Riječ 'energija' često koristimo u našim svakodnevnim razgovorima. Postoji mnogo različitih oblika energije koje svakodnevno koristimo za kretanje, razgovor, kuhanje, skakanje ili za uključivanje svjetla, topline, glazbe i TV-a. U ovoj lekciji učit ćemo o energiji i njezinim različitim oblicima sa situacijama koje doživljavate u svakodnevnom životu.
Započnimo.
Energija čini da se stvari događaju. Svaki put kad se nešto pomakne, to je zbog energije. Svaki put kad nešto postane toplije, to je zbog energije. Svaki put kad nešto proizvede zvuk, to je zbog energije. Koristimo energiju za razmišljanje, igru i razgovor. Zapravo, svaki put kad nešto radimo, koristimo energiju!
Koristimo energiju za grijanje i hlađenje naših domova, škola i ureda. Energiju koristimo za svjetla i uređaje. Energija tjera naša vozila da se kreću, avioni lete, čamci plove, a strojevi rade.
Sva živa bića također trebaju energiju. Biljke koriste sunčevu svjetlost za rast. Životinje i ljudi jedu biljke i koriste energiju koja je pohranjena. Hrana je gorivo za energetske potrebe našeg tijela.
Jeste li nakon intenzivne nogometne utakmice (ili bilo kojeg sporta) primijetili kako vam je tijelo vruće? To je zato što vaše tijelo proizvodi toplinsku energiju.
Jednostavno rečeno, energija je sposobnost obavljanja posla. Energija dolazi u mnogo različitih oblika i koristimo je na mnogo načina. Pogledajmo neke primjere iz našeg svakodnevnog života:
Što ima više energije - avion koji leti nebom ili knjiga koja pada sa stola? Zrakoplov koji leti na nebu ima više energije jer putuje mnogo brže od knjige, a i zato što je avion teži od knjige.
Kad se vruća čokolada ohladi, dobiva li ili gubi toplinsku energiju? Gubi toplinsku energiju jer mlijeko svoju toplinsku energiju (ili toplinu) ispušta u okolinu i više ne apsorbira toplinsku energiju iz rastuće temperature peći.
Što mislite, kako počinju raditi aparati za kavu ili TV kada su uključeni u utičnicu? To je zato što električna energija putuje kroz dalekovode, a zatim daje energiju mnogim različitim strojevima za rad.
Koji zvuk ima više energije - truba kamiona ili fontana? Rog ima više energije jer što je nešto glasnije, ima više zvučne energije.
Energija koju posjeduje objekt mjeri se u smislu njegove sposobnosti obavljanja posla. Jedinica za energiju je, dakle, ista kao i za rad, a to je Joule (J). 1 džul (J) je energija potrebna za rad od 1 džula. Joule se odnosi na količinu energije koja se prenosi na tijelo radeći na njegovom pomicanju za 1m udaljenosti protiv sile od 1N. Koristi se veća jedinica energije koja se zove kilodžul (kJ). 1 kJ = 1000 J.
Kinetička energija - Sve pokretne stvari koriste kinetičku energiju. Na primjer, letenje zrakoplovom na nebu, bacanje lopti, trčanje, vožnja bicikla itd. primjeri su kinetičke energije. Automobil koji se kreće na cesti ima kinetičku energiju, dok parkirani automobil nema kinetičku energiju. To znači da kinetička energija postoji samo kada se tijelo ili objekt kreće. Kada objekt miruje, njegova kinetička energija postaje nula. To znači, kada je kretanje = 0, kinetička energija = 0. Ona se kreće od nule do pozitivne vrijednosti. Primjer: Dijete se ljulja na ljuljački. Bez obzira kreće li se zamah naprijed ili natrag, vrijednost kinetičke energije nikada nije negativna.
Potencijalna energija – To je energija položaja objekta. Primjer: Kada dijete koje se ljulja na ljuljački dosegne vrh luka, ono ima maksimalnu potencijalnu energiju. Kad je bliže tlu, njezina je potencijalna energija na minimumu (0). Drugi primjer je bacanje lopte u zrak. Na najvišoj točki potencijalna energija je najveća. Kako se lopta diže ili pada ona ima kombinaciju potencijalne i kinetičke energije.
Mehanička energija – To je energija koja proizlazi iz kretanja ili položaja objekta. Mehanička energija je zbroj kinetičke energije i potencijalne energije. Primjeri: Predmet koji posjeduje mehaničku energiju ima i kinetičku i potencijalnu energiju, iako energija jednog od oblika može biti jednaka nuli. Automobil u pokretu ima kinetičku energiju. Ako pomaknete automobil na planinu, on ima kinetičku i potencijalnu energiju. Knjiga koja sjedi na stolu ima potencijalnu energiju.
Kemijska energija – Kemijska energija je energija koja je pohranjena u vezama atoma i molekula. Kada dođe do ove kemijske reakcije, ta energija se oslobađa. Koristimo kemijsku energiju u našem automobilu u obliku goriva (benzin/dizel) za vožnju. Baterije, biomasa, nafta, prirodni plin i ugljen primjeri su pohranjene kemijske energije. Hrana je također dobar primjer pohranjene kemijske energije. To je energija koja se oslobađa tijekom probave.
Električna energija - Energija koju stvaraju sitne nabijene čestice zvane elektroni. Munja je jedan od oblika električne energije. Gotovo svi naši uređaji poput prijenosnih računala, aparata za kavu, mobitela, usisavača i televizije rade na struju.
Toplinska energija – Poznata je i kao toplinska energija. Energija koja dolazi iz vatre je toplinska energija. To odražava temperaturnu razliku između dva sustava. Kao što znamo materiju čine molekule. Kada povisimo temperaturu materije čestice vibriraju brže. Toplinska energija je energija koja dolazi iz temperature materije. Šalica tople kave, električni ili plinski štednjaci, sobni grijač itd. primjeri su toplinske energije.
Svjetlosna energija - Ovo je također poznato kao energija zračenja. Zemlja puno energije dobiva od sunčeve svjetlosti. Biljke uzimaju svjetlosnu energiju od sunca i pretvaraju je u kemijsku energiju (hranu) koja im pomaže u rastu, to je poznato kao fotosinteza.
Zvučna energija – Što glasnije vrištimo, više zvučne energije koristimo. Sve što čujete je zvučna energija. Osim naših glasova, postoji mnogo drugih primjera zvučne energije: pljeskanje rukama, sviranje gitare, lavež pasa itd.
Nuklearna energija – Nuklearna energija pohranjena je u jezgri atoma. Ova energija se oslobađa kada se jezgre spoje (fuzija) ili razdvoje (fisija). Primjer: Nuklearna fisija, nuklearna fuzija i nuklearni raspad primjeri su nuklearne energije. Atomska detonacija i energija iz nuklearne elektrane specifični su primjeri ove vrste energije. Nuklearne elektrane dijele jezgre atoma urana kako bi proizvele električnu energiju.
Elektromagnetska energija – Elektromagnetska energija ili energija zračenja je energija svjetlosti ili elektromagnetskih valova. Primjer: Bilo koji oblik svjetlosti ima elektromagnetsku energiju, uključujući dijelove spektra koje ne možemo vidjeti. Radio, gama, x-zrake, mikrovalne pećnice i ultraljubičasto svjetlo su neki od primjera elektromagnetske energije.
Gravitacijska energija – Energija povezana s gravitacijom uključuje privlačenje između dvaju objekata na temelju njihove mase. Može poslužiti kao osnova za mehaničku energiju, kao što je potencijalna energija objekta postavljenog na policu ili kinetička energija Mjeseca u orbiti oko Zemlje. Primjer: Gravitacijska energija drži atmosferu na Zemlji.
Energija ionizacije – To je oblik energije koji veže elektrone na jezgru svog atoma, iona ili molekule. Primjer: Prva energija ionizacije atoma je energija potrebna za potpuno uklanjanje jednog elektrona. Druga energija ionizacije je energija za uklanjanje drugog elektrona i veća je od one potrebne za uklanjanje prvog elektrona.
Zakon održanja energije kaže da se energija nikada ne može stvoriti ili uništiti, već se može samo mijenjati iz jednog oblika u drugi. Jedan primjer je kemijska energija u hrani koja se pretvara u kinetičku energiju kada se krećemo.
Masa je usko povezana s energijom. Kao rezultat ekvivalencije između mase i energije, bilo koji stacionarni objekt s masom ima ekvivalentnu količinu energije koja se naziva energijom mirovanja. Masa mirovanja odnosi se na masu nepokretnog tijela. Povećanje energije tijela iznad energije mirovanja povećat će ukupnu masu objekta. Primjer: zagrijavanje objekta dovodi do povećanja energije koje je mjerljivo kao mali porast mase.
OBNOVLJIVA ENERGIJA
Obnovljiva energija je energija proizvedena iz izvora koji se ne troše ili se mogu obnoviti tijekom ljudskog života. Najčešći primjeri uključuju vjetar, solarnu energiju, geotermalnu energiju, biomasu i hidroenergiju.
Sunčeva energija se odnosi na vrstu energije od sunca. može se pretvoriti u električnu, toplinsku i kemijsku energiju. Na primjer, solarni paneli se koriste za iskorištavanje solarne energije, a zatim je pretvaraju u električnu energiju. Ova energija se može koristiti za rasvjetu ili grijanje. Sunčeva energija se također primjenjuje u električnim uređajima poput mobilnih telefona. Ova vrsta energije vrlo je rasprostranjena u tropskim regijama svijeta gdje se tradicionalno koristila za sušenje usjeva poput kave, kukuruza i riže. Neke od prednosti ove vrste energije su da je jeftina, neiscrpna, ima širok raspon izvora i čist je izvor energije.
Energija vjetra odnosi se na energiju vjetra. Vjetrenjače se koriste za pretvaranje energije vjetra u mehaničku energiju koja se može koristiti na različite načine. To uključuje proizvodnju električne energije, mljevenje žitarica i crpljenje vode. Energija vjetra se stoljećima iskorištavala za pogon oceanskih plovila kao što su brodovi i brodovi. Područja s otvorenim krajolicima najveća su potencijalna područja s energijom vjetra.
Energija dobivena iz vode naziva se hidroenergija. Nastaje kada je voda u pokretu. Voda koja teče velikom brzinom ima puno kinetičke energije koja može raditi. Na primjer, sila vode može se koristiti za okretanje mlinova za mljevenje žitarica. Energija se također koristi za okretanje turbina koje proizvode hidroelektričnu energiju.
NEOBNOVLJIVA ENERGIJA
Nasuprot tome, neobnovljiva energija je energija koja dolazi iz izvora koji će ponestati ili se neće napuniti tijekom naših života. Većina izvora neobnovljive energije su fosilna goriva, kao što su ugljen, plin i nafta.
Nafta se odnosi na tekuće i plinovite ugljikovodike iz životinjske i biljne tvari koji su položeni, stlačeni i pretvoreni u te oblike unutar sedimentnih stijena. Nakon rafiniranja nafte dobivaju se različiti proizvodi. Ovi proizvodi uključuju benzin (benzin), zrakoplovno gorivo, maziva, kerozin i bitumen. Ovi proizvodi se koriste u različite svrhe. Industrijski dizel se primjenjuje u industrijama u pećima i kotlovima, za proizvodnju goriva za vozila, brodove, motore lokomotiva i strojeve.
Ugljen je smeđa ili crna stijena, uglavnom se sastoji od ugljika koji je nastao prije milijunima godina kompresijom biljne tvari. Korištenje ugljena kao izvora energije smanjilo se posljednjih godina s otkrićem geotermalne energije, hidroelektrične energije i nafte.
Prirodni plin je vrsta plina koji nastaje pod zemljom i nastaje na gornjim slojevima sirove nafte, ali se može pojaviti i sam. Koristi se u industriji uglavnom za grijanje i kućanske svrhe za grijanje, rasvjetu i kuhanje.
