Back to the topics list

uhifadhi wa nishati

Ufafanuzi rahisi zaidi wa nishati ni "uwezo wa kufanya kazi". Nishati ni jinsi mambo yanavyobadilika na kusonga. Iko kila mahali karibu nasi na inachukua aina za kila aina. Inachukua nguvu kupika chakula, kuendesha gari hadi shuleni na kuruka hewani. Nishati inahitajika kwa mageuzi ya aina za maisha duniani. Kuna aina mbalimbali za nishati - joto, umeme, kemikali, nyuklia, nk.

Sheria ya Uhifadhi wa Nishati ni nini?

Sheria ya Uhifadhi wa Nishati inasema kwamba nishati haiwezi kuundwa au kuharibiwa, lakini inaweza kubadilishwa kutoka kwa moja ya aina zake hadi nyingine. Ikiwa unazingatia aina zote za nishati, jumla ya nishati ya mfumo wa pekee daima hubakia mara kwa mara.

Hii ina maana katika mfumo uliojitenga kama vile ulimwengu, ikiwa kuna upotevu wa nishati katika sehemu fulani, lazima kuwe na faida ya kiasi sawa cha nishati katika sehemu nyingine ya ulimwengu. Nishati hubadilika umbo, lakini jumla ya nishati katika ulimwengu hukaa sawa.

Tunapotumia nishati, haipotei bali hubadilika kutoka aina moja ya nishati hadi nyingine. Kwa mfano, injini ya gari inachoma petroli na inabadilisha nishati ya kemikali katika petroli kuwa nishati ya mitambo. Mfano mwingine mzuri wa sheria ya uhifadhi wa nishati ni seli za jua kubadilisha nishati ya mionzi kuwa nishati ya umeme.

Tunapoona ubadilishaji wa nishati katika maisha yetu ya kila siku, inaweza kuonekana kuwa nishati hupotea kila wakati. Kwa mfano, ikiwa tunapiga mpira wa soka chini, tunatoa nguvu ya kinetic kwa mpira. Itazunguka kwa muda lakini mwishowe itakoma. Wacha tuchunguze kile ambacho kinaweza kuwa kilitokea kwa nguvu ya kinetic ya mpira. Mpira unapozunguka, unasugua ardhini. Baadhi ya nishati ya kinetiki hubadilika kuwa joto kutokana na msuguano. Baadhi ya nishati ya mpira pia hubadilika kuwa nishati ya sauti ambayo unaweza kuisikia mpira unaposonga. Ingawa mpira hupoteza nishati ya kinetic, kiasi cha jumla cha nishati katika ulimwengu haipunguzi. Mpira hupoteza nishati lakini nishati hii huhamishiwa sehemu nyingine za ulimwengu. Nishati huhifadhiwa; haiwezi kuumbwa wala kuharibiwa. Ingawa katika hali nyingi inaweza kuonekana kuwa nishati hupatikana au kupotea, kwa kweli inabadilishwa tu kwa umbo.

Uhifadhi wa nishati ni usawa wa nishati katika ulimwengu. Wakati mpira wa soka unapigwa, kiasi fulani cha nishati huhamishwa na teke. Mpira hupata kiasi sawa cha nishati, hasa katika mfumo wa nishati ya kinetic. Hata hivyo, nishati ya kinetiki ya mpira hupungua kadri baadhi ya nishati hiyo inavyobadilishwa kuwa nishati ya sauti na joto kutokana na msuguano kati ya mpira na ardhi. Kulingana na Sheria ya Uhifadhi wa Nishati, kiasi cha nishati ambacho mchezaji wa soka hutoa kwa mpira kwa kuupiga ni sawa na nishati ambayo mpira hupata. Kwa upande mwingine, nishati ambayo mpira hupoteza ni sawa na kiasi cha nishati ambayo huhamishiwa kwenye ulimwengu kama nishati ya sauti na joto wakati mpira unapungua.

Aina tofauti za nishati

Kwa ujumla, nishati inaweza kugawanywa katika vikundi viwili vikubwa:

• Nishati ya kinetic ni nishati ya vitu vinavyosonga
• Nishati inayowezekana ni nishati inayohifadhiwa

Nishati inaweza kuchukua aina tofauti tofauti. Hapa kuna baadhi ya mifano

• Kemikali - Nishati ya kemikali hutoka kwa atomi na molekuli na jinsi zinavyoingiliana.
• Umeme - Nishati ya umeme huzalishwa na harakati za elektroni
• Mvuto - Vitu vikubwa kama vile Dunia na Jua huunda mvuto na nishati ya uvutano.
• Joto - Nishati ya joto pia huitwa nishati ya joto. Inatoka kwa molekuli za joto tofauti zinazoingiliana.
• Mwanga - Nuru inaitwa nishati ya radiant. Dunia inapata nishati yake nyingi kutoka kwa mwanga wa Jua.
• Mwendo - Kitu chochote kinachosonga kina nishati. Hii pia inaitwa nishati ya kinetic.
• Nyuklia - Kiasi kikubwa cha nishati ya nyuklia kinaweza kuzalishwa kwa mgawanyiko wa atomi.
• Uwezo - Nishati inayowezekana ni nishati ambayo huhifadhiwa. Mfano mmoja wa hii ni chemchemi ambayo inashinikizwa hadi chini. Mfano mwingine ni kitabu kilichokaa juu kwenye rafu.

