Wir verwenden das Wort „Energie“ häufig in unseren alltäglichen Gesprächen. Es gibt viele verschiedene Energieformen, die wir jeden Tag nutzen, um uns zu bewegen, zu sprechen, zu kochen, zu springen oder Licht, Heizung, Musik und Fernseher einzuschalten. In dieser Lektion lernen wir Energie und ihre verschiedenen Formen anhand von Situationen kennen, die Sie im täglichen Leben erleben.
Lass uns anfangen.
Energie macht Dinge möglich. Jedes Mal, wenn sich etwas bewegt, geschieht dies aufgrund von Energie. Jedes Mal, wenn etwas wärmer wird, liegt es an der Energie. Jedes Mal, wenn etwas ein Geräusch macht, ist es auf Energie zurückzuführen. Wir verbrauchen Energie, um zu denken, zu spielen und zu sprechen. Tatsächlich verbrauchen wir jedes Mal, wenn wir irgendetwas tun, Energie!
Wir verwenden Energie zum Heizen und Kühlen unserer Häuser, Schulen und Büros. Wir verwenden Energie für Licht und Geräte. Energie bringt unsere Fahrzeuge in Bewegung, Flugzeuge fliegen, Boote segeln und Maschinen laufen.
Auch alle Lebewesen brauchen Energie. Pflanzen nutzen das Licht der Sonne, um zu wachsen. Tiere und Menschen fressen die Pflanzen und nutzen die gespeicherte Energie. Nahrung ist Brennstoff für den Energiebedarf unseres Körpers.
Haben Sie nach einem intensiven Fußballspiel (oder anderen Sportarten) bemerkt, wie sich Ihr Körper heiß anfühlt? Das liegt daran, dass Ihr Körper Wärmeenergie produziert.
Einfach ausgedrückt ist Energie die Fähigkeit, Arbeit zu verrichten. Energie kommt in vielen verschiedenen Formen vor und wir nutzen sie auf vielfältige Weise. Schauen wir uns einige Beispiele aus unserem täglichen Leben an:
Was hat mehr Energie – ein Flugzeug, das am Himmel fliegt, oder ein Buch, das vom Tisch fällt? Das am Himmel fliegende Flugzeug hat mehr Energie, weil es viel schneller fliegt als ein Buch und auch weil das Flugzeug schwerer als das Buch ist.
Wenn heiße Schokolade abkühlt, gewinnt oder verliert sie Wärmeenergie? Sie verliert Wärmeenergie, weil die Milch ihre Wärmeenergie (bzw. Wärme) an die Umgebung abgibt und durch die steigende Temperatur des Herdes keine Wärmeenergie mehr aufnimmt.
Was glauben Sie, wie funktionieren Kaffeemaschinen oder Fernseher, wenn sie an die Steckdose angeschlossen sind? Dies liegt daran, dass elektrische Energie durch Stromleitungen fließt und dann viele verschiedene Maschinen mit Energie versorgt.
Welches Geräusch hat mehr Energie – die Hupe eines Lastwagens oder die Wasserfontäne? Das Horn hat mehr Energie, denn je lauter etwas ist, desto mehr Schallenergie hat es.
Die Energie, die ein Objekt besitzt, wird in Bezug auf seine Fähigkeit gemessen, Arbeit zu verrichten. Die Einheit der Energie ist also die gleiche wie die der Arbeit, und das ist Joule (J). 1 Joule (J) ist die Energie, die benötigt wird, um 1 Joule Arbeit zu verrichten. Ein Joule bezieht sich auf die Energiemenge, die auf einen Körper übertragen wird, wenn man daran arbeitet, ihn über eine Entfernung von 1 m gegen eine Kraft von 1 N zu bewegen. Es wird eine größere Energieeinheit namens Kilojoule (kJ) verwendet. 1 kJ = 1000 J.
Kinetische Energie - Alle sich bewegenden Dinge verwenden kinetische Energie. Zum Beispiel ein Flugzeug in den Himmel fliegen, Bälle werfen, laufen, Fahrrad fahren usw. sind Beispiele für kinetische Energie. Ein fahrendes Auto auf der Straße hat kinetische Energie, während das geparkte Auto keine kinetische Energie hat. Es bedeutet, dass kinetische Energie nur vorhanden ist, wenn sich ein Körper oder Objekt bewegt. Wenn ein Körper ruht, wird seine kinetische Energie Null. Das bedeutet, wenn Bewegung = 0, Kinetische Energie = 0. Sie reicht von null bis zu einem positiven Wert. Beispiel: Ein Kind schaukelt auf einer Schaukel. Egal, ob die Schaukel vorwärts oder rückwärts geht, der Wert der kinetischen Energie ist nie negativ.
Potenzielle Energie – Es ist die Energie der Position eines Objekts. Beispiel: Wenn ein Kind, das auf einer Schaukel schaukelt, die Spitze des Bogens erreicht, hat es die maximale potentielle Energie. Wenn sie näher am Boden ist, hat ihre potenzielle Energie ihr Minimum (0). Ein weiteres Beispiel ist das Werfen eines Balls in die Luft. Am höchsten Punkt ist die potentielle Energie am größten. Wenn der Ball steigt oder fällt, hat er eine Kombination aus potentieller und kinetischer Energie.
Mechanische Energie – Dies ist die Energie, die aus der Bewegung oder dem Standort eines Objekts resultiert. Mechanische Energie ist die Summe aus kinetischer Energie und potentieller Energie. Beispiele: Ein Objekt mit mechanischer Energie hat sowohl kinetische als auch potentielle Energie, obwohl die Energie einer der Formen gleich Null sein kann. Ein fahrendes Auto hat kinetische Energie. Wenn Sie das Auto einen Berg hinaufbewegen, hat es kinetische und potentielle Energie. Ein Buch auf einem Tisch hat potenzielle Energie.
Chemische Energie - Chemische Energie ist die Energie, die in den Bindungen von Atomen und Molekülen gespeichert ist. Wenn diese chemische Reaktion stattfindet, wird diese Energie freigesetzt. Wir verwenden in unserem Auto chemische Energie in Form von Kraftstoff (Benzin/Diesel) zum Fahren. Batterien, Biomasse, Öl, Erdgas und Kohle sind Beispiele für gespeicherte chemische Energie. Lebensmittel sind auch ein gutes Beispiel für gespeicherte chemische Energie. Diese Energie wird bei der Verdauung freigesetzt.
Elektrische Energie - Energie, die von winzigen geladenen Teilchen, den Elektronen, erzeugt wird. Ein Blitz ist eine Form elektrischer Energie. Fast alle unsere Geräte wie Laptops, Kaffeemaschinen, Handys, Staubsauger und Fernseher funktionieren mit Strom.
Wärmeenergie – Sie wird auch als thermische Energie bezeichnet. Die Energie, die von einem Feuer ausgeht, ist thermische Energie. Sie spiegelt die Temperaturdifferenz zwischen den beiden Systemen wider. Wie wir wissen, besteht die Materie aus Molekülen. Wenn wir die Temperatur der Materie erhöhen, schwingen die Teilchen schneller. Wärmeenergie ist die Energie, die aus der Temperatur der Materie stammt. Eine Tasse heißen Kaffees, Elektro- oder Gasherde, Raumheizungen usw. sind Beispiele für thermische Energie.
Lichtenergie - Dies wird auch als Strahlungsenergie bezeichnet. Die Erde bezieht einen Großteil ihrer Energie aus dem Licht der Sonne. Pflanzen nehmen Lichtenergie von der Sonne auf und wandeln sie in chemische Energie (Nahrung) um, die ihnen beim Wachstum hilft, dies wird als Photosynthese bezeichnet.
Schallenergie – Je lauter wir schreien, desto mehr Schallenergie verbrauchen wir. Alles, was Sie hören, ist die Schallenergie. Neben unseren Stimmen gibt es noch viele andere Beispiele für Schallenergie: Händeklatschen, Gitarre spielen, Hunde bellen usw.
Kernenergie – Kernenergie wird im Atomkern gespeichert. Diese Energie wird freigesetzt, wenn die Kerne verbunden (Fusion) oder auseinandergespalten (Spaltung) werden. Beispiel: Kernspaltung, Kernfusion und Kernzerfall sind Beispiele für Kernenergie. Atomdetonation und Strom aus einem Kernkraftwerk sind spezifische Beispiele für diese Art von Energie. Kernkraftwerke spalten die Kerne von Uranatomen, um Strom zu erzeugen.
Elektromagnetische Energie – Elektromagnetische Energie oder Strahlungsenergie ist Energie aus Licht oder elektromagnetischen Wellen. Beispiel: Jede Form von Licht hat elektromagnetische Energie, einschließlich Teilen des Spektrums, die wir nicht sehen können. Radio-, Gamma-, Röntgen-, Mikrowellen- und ultraviolettes Licht sind einige Beispiele für elektromagnetische Energie.
Gravitationsenergie – Energie, die mit der Schwerkraft verbunden ist, beinhaltet die Anziehung zwischen zwei Objekten basierend auf ihrer Masse. Sie kann als Grundlage für mechanische Energie dienen, beispielsweise die potentielle Energie eines auf einem Regal platzierten Objekts oder die kinetische Energie des Mondes im Orbit um die Erde. Beispiel: Gravitationsenergie hält die Atmosphäre an der Erde.
Ionisierungsenergie – Es ist die Energieform, die Elektronen an den Kern ihres Atoms, Ions oder Moleküls bindet. Beispiel: Die erste Ionisationsenergie eines Atoms ist die Energie, die benötigt wird, um ein Elektron vollständig zu entfernen. Die zweite Ionisierungsenergie ist Energie zum Entfernen eines zweiten Elektrons und ist größer als die zum Entfernen des ersten Elektrons erforderliche.
Das Energieerhaltungsgesetz besagt, dass Energie niemals erzeugt oder vernichtet, sondern nur von einer Form in eine andere umgewandelt werden kann. Ein Beispiel ist die chemische Energie in Lebensmitteln, die bei Bewegung in Bewegungsenergie umgewandelt wird.
Masse ist eng mit Energie verbunden. Aufgrund der Äquivalenz von Masse und Energie hat jedes ruhende Objekt mit Masse eine äquivalente Energiemenge, die als Ruheenergie bezeichnet wird. Als Ruhemasse bezeichnet man die Masse eines ruhenden Körpers. Eine Erhöhung der Energie an den Körper über die Ruheenergie hinaus erhöht die Gesamtmasse des Objekts. Beispiel: Das Erhitzen eines Objekts führt zu einer Energiezunahme, die als kleine Massenzunahme messbar ist.
ERNEUERBARE ENERGIE
Erneuerbare Energie ist Energie, die aus Quellen erzeugt wird, die nicht erschöpft sind oder innerhalb des Lebens eines Menschen wieder aufgefüllt werden können. Die häufigsten Beispiele sind Wind, Sonne, Geothermie, Biomasse und Wasserkraft.
Solarenergie bezieht sich auf die Art der Energie von der Sonne. es kann in elektrische, Wärme und chemische Energien umgewandelt werden. Beispielsweise werden Sonnenkollektoren verwendet, um Sonnenenergie anzuzapfen und diese dann in elektrische Energie umzuwandeln. Diese Energie kann für Beleuchtung oder Heizung genutzt werden. Solarenergie wird auch in Elektrogeräten wie Mobiltelefonen eingesetzt. Diese Energieart ist in tropischen Regionen der Welt sehr reichlich vorhanden, wo sie traditionell zum Trocknen von Feldfrüchten wie Kaffee, Mais und Reis verwendet wird. Einige der Vorteile dieser Art von Energie sind, dass sie billig und unerschöpflich ist, dass sie aus einer Vielzahl von Quellen stammt und dass es sich um eine saubere Energiequelle handelt.
Windenergie bezieht sich auf Energie aus Winden. Windmühlen werden verwendet, um Windenergie in mechanische Energie umzuwandeln, die auf verschiedene Weise genutzt werden kann. Dazu gehören die Stromerzeugung, das Mahlen von Getreide und das Pumpen von Wasser. Windenergie wird seit Jahrhunderten für den Antrieb von Seefahrzeugen wie Dhows und Schiffen genutzt. Die Bereiche mit offenen Landschaften sind die größten potenziellen Bereiche für Windenergie.
Aus Wasser gewonnene Energie wird als Wasserkraft bezeichnet. Es entsteht, wenn Wasser in Bewegung ist. Wasser, das mit hoher Geschwindigkeit fließt, hat viel kinetische Energie, die Arbeit verrichten kann. Zum Beispiel kann die Kraft des Wassers genutzt werden, um die Mühlen für Getreide anzutreiben. Die Energie wird auch verwendet, um Turbinen anzutreiben, die Wasserkraft erzeugen.
NICHT ERNEUERBARE ENERGIEN
Im Gegensatz dazu ist nicht erneuerbare Energie die Energie, die aus Quellen stammt, die in unserem Leben zur Neige gehen oder nicht wieder aufgefüllt werden. Die meisten nicht erneuerbaren Energiequellen sind fossile Brennstoffe wie Kohle, Gas und Öl.
Erdöl bezieht sich auf die flüssigen und gasförmigen Kohlenwasserstoffe aus Tier- und Pflanzenmaterial, die in den Sedimentgesteinen abgelagert, komprimiert und in diese Formen umgewandelt wurden. Nach der Raffination von Erdöl werden verschiedene Produkte erhalten. Zu diesen Produkten gehören Benzin (Benzin), Flugbenzin, Schmiermittel, Kerosin und Bitumen. Diese Produkte werden für unterschiedliche Zwecke verwendet. Industriediesel wird in der Industrie in Öfen und Kesseln eingesetzt, um Kraftstoff für Fahrzeuge, Schiffe, Lokomotiven und Maschinen zu erzeugen.
Kohle ist ein braunes oder schwarzes Gestein, das hauptsächlich aus Kohlenstoff besteht, der vor Millionen von Jahren durch die Verdichtung von Pflanzenmaterial entstanden ist. Die Nutzung von Kohle als Energiequelle ist in den letzten Jahren mit der Entdeckung von Geothermie, Wasserkraft und Erdöl zurückgegangen.
Erdgas ist eine Gasart, die sich im Untergrund und auf den oberen Schichten von Rohöl bildet, aber auch allein entstehen kann. Es wird in der Industrie hauptsächlich zum Heizen und im Haushalt zum Heizen, Beleuchten und Kochen verwendet.
