Riječ 'energija' često koristimo u svakodnevnim razgovorima. Postoje mnogi različiti oblici energije koje svakodnevno koristimo za kretanje, razgovor, kuhanje, skakanje ili paljenje svjetla, grijanja, glazbe i televizora. U ovoj lekciji učit ćemo o energiji i njezinim različitim oblicima u situacijama s kojima se susrećete u svakodnevnom životu.
Krenimo.
Energija pokreće stvari. Svaki put kad se nešto pomiče, to je zbog energije. Svaki put kad se nešto zagrije, to je zbog energije. Svaki put kad nešto proizvede zvuk, to je zbog energije. Energiju koristimo za razmišljanje, igru i razgovor. Zapravo, svaki put kad nešto radimo, koristimo energiju!
Energiju koristimo za grijanje i hlađenje naših domova, škola i ureda. Koristimo energiju za svjetla i uređaje. Energija pokreće naša vozila, avione leti, brodove plovi i strojeve.
Sva živa bića također trebaju energiju. Biljke koriste sunčevu svjetlost za rast. Životinje i ljudi jedu biljke i koriste pohranjenu energiju. Hrana je gorivo za energetske potrebe našeg tijela.
Jeste li primijetili kako vam je nakon intenzivne nogometne utakmice (ili bilo kojeg sporta) tijelo vruće? To je zato što vaše tijelo proizvodi toplinsku energiju.
Jednostavno rečeno, energija je sposobnost obavljanja rada. 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? Avion koji leti nebom ima više energije jer se kreće puno brže od knjige, a i zato što je avion teži od knjige.
Kada se vruća čokolada hladi, dobiva li ili gubi toplinsku energiju? Gubi toplinsku energiju jer mlijeko otpušta svoju toplinsku energiju (ili toplinu) u okolinu i više ne apsorbira toplinsku energiju od porasta temperature štednjaka.
Kako mislite da aparati za kavu ili TV počinju raditi kada se uključe u utičnicu? To je zato što električna energija putuje kroz električne vodove i zatim daje energiju mnogim različitim uređajima za rad.
Koji zvuk ima više energije - truba kamiona ili fontane? Truba ima više energije jer što je nešto glasnije, to ima više zvučne energije.
Energija koju posjeduje tijelo mjeri se njegovom sposobnošću obavljanja rada. Jedinica za energiju je, dakle, ista kao i jedinica za rad, a to je džul (J). 1 džul (J) je energija potrebna za obavljanje rada od 1 džula. Džul se odnosi na količinu energije koja se prenosi na tijelo radom da ga se pomakne za udaljenost od 1 m protiv sile od 1 N. Koristi se veća jedinica za energiju koja se naziva kilodžul (kJ). 1 kJ = 1000 J.
Kinetička energija - Sve što se kreće koristi kinetičku energiju. Na primjer, letenje avionom u zraku, bacanje lopti, trčanje, vožnja bicikla itd. primjeri su kinetičke energije. Automobil u pokretu 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 da kada je Gibanje = 0, kinetička energija = 0. Vrijednost joj varira od nule do pozitivne. Primjer: Dijete se ljulja na ljuljački. Bez obzira kreće li se ljuljačka 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, ima maksimalnu potencijalnu energiju. Kada je bliže tlu, njezina potencijalna energija je minimalna (0). Drugi primjer je bacanje lopte u zrak. U najvišoj točki, potencijalna energija je najveća. Kako se lopta diže ili pada, ima kombinaciju potencijalne i kinetičke energije.
Mehanička energija – To je energija koja proizlazi iz kretanja ili položaja objekta. Mehanička energija je zbroj kinetičke i potencijalne energije. Primjeri: Objekt 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 se automobil penje uz planinu, on ima kinetičku i potencijalnu energiju. Knjiga koja stoji na stolu ima potencijalnu energiju.
Kemijska energija - Kemijska energija je energija koja je pohranjena u vezama atoma i molekula. Kada se dogodi ova kemijska reakcija, ta se energija oslobađa. Kemijsku energiju u automobilu koristimo 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. Ta se energija oslobađa tijekom probave.
Električna energija - Energija koju generiraju sitne nabijene čestice zvane elektroni. Munja je jedan oblik električne energije. Gotovo svi naši uređaji poput prijenosnih računala, aparata za kavu, mobitela, usisavača i televizora rade na struju.
Toplinska energija – Poznata je i kao toplinska energija. Energija koja dolazi iz vatre je toplinska energija. Ona odražava temperaturnu razliku između dva sustava. Kao što znamo, materija se sastoji od molekula. Kada povisimo temperaturu materije, čestice brže vibriraju. Toplinska energija je energija koja dolazi iz temperature materije. Šalica vruće kave, električni ili plinski štednjaci, grijač za sobu itd. primjeri su toplinske energije.
Svjetlosna energija - Ovo je također poznato kao energija zračenja. Zemlja dobiva puno svoje energije od svjetlosti Sunca. 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 vičemo, to više zvučne energije koristimo. Sve što čujete je zvučna energija. Osim naših glasova, postoje mnogi drugi primjeri zvučne energije: pljesak rukama, sviranje gitare, lavež pasa itd.
Nuklearna energija – Nuklearna energija pohranjena je u jezgri atoma. Ta se energija 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 cijepaju jezgre atoma uranija 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, rendgenske zrake, mikrovalovi i ultraljubičasto svjetlo su neki primjeri elektromagnetske energije.
Gravitacijska energija – Energija povezana s gravitacijom uključuje privlačenje između dvaju objekata na temelju njihove mase. Može poslužiti kao osnova za mehaničku energiju, poput potencijalne energije objekta postavljenog na policu ili kinetične energije Mjeseca u orbiti oko Zemlje. Primjer: Gravitacijska energija drži atmosferu na Zemlji.
Energija ionizacije – To je oblik energije koji veže elektrone za jezgru njegovog atoma, iona ili molekule. Primjer: Prva energija ionizacije atoma je energija potrebna za potpuno uklanjanje jednog elektrona. Druga energija ionizacije je energija potrebna za uklanjanje drugog elektrona i veća je od one potrebne za uklanjanje prvog elektrona.
Zakon o očuvanju energije kaže da se energija nikada ne može stvoriti ili uništiti, već se može samo promijeniti 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, svaki stacionarni objekt s masom ima ekvivalentnu količinu energije koja se naziva energija mirovanja. Masa mirovanja odnosi se na masu stacionarnog tijela. Povećanje energije tijela iznad energije mirovanja povećat će ukupnu masu objekta. Primjer: zagrijavanje objekta dovodi do povećanja energije koje se može mjeriti kao malo povećanje mase.
OBNOVLJIVA ENERGIJA
Obnovljiva energija je energija proizvedena iz izvora koji se ne iscrpljuju ili se mogu obnoviti tijekom ljudskog života. Najčešći primjeri uključuju energiju vjetra, sunca, geotermalnu energiju, biomasu i hidroenergiju.
Sunčeva energija odnosi se na vrstu energije sa sunca. Može se pretvoriti u električnu, toplinsku i kemijsku energiju. Na primjer, solarni paneli koriste se za iskorištavanje solarne energije, a zatim za njezino pretvaranje u električnu energiju. Ova se energija može koristiti za rasvjetu ili grijanje. Sunčeva energija se također primjenjuje u električnim uređajima poput mobilnih telefona. Ova vrsta energije vrlo je obilna u tropskim regijama svijeta gdje se tradicionalno koristi 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 vjetrova. 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. Stoljećima se energija vjetra iskorištavala za pogon oceanskih plovila poput jedrilica i brodova. Područja s otvorenim krajolicima glavna su potencijalna područja s energijom vjetra.
Energija dobivena iz vode naziva se hidroenergija. Proizvodi se kada se voda kreće. Voda koja teče velikom brzinom ima mnogo kinetičke energije koja može obaviti rad. 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 se iscrpiti ili se neće obnoviti tijekom našeg života. Većina izvora neobnovljive energije su fosilna goriva, poput ugljena, plina i nafte.
Nafta se odnosi na tekuće i plinovite ugljikovodike iz životinjske i biljne tvari koji su se taložili, komprimirali i pretvorili u te oblike unutar sedimentnih stijena. Nakon rafiniranja nafte dobivaju se različiti proizvodi. Ti proizvodi uključuju benzin, zrakoplovno gorivo, maziva, kerozin i bitumen. Ovi se proizvodi koriste u različite svrhe. Industrijski dizel primjenjuje se u industriji u pećima i kotlovima, za proizvodnju goriva za vozila, brodove, lokomotive i strojeve.
Ugljen je smeđa ili crna stijena, uglavnom sastavljena od ugljika nastalog prije milijuna godina kompresijom biljne tvari. Korištenje ugljena kao izvora energije smanjilo se posljednjih godina otkrićem geotermalne energije, hidroelektrana i nafte.
Prirodni plin je vrsta plina koji se stvara pod zemljom i na gornjim slojevima sirove nafte, ali se može pojaviti i samostalno. Koristi se u industriji uglavnom za grijanje i u kućanstvima za grijanje, rasvjetu i kuhanje.
