Back to the topics list

čuvanje energije

Najjednostavnija definicija energije je “sposobnost obavljanja posla”. Energija je način na koji se stvari mijenjaju i kreću. Posvuda je oko nas i poprima razne oblike. Potrebna je energija za kuhanje hrane, vožnju do škole i skok u zrak. Energija je potrebna za evoluciju oblika života na Zemlji. Postoje različiti oblici energije – toplinska, električna, kemijska, nuklearna itd.

Što je zakon održanja energije?

Zakon održanja energije kaže da se energija ne može niti stvoriti niti uništiti, već se može mijenjati iz jednog oblika u drugi. Ako uzmete u obzir sve oblike energije, ukupna energija izoliranog sustava uvijek ostaje konstantna.

To znači da u izoliranom sustavu kao što je svemir, ako postoji gubitak energije u nekom njegovom dijelu, mora doći do povećanja jednake količine energije u nekom drugom dijelu svemira. Nastaju promjene energije, ali ukupna količina energije u svemiru ostaje ista.

Kada koristimo energiju, ona ne nestaje već se mijenja iz jednog oblika energije u drugi. Na primjer, motor automobila sagorijeva benzin i pretvara kemijsku energiju u benzinu u mehaničku energiju. Još jedan dobar primjer zakona održanja energije su solarne ćelije koje mijenjaju energiju zračenja u električnu energiju.

Kada promatramo pretvorbe energije u našem svakodnevnom životu, može se činiti da energija neprestano nestaje. Na primjer, ako udarimo nogometnu loptu po tlu, dajemo kinetičku energiju lopti. Kotrljat će se neko vrijeme, ali na kraju prestati. Razmotrimo što se moglo dogoditi s kinetičkom energijom lopte. Dok se lopta kotrlja, trlja se o tlo. Dio kinetičke energije mijenja se u toplinu kao rezultat trenja. Dio energije lopte također se mijenja u zvučnu energiju koju možete čuti dok se lopta kreće. Iako lopta gubi kinetičku energiju, ukupna količina energije u svemiru se ne smanjuje. Lopta gubi energiju, ali se ta energija prenosi u druge dijelove svemira. Energija se čuva; ne može se ni stvoriti ni uništiti. Iako se u mnogim slučajevima može činiti da se energija dobiva ili gubi, ona se zapravo mijenja samo u obliku.

Očuvanje energije je ravnoteža energije u svemiru. Kada se nogometna lopta udari, udarcem se prenosi određena količina energije. Lopta dobiva jednaku količinu energije, uglavnom u obliku kinetičke energije. Međutim, kinetička energija lopte opada jer se dio te energije pretvara u zvučnu energiju i toplinu zbog trenja između lopte i tla. Prema Zakonu o održanju energije, količina energije koju nogometaš daje lopti udarcem jednaka je energiji koju lopta dobije. Zauzvrat, energija koju lopta gubi jednaka je količini energije koja se prenosi u svemir kao zvučna energija i toplina kako se lopta usporava.

Različiti oblici energije

Općenito, energija se može kategorizirati u dvije široke kategorije:

• Kinetička energija je energija pokretnih objekata
• Potencijalna energija je energija koja se pohranjuje

Energija može imati više različitih oblika. Evo nekoliko primjera

• Kemijska – Kemijska energija dolazi od atoma i molekula i njihove interakcije.
• Električna – električna energija nastaje kretanjem elektrona
• Gravitacija – Veliki objekti kao što su Zemlja i Sunce stvaraju gravitaciju i gravitacijsku energiju.
• Toplina – Toplinska energija se također naziva toplinska energija. Dolazi iz međusobnog djelovanja molekula različitih temperatura.
• Svjetlost – Svjetlost se naziva zračenjem. Zemlja puno energije dobiva od sunčeve svjetlosti.
• Kretanje – Sve što se kreće ima energiju. To se također naziva kinetička energija.
• Nuklearna – Ogromne količine nuklearne energije mogu se proizvesti cijepanjem atoma.
• Potencijal – Potencijalna energija je energija koja se pohranjuje. Jedan primjer za to je opruga koja je pritisnuta do kraja. Drugi primjer je knjiga koja stoji visoko na polici.

Standardna mjerna jedinica za energiju je Joule koji je skraćeno J. Koriste se i neke druge jedinice mjerenja energije – kilovat-sati, kalorije, njutn-metri, terme i funte.

Prijenosi energije

Prijenos energije odvija se kada se energija kreće s jednog mjesta na drugo. Energija se može kretati s jednog objekta na drugi kao kada se energija iz vašeg stopala u pokretu prenese na nogometnu loptu ili se energija može promijeniti iz jednog oblika u drugi. Kada se energija u bateriji koristi za napajanje elektroničkog uređaja, kemijska energija se pretvara u električnu energiju, koja se kreće duž žica. Energija se može prenositi svjetlom, zvukom i toplinom.

Energija se može prenositi kao svjetlost - Svjetlosna energija je jedini oblik energije koji možemo vidjeti. Sunčeva svjetlost pomaže biljkama da rastu i čini hranu u kojoj možemo uživati. Sunčeva energija također pokreće solarne ćelije koje se mogu koristiti za stvaranje električne energije.

Energija se može prenijeti kao zvuk – Glasni koncerti, koračnice ili glasna glazba koja dolazi kroz zvučnike ponekad proizvode dovoljno energije da možete osjetiti vibracije u svom tijelu. Zvučna energija se prenosi kada zvučni val putuje od svog izvora poput bubnja do drugog objekta. Ako je zvuk dovoljno glasan, valovi će stvoriti vrlo intenzivne vibracije koje možete osjetiti u prsima.

Energija se može prenijeti kao toplina – Kad sjedite uz logorsku vatru, možete osjetiti kako vam toplina grije tijelo. Toplina može prijeći s toplih predmeta na hladnije predmete.

Neki uobičajeni primjeri zakona održanja energije su sljedeći

• Kada automobil u pokretu udari u parkirani automobil i izazove kretanje parkiranog automobila, energija se prenosi s automobila u pokretu na parkirani automobil.
• Zelene biljke koriste sunčevu svjetlost za provođenje procesa fotosinteze. Omogućuje im da pohranjuju energiju u svojim stanicama. U tom se procesu svjetlosna energija pretvara u kemijsku energiju koju oni koriste za svoj rast i prehranu.
• Kada uključimo ventilator, električna energija se pretvara u mehaničku energiju.
• U termoelektranama se toplinska energija pretvara u električnu energiju. Toplina, međutim, nastaje izgaranjem fosilnog goriva, što je transformacija kemijske energije u toplinsku energiju.
• Kada zaustavite lopticu da se kotrlja po podu, može se činiti da nema pretvorbe energije, ali u stvarnosti vi apsorbirate kinetičku energiju lopte i pretvarate je u toplinsku potencijalnu energiju.
• Čak i kada gurate stolicu kako biste je pomaknuli iz statičnog položaja, koristite potencijalnu energiju pohranjenu u vašem tijelu da izvršite zadatak. U početku se vaša potencijalna energija prenosi na stolicu. Zatim se pretvara u kinetičku energiju, što konačno tjera stolac da se pomakne iz svog položaja.
• Voda može proizvesti električnu energiju. Voda pada s neba, pretvarajući potencijalnu energiju u kinetičku. Ova energija se zatim koristi za rotaciju turbine generatora za proizvodnju električne energije. U tom procesu potencijalna energija vode u brani može se pretvoriti u kinetičku energiju koja tada može postati električna energija.

Jedna zanimljiva posljedica zakona održanja energije je da to znači da trajni motori prve vrste nisu mogući. Drugim riječima, sustav mora imati vanjsko napajanje kako bi neprekidno isporučivao neograničenu energiju svojoj okolini.