Kipimo cha kawaida cha kipimo cha nishati ni Joule ambayo imefupishwa kama J. Vipimo vingine vya nishati ya kupimia hutumiwa - saa za kilowati, kalori, mita za Newton, therms, na paundi za miguu.

Uhamisho wa Nishati

Uhamisho wa nishati hufanyika wakati nishati inapotoka sehemu moja hadi nyingine. Nishati inaweza kusonga kutoka kwa kitu kimoja hadi kingine kama vile wakati nishati kutoka kwa mguu wako unaosonga inapohamishwa hadi kwa mpira wa soka au nishati inaweza kubadilika kutoka fomu moja hadi nyingine. Nishati ya betri inapotumiwa kuwasha kifaa cha kielektroniki, nishati ya kemikali hubadilishwa kuwa nishati ya umeme, ambayo husogea pamoja na nyaya. Nishati inaweza kuhamishwa kupitia mwanga, sauti, na joto.

Nishati inaweza kuhamishwa kama mwanga - Nishati nyepesi ndiyo aina pekee ya nishati tunayoweza kuona. Mwangaza kutoka kwa jua husaidia mimea kukua na kufanya chakula tufurahie. Nishati ya jua pia huwezesha seli za jua, ambazo zinaweza kutumika kutengeneza umeme.

Nishati inaweza kuhamishwa kama sauti - Tamasha za sauti, bendi za maandamano au muziki wa sauti unaokuja kupitia spika wakati mwingine hutoa nishati ya kutosha ambayo unaweza kuhisi mitetemo katika mwili wako. Nishati ya sauti huhamishwa wakati wimbi la sauti linaposafiri kutoka chanzo chake kama ngoma hadi kwa kitu kingine. Ikiwa sauti ni kubwa ya kutosha, mawimbi yataunda mitetemo mikali sana ambayo unaweza kuhisi kwenye kifua chako.

Nishati inaweza kuhamishwa kama joto - Unapoketi karibu na moto, unaweza kuhisi joto likiupasha mwili wako. Joto linaweza kuhama kutoka kwa vitu vyenye joto hadi vitu baridi.

Baadhi ya mifano ya kawaida ya sheria ya uhifadhi wa nishati ni kama ilivyo hapo chini

• Wakati gari linalotembea linapiga gari lililoegeshwa na kusababisha gari lililosimama kusonga, nishati huhamishwa kutoka kwa gari la kusonga hadi gari lililowekwa.
• Mimea ya kijani hutumia mwanga wa jua kutekeleza mchakato wa photosynthesis. Inawaruhusu kuhifadhi nishati katika seli zao. Katika mchakato huu, nishati ya mwanga inabadilishwa kuwa nishati ya kemikali ambayo hutumia kwa ukuaji wao na lishe.
• Tunapowasha feni, nishati ya umeme inabadilishwa kuwa nishati ya mitambo.
• Katika vituo vya nguvu vya joto, nishati ya joto inabadilishwa kuwa nishati ya umeme. Joto, hata hivyo, hutolewa kutokana na mwako wa mafuta ya mafuta, ambayo ni mabadiliko ya nishati ya kemikali katika nishati ya joto.
• Unaposimamisha mpira kutoka kwenye sakafu, inaweza kuonekana kama hakuna ubadilishaji wa nishati, lakini kwa ukweli, unachukua nishati ya kinetic ya mpira na kuigeuza kuwa nishati inayoweza kuwa joto.
• Hata unaposukuma kiti ili kukisogeza kutoka kwenye nafasi yake tuli, unatumia nishati inayoweza kuhifadhiwa katika mwili wako kufanya kazi hiyo. Mara ya kwanza, nishati yako inayowezekana huhamishiwa kwa mwenyekiti. Kisha inabadilishwa kuwa nishati ya kinetic, ambayo hatimaye hufanya mwenyekiti aondoke kwenye nafasi yake.
• Maji yanaweza kuzalisha umeme. Maji huanguka kutoka angani, na kubadilisha nishati inayoweza kutokea kuwa nishati ya kinetic. Nishati hii basi hutumika kuzungusha turbine ya jenereta kutoa umeme. Katika mchakato huu, nishati inayoweza kutokea ya maji kwenye bwawa inaweza kugeuzwa kuwa nishati ya kinetiki ambayo inaweza kuwa nishati ya umeme.

Tokeo moja la kuvutia la sheria ya uhifadhi wa nishati ni kwamba inamaanisha kuwa mashine za mwendo wa kudumu za aina ya kwanza haziwezekani. Kwa maneno mengine, mfumo lazima uwe na usambazaji wa nguvu wa nje ili kuendelea kutoa nishati isiyo na kikomo kwa mazingira yake.