Back to the topics list

bevarande av energi

Den enklaste definitionen av energi är "kapaciteten att utföra arbete". Energi är hur saker förändras och rör sig. Det finns överallt omkring oss och tar alla möjliga former. Det tar energi att laga mat, att köra till skolan och att hoppa i luften. Energi krävs för utvecklingen av livsformer på jorden. Det finns olika former av energi - värme, elektrisk, kemisk, kärnkraft, etc.

Vad är lagen om energibevarande?

Lagen om energibevarande säger att energi varken kan skapas eller förstöras, utan kan ändras från en av dess former till en annan. Om man tar hänsyn till alla former av energi förblir den totala energin i ett isolerat system alltid konstant.

Detta betyder att i ett isolerat system som universum, om det finns en förlust av energi i någon del av det, måste det finnas en vinst på lika mycket energi i någon annan del av universum. Energi ändrar form, men den totala mängden energi i universum förblir densamma.

När vi använder energi försvinner den inte utan ändras från en form av energi till en annan. Till exempel förbränner en bilmotor bensin och den omvandlar den kemiska energin i bensin till mekanisk energi. Ett annat bra exempel på lagen om bevarande av energi är solceller som omvandlar strålningsenergi till elektrisk energi.

När vi observerar energiomvandlingar i vårt dagliga liv kan det verka som att energin hela tiden försvinner. Till exempel, om vi sparkar en fotboll längs marken, ger vi rörelseenergi till bollen. Det kommer att rulla ett tag men slutar så småningom. Låt oss överväga vad som kan ha hänt med bollens kinetiska energi. När bollen rullar gnuggar den mot marken. Viss kinetisk energi förändras till värme som ett resultat av friktion. En del av bollens energi övergår också till ljudenergi som du kan höra när bollen rör sig. Även om bollen förlorar kinetisk energi, minskar inte den totala mängden energi i universum. Bollen förlorar energi men denna energi överförs till andra delar av universum. Energi sparas; den kan varken skapas eller förstöras. Även om det i många fall kan verka som om energi erhålls eller förloras, ändras den egentligen bara i form.

Bevarande av energi är en energibalans i universum. När en fotboll sparkas överförs en viss mängd energi av sparken. Bollen får lika mycket energi, mestadels i form av kinetisk energi. Bollens kinetiska energi minskar dock när en del av den energin omvandlas till ljudenergi och värme från friktionen mellan bollen och marken. Enligt lagen om energibevarande är mängden energi som en fotbollsspelare ger till bollen genom att sparka lika med energin som bollen får. I sin tur är energin som bollen förlorar lika med mängden energi som överförs till universum som ljudenergi och värme när bollen saktar ner.

Olika former av energi

I stort sett kan energi kategoriseras i två breda kategorier:

• Kinetisk energi är energin från rörliga föremål
• Potentiell energi är den energi som lagras

Energi kan ta sig en rad olika former. Här är några exempel

• Kemisk – Kemisk energi kommer från atomer och molekyler och hur de interagerar.
• Elektrisk – Elektrisk energi genereras av elektroners rörelse
• Gravitation – Stora föremål som jorden och solen skapar gravitation och gravitationsenergi.
• Värme – Värmeenergi kallas också för termisk energi. Det kommer från molekyler med olika temperaturer som interagerar.
• Ljus – Ljus kallas strålningsenergi. Jorden får mycket av sin energi från solens ljus.
• Rörelse – Allt som rör sig har energi. Detta kallas också för kinetisk energi.
• Kärnkraft – Enorma mängder kärnenergi kan genereras genom att splittra atomer.
• Potentiell – Potentiell energi är energi som lagras. Ett exempel på detta är en fjäder som trycks ner hela vägen. Ett annat exempel är en bok som står högt på en hylla.

Standardmåttenheten för energi är Joule som förkortas som J. Vissa andra mätenheter för energi används – kilowattimmar, kalorier, Newtonmeter, termer och foot-pounds.

Energiöverföringar

Energiöverföring sker när energi flyttar från en plats till en annan. Energi kan flytta från ett objekt till ett annat som när energin från din rörliga fot överförs till en fotboll eller energi kan ändras från en form till en annan. När energin i ett batteri används för att driva en elektronisk enhet, omvandlas kemisk energi till elektrisk energi, som rör sig längs ledningar. Energi kan överföras genom ljus, ljud och värme.

Energi kan överföras som ljus - Ljusenergi är den enda formen av energi vi kan se. Ljus från solen hjälper växter att växa och gör mat för oss att njuta av. Solens energi driver även solceller, som kan användas för att skapa elektricitet.

Energi kan överföras som ljud – Höga konserter, marschband eller hög musik som kommer genom högtalare producerar ibland tillräckligt med energi för att du kan känna vibrationerna i din kropp. Ljudenergi överförs när en ljudvåg rör sig från sin källa som en trumma till ett annat föremål. Om ljudet är tillräckligt högt kommer vågorna att skapa mycket intensiva vibrationer som du kan känna i bröstet.

Energi kan överföras som värme – När du sitter vid en lägereld kan du känna värmen värma din kropp. Värme kan gå från varma föremål till kallare föremål.

Några vanliga exempel på lagen om energibevarande är enligt nedan

• När en rörlig bil träffar en parkerad bil och får den parkerade bilen att röra sig, överförs energi från den rörliga bilen till den parkerade bilen.
• De gröna växterna använder solljus för att utföra fotosyntesprocessen. Det gör att de kan lagra energin i sina celler. I denna process omvandlas ljusenergin till kemisk energi som de använder för sin tillväxt och näring.
• När vi slår på fläkten omvandlas den elektriska energin till mekanisk energi.
• I termiska kraftverk omvandlas värmeenergin till elektrisk energi. Värmen genereras dock från förbränning av fossilt bränsle, vilket är en omvandling av kemisk energi till värmeenergi.
• När du stoppar en boll från att rulla på golvet kan det verka som om det inte sker någon energiomvandling, men i verkligheten absorberar du bollens kinetiska energi och omvandlar den till värmepotentialenergi.
• Även när du trycker på en stol för att flytta den från dess statiska position, använder du den potentiella energin som finns lagrad i din kropp för att utföra uppgiften. Till en början överförs din potentiella energi till stolen. Sedan omvandlas den till kinetisk energi, vilket till slut får stolen att röra sig från sin position.
• Vatten kan producera el. Vattnet faller ner från himlen och omvandlar potentiell energi till kinetisk energi. Denna energi används sedan för att rotera turbinen i en generator för att producera elektricitet. I denna process kan den potentiella energin för vatten i en damm omvandlas till kinetisk energi som sedan kan bli elektrisk energi.

En intressant konsekvens av lagen om energibevarande är att det betyder att evighetsmaskiner av det första slaget inte är möjliga. Med andra ord måste ett system ha en extern strömförsörjning för att kontinuerligt leverera obegränsad energi till sin omgivning.