Бид өдөр тутмын яриандаа "эрчим хүч" гэдэг үгийг их ашигладаг. Бидний өдөр тутам хөдөлж, ярих, хоол хийх, үсрэх, гэрэл, халаалт, хөгжим, зурагт асаахад хэрэглэдэг эрчим хүчний олон хэлбэр байдаг. Энэ хичээлээр бид эрчим хүч, түүний төрөл бүрийн хэлбэрүүдийн талаар өдөр тутмын амьдралд тохиолддог нөхцөл байдлын талаар суралцах болно.
Эхэлцгээе.
Эрчим хүч аливаа зүйлийг бий болгодог. Ямар нэг зүйл хөдлөх бүрт эрч хүч байдаг. Аливаа зүйл дулаарах болгонд эрч хүчтэй байдаг. Ямар нэг зүйл дуугарч дуугарах тоолонд энэ нь эрч хүчээс болдог. Бид бодох, тоглох, ярихад энерги зарцуулдаг. Үнэн хэрэгтээ бид юу ч хийх бүртээ эрчим хүч хэрэглэдэг!
Бид эрчим хүчээ гэр, сургууль, албан тасалгаагаа халааж, хөргөхөд ашигладаг. Бид гэрэл, цахилгаан хэрэгсэлд эрчим хүч ашигладаг. Эрчим хүч нь бидний тээврийн хэрэгслийг хөдөлгөж, онгоцыг нисч, завь, машинуудыг ажиллуулдаг.
Бүх амьд биетүүдэд бас эрчим хүч хэрэгтэй. Ургамал ургахдаа нарны гэрлийг ашигладаг. Амьтан, хүмүүс ургамлыг идэж, хуримтлагдсан энергийг ашигладаг. Хоол хүнс бол бидний биеийн эрчим хүчний хэрэгцээг хангах түлш юм.
Хөлбөмбөгийн (эсвэл ямар нэгэн спортын) ширүүн тоглолтын дараа таны бие халуу оргиж байгааг анзаарсан уу? Учир нь таны бие дулааны энерги үйлдвэрлэдэг.
Энгийнээр хэлбэл, эрчим хүч бол ажил хийх чадвар юм. Эрчим хүч нь янз бүрийн хэлбэрээр ирдэг бөгөөд бид үүнийг олон янзаар ашигладаг. Өдөр тутмын амьдралаас зарим жишээг харцгаая:
Тэнгэрт нисч буй онгоц эсвэл ширээн дээрээс унасан ном хоёрын аль нь илүү энергитэй вэ? Тэнгэрт нисч буй онгоц нь номноос хамаагүй хурдан явдаг, мөн онгоц нь номноос илүү хүнд учраас илүү их энергитэй байдаг.
Халуун шоколад хөргөхөд дулааны энергийг олж авдаг уу эсвэл алддаг уу? Сүү нь дулааны энергийг (эсвэл дулаанаа) хүрээлэн буй орчинд гаргаж, зуухны температурын өсөлтөөс дулааны энергийг шингээхээ больсон тул дулааны эрчим хүчээ алддаг.
Кофены машин эсвэл зурагт залгуурт холбогдсон үед хэрхэн ажиллаж эхэлдэг гэж та бодож байна вэ? Учир нь цахилгаан эрчим хүч нь эрчим хүчний шугамаар дамждаг бөгөөд дараа нь олон янзын машинуудад ажиллах эрчим хүчийг өгдөг.
Ачааны дуут дохио эсвэл усан оргилуурын аль нь илүү энергитэй байдаг? Эвэр нь илүү их энергитэй байдаг, учир нь ямар нэг зүйл чанга байх тусам дууны энерги их байдаг.
Тухайн объектын энергийг ажил гүйцэтгэх чадвараар нь хэмждэг. Тиймээс энергийн нэгж нь ажлынхтай ижил бөгөөд энэ нь Жоуль (J) юм. 1 Жоуль (Ж) нь 1 жоуль ажил хийхэд шаардагдах энерги юм. Жоуль гэдэг нь биеийг 1Н хүчний эсрэг 1м зайд хөдөлгөх замаар биед дамжуулж буй энергийн хэмжээг хэлнэ. Киложоуль (кЖ) гэж нэрлэгддэг илүү том эрчим хүчний нэгжийг ашигладаг. 1 кЖ = 1000 Ж.
Кинетик энерги - Аливаа хөдөлгөөнт зүйл кинетик энерги ашигладаг. Жишээлбэл, тэнгэрт нисэх, бөмбөг шидэх, гүйх, дугуй унах зэрэг нь кинетик энергийн жишээ юм. Зам дээр хөдөлж буй машин кинетик энергитэй байдаг бол зогсоол дээр байгаа машин кинетик энергигүй байдаг. Энэ нь кинетик энерги нь зөвхөн бие эсвэл объект хөдөлж байх үед л байдаг гэсэн үг юм. Обьект тайван байдалд байх үед түүний кинетик энерги тэг болно. Энэ нь Хөдөлгөөн = 0 үед кинетик энерги = 0 байна гэсэн үг. Энэ нь тэгээс эерэг утга хүртэл хэлбэлздэг. Жишээ нь: Савлуур дээр савлаж буй хүүхэд. Савлуур урагшаа эсвэл ухарч байгаа эсэхээс үл хамааран кинетик энергийн утга хэзээ ч сөрөг байдаггүй.
Боломжит энерги - Энэ нь объектын байрлалын энерги юм. Жишээ нь: Савлуур дээр савлаж буй хүүхэд нумын оройд хүрэхэд тэр хамгийн их боломжит энергитэй байдаг. Түүнийг газарт ойртох үед түүний боломжит энерги хамгийн багадаа (0) байдаг. Өөр нэг жишээ бол бөмбөгийг агаарт шидэх явдал юм. Хамгийн дээд цэгт боломжит энерги хамгийн их байна. Бөмбөг дээшлэх эсвэл унах үед потенциал болон кинетик энергийн хослолтой байдаг.
Механик энерги - Энэ нь объектын хөдөлгөөн эсвэл байршлаас үүсдэг энерги юм. Механик энерги нь кинетик болон потенциал энергийн нийлбэр юм. Жишээ нь: Механик энергитэй объект нь кинетик болон потенциал энергитэй байдаг ч аль нэг хэлбэрийн энерги нь тэгтэй тэнцүү байж болно. Хөдөлгөөнтэй машин нь кинетик энергитэй байдаг. Хэрэв та машинаа уул өөд хөдөлгөвөл энэ нь кинетик болон потенциал энергитэй байдаг. Ширээн дээр сууж буй ном нь боломжит энергитэй байдаг.
Химийн энерги - Химийн энерги гэдэг нь атом, молекулуудын холбоонд хуримтлагдсан энерги юм. Энэ химийн урвал явагдах үед энэ энерги ялгардаг. Бид машиндаа химийн энергийг түлш (бензин/дизель) хэлбэрээр жолоодохдоо ашигладаг. Батерей, биомасс, газрын тос, байгалийн хий, нүүрс нь хадгалагдаж буй химийн энергийн жишээ юм. Хоол хүнс нь химийн энергийн хуримтлалын сайн жишээ юм. Энэ нь хоол боловсруулах явцад ялгардаг энерги юм.
Цахилгаан эрчим хүч - Электрон гэж нэрлэгддэг жижиг цэнэгтэй хэсгүүдээс үүсдэг энерги. Аянга бол цахилгаан энергийн нэг хэлбэр юм. Зөөврийн компьютер, кофены машин, гар утас, тоос сорогч, зурагт зэрэг манай бараг бүх цахилгаан хэрэгсэл цахилгаанаар ажилладаг.
Дулааны энерги - Үүнийг дулааны энерги гэж бас нэрлэдэг. Галаас гарах энерги нь дулааны энерги юм. Энэ нь хоёр системийн температурын зөрүүг илэрхийлдэг. Бидний мэдэж байгаагаар бодис нь молекулуудаас бүрддэг. Бид бодисын температурыг нэмэгдүүлэхэд бөөмс илүү хурдан чичирдэг. Дулааны энерги нь бодисын температураас үүсдэг энерги юм. Нэг аяга халуун кофе, цахилгаан эсвэл хийн зуух, өрөөний халаагуур гэх мэт нь дулааны энергийн жишээ юм.
Гэрлийн энерги - Үүнийг цацрагийн энерги гэж бас нэрлэдэг. Дэлхий нарны гэрлээс их хэмжээний энерги авдаг. Ургамал нарнаас гэрлийн энергийг авч, түүнийгээ химийн энерги (хоол) болгон хувиргадаг бөгөөд энэ нь тэдний өсөлтөд тусалдаг бөгөөд үүнийг фотосинтез гэж нэрлэдэг.
Дууны энерги - Бид чанга хашгирах тусам илүү их дууны энерги зарцуулдаг. Таны сонссон бүх зүйл бол дууны энерги юм. Бидний дуу хоолойноос гадна дууны энергийн өөр олон жишээ бий: алгаа таших, гитар тоглох, нохой хуцах гэх мэт.
Цөмийн энерги - Цөмийн энерги нь атомын цөмд хадгалагддаг. Энэ энерги нь бөөмүүд нэгдэх (хуваах) эсвэл хуваагдах (хуваагдах) үед ялгардаг. Жишээ: Цөмийн хуваагдал, цөмийн хайлмал, цөмийн задрал нь цөмийн энергийн жишээ юм. Атомын дэлбэрэлт ба цөмийн станцын хүч нь энэ төрлийн эрчим хүчний тодорхой жишээ юм. Атомын цахилгаан станцууд ураны атомын цөмийг задлан цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэдэг.
Цахилгаан соронзон энерги - Цахилгаан соронзон энерги буюу цацрагийн энерги нь гэрэл эсвэл цахилгаан соронзон долгионы энерги юм. Жишээ: Ямар ч төрлийн гэрэл нь цахилгаан соронзон энергитэй, түүний дотор бидний харж чадахгүй байгаа спектрийн хэсгүүд байдаг. Радио, гамма, рентген туяа, богино долгион, хэт ягаан туяа нь цахилгаан соронзон энергийн зарим жишээ юм.
Таталцлын энерги - Таталцалтай холбоотой энерги нь хоёр объектын массаас хамааран таталцлыг агуулдаг. Энэ нь тавиур дээр байрлуулсан объектын боломжит энерги эсвэл дэлхийн тойрог замд сарны кинетик энерги гэх мэт механик энергийн суурь болж чадна. Жишээ нь: Таталцлын энерги нь агаар мандлыг дэлхийтэй холбодог.
Иончлолын энерги - Энэ нь атом, ион эсвэл молекулынхаа цөмд электронуудыг холбодог энергийн хэлбэр юм. Жишээ: Атомын эхний иончлолын энерги нь нэг электроныг бүрэн арилгахад шаардагдах энерги юм. Хоёр дахь иончлолын энерги нь хоёр дахь электроныг зайлуулах эрчим хүч бөгөөд эхний электроныг арилгахад шаардагдахаас их байна.
Эрчим хүчний хэмнэлтийн тухай хуульд энергийг хэзээ ч бий болгож, устгах боломжгүй, харин зөвхөн нэг хэлбэрээс нөгөө хэлбэрт шилжүүлж болно гэж заасан байдаг. Үүний нэг жишээ бол хоол хүнсэнд агуулагдах химийн энерги нь биднийг хөдөлж байх үед кинетик энерги болж хувирдаг.
Масс нь энергитэй нягт холбоотой. Масс ба энергийн тэнцвэрт байдлын үр дүнд масстай аливаа хөдөлгөөнгүй объект ижил энергийн хэмжээг авдаг бөгөөд үүнийг амрах энерги гэж нэрлэдэг. Амрах масс гэдэг нь хөдөлгөөнгүй биеийн массыг хэлнэ. Биеийн энергийг амрах энергиэс давах нь объектын нийт массыг нэмэгдүүлэх болно. Жишээ нь: объектыг халаах нь бага хэмжээний массын өсөлтөөр хэмжигдэхүйц эрчим хүчний өсөлтөд хүргэдэг.
Сэргээгдэх эрчим хүч
Сэргээгдэх эрчим хүч гэдэг нь хүний амьдралын туршид шавхагдахгүй эсвэл нөхөгдөх боломжтой эх үүсвэрээс үйлдвэрлэсэн эрчим хүч юм. Хамгийн түгээмэл жишээнд салхи, нар, газрын гүний дулаан, биомасс, усан цахилгаан станц орно.
Нарны энерги гэдэг нь нарны энергийн төрлийг хэлдэг. цахилгаан, дулаан, химийн энерги болгон хувиргах боломжтой. Жишээлбэл, нарны зайн хавтанг нарны эрчим хүчийг ашиглаж, дараа нь цахилгаан эрчим хүч болгон хувиргадаг. Энэ эрчим хүчийг гэрэлтүүлэг эсвэл халаалтанд ашиглаж болно. Нарны энергийг гар утас гэх мэт цахилгаан хэрэгсэлд бас ашигладаг. Энэ төрлийн энерги нь кофе, эрдэнэ шиш, будаа зэрэг үр тариаг хатаахад ашигладаг байсан дэлхийн халуун орны бүс нутагт маш их байдаг. Энэ төрлийн эрчим хүчний зарим давуу тал нь хямд, шавхагдашгүй, олон төрлийн эх үүсвэртэй, цэвэр эрчим хүчний эх үүсвэр юм.
Салхины энерги гэдэг нь салхины эрчим хүчийг хэлдэг. Салхины тээрэм нь салхины эрчим хүчийг янз бүрийн аргаар ашиглаж болох механик энерги болгон хувиргахад ашигладаг. Үүнд цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэх, үр тариа нунтаглах, ус шахах зэрэг орно. Олон зууны турш салхины энергийг усан онгоц, усан онгоц зэрэг далайн хөлөг онгоцуудыг хөдөлгөхөд ашиглаж ирсэн. Нээлттэй ландшафттай газрууд нь салхины эрчим хүч ашиглах боломжтой гол бүс нутаг юм.
Уснаас гаргаж авсан энергийг усан цахилгаан гэж нэрлэдэг. Энэ нь ус хөдөлж байх үед үүсдэг. Өндөр хурдтай урсаж буй ус нь ажил гