tal-ġisem ogħla mil-livell żero; g - aċċelerazzjoni tal-gravità.

Fil-kliem ta 'din il-formula jista' jiġi espress kif ġej: l-enerġija potenzjali ta 'oġġett li jinteraġixxi mal-Dinja, huwa l-prodott ta' massa tiegħu, aċċelerazzjoni minħabba l-gravità u l-għoli fejn hija tinsab.

Din il-kwantità scalar huwa punt karatteristiku materjal riżerva ta 'enerġija (il-korp), li jinsabu fil-qasam potenzjal tal-forza u li jestendi għall jakkwistaw enerġija kinetika permezz tal-ħidma tal-qasam forza. Xi kultant misjuba bħala funzjoni ta 'koordinati, li huwa t-terminu fis-sistema langranzhiane (Lagrange funzjoni tas-sistema dinamika). Din is-sistema jiddeskrivi l-interazzjoni tagħhom.

L-enerġija potenzjali huwa ekwiparat għal żero għal xi konfigurazzjonijiet ta 'korpi mormi fl-ispazju. Konfigurabbli determinat il-konvenjenza ta 'aktar kalkoli u hija msejħa "normalizzazzjoni tal-enerġija potenzjali."

Liġi ta 'konservazzjoni tal-enerġija

Wieħed mill-prinċipji l-aktar bażiċi tal-fiżika hija l-liġi ta 'konservazzjoni ta' enerġija. Skond hu, l-enerġija ma tqumx barra ta 'mkien u ma jisparixxu. Huwa kontinwament jiċċaqlaq minn forma waħda għall-ieħor. Fi kliem ieħor, huwa biss il-bidla enerġija iseħħ. Per eżempju, l-enerġija kimika ta 'batterija flashlight jiġi kkonvertit enerġija elettrika, u minnha - fid-dawl u s-sħana. Diversi apparat elettriku huma konvertiti għad-dawl, sħana jew ħoss. F'ħafna każijiet, ir-riżultat aħħari ta 'bidliet huma sħana u dawl. Wara dan, l-enerġija tmur fl-ispazju madwar.

Att enerġija jistgħu jispjegaw ħafna fenomeni fiżiċi. Ix-xjentisti jgħidu li l-volum totali ta 'kostanti tagħha fl-univers jibqa' kostanti. Ħadd ma jista 'joħloq jew jeqirdu l-enerġija mill-ġdid. Jipproduċu waħda mill-tip tagħha, in-nies jużaw l-enerġija tal-fjuwil ta 'l-ilma jaqgħu, l-atomu. Għalhekk wieħed tax-xorta tiegħu jiġi kkonvertit ieħor.

Fl-1918, xjenzati kienu kapaċi jippruvaw li l-liġi tal-konservazzjoni ta 'enerġija hija konsegwenza matematika ta' simetrija translazzjonali tal-ħin - valur enerġetiku tgħammir. Fi kliem ieħor, l-enerġija hija kkonservata minħabba li l-liġijiet tal-fiżika ma jvarjawx fi żminijiet differenti.

Karatteristiċi enerġija

Enerġija - hija ħila tal-ġisem biex jagħmlu xogħolhom. F'sistemi fiżiċi magħluqa din tkun mantnuta matul iż-żmien (sakemm is-sistema huwa magħluq) u jirrappreżenta wieħed mit-tliet integrali addittiv mozzjoni preservazzjoni valur waqt is-sewqan. Dawn jinkludu: enerġija, momentum,-momentum. L-introduzzjoni tal-kunċett ta ' "enerġija" huwa utli meta s-sistema fiżika hija omoġenja fil-ħin.

L-enerġija interna tal-korpi

Hija tirrappreżenta s-somma ta 'l-enerġiji ta' l-interazzjonijiet molekolari u mozzjoni tal-molekuli li jikkostitwixxu dan termali. Ma jistax jitkejjel b'mod dirett, minħabba li huwa funzjoni unika ta 'l-istat sistema. Kull meta s-sistema hija f'dan l-istat, l-enerġija interna tagħha għandu valur inerenti, irrispettivament mill-istorja tas-sistema. Il-bidla fl-enerġija interna fit-tranżizzjoni minn stat fiżiku wieħed għal ieħor huwa dejjem ugwali għad-differenza bejn il-valuri fl-istati finali u inizjali tagħha.

L-enerġija interna tal-gass

B'żieda għal solidi, gassijiet u l-enerġija huma. Huwa l-enerġija kinetika tas-sħana mozzjoni (każwali) ta 'partikoli fis-sistema, li jinkludu atomi, molekuli, elettroni, nukleu. L-enerġija interna ta 'gass ideali (mudell matematiku gass) hija s-somma ta' l-enerġija kinetika ta 'partiċelli tagħha. Dan jieħu kont tan-numru ta 'gradi ta' libertà, li huwa n-numru ta 'varjabbli indipendenti, li jiddeterminaw il-pożizzjoni ta' molekuli fl-ispazju.

L-użu tal-enerġija

Kull sena, l-umanità qed jikkonsma aktar u aktar enerġija. F'ħafna każijiet, biex tikseb l-enerġija meħtieġa għad-dawl u tisħin djar tagħna, vetturi u l-operazzjoni tal-mekkaniżmi varji, idrokarburi fossili użati bħall-faħam, żejt u gass. Huma riżorsi li ma jiġġeddux.

Sfortunatament, biss parti żgħira mill-enerġija prodotta fuq il-pjaneta billi jintużaw ir-riżorsi rinnovabbli bħall-ilma, riħ u xemx. Sal-lum, is-sehem tagħhom fil-poter huwa biss 5%. 3% oħra tan-nies jirċievu fil-forma ta 'enerġija nukleari prodotta fl-impjanti nukleari.

riżorsi mhux rinnovabbli jkollhom l-istokkijiet li ġejjin (f'joules)

• enerġija nukleari - 2 x ^{24 Ottubru;}
• enerġija tal-gass u taż-żejt - 2 × 10 ^23;
• sħana internament il-pjaneta - 5 × ^{20 Ottubru.}

Il-valur annwali tar-riżorsi tal-pjaneta rinnovabbli:

• solari enerġija - 2 x 10 ^24;
• Riħ - 6 × ^{21 Ottubru;}
• Xmara - 6.5 × 10 ^19;
• mareat - 2.5 x ^{23 ta 'Ottubru.}

Biss mat-tranżizzjoni f'waqtha minn riservi ta 'enerġija li ma jiġġeddux' l-umanità rinnovabbli tad-dinja għandha ċans għal ħajja twila u kuntenti fil-pjaneta tagħna. Biex timplimenta l-iżvilupp avvanzat ta 'xjentisti madwar id-dinja tkompli jistudjaw bir-reqqa l-proprjetajiet varji ta' enerġija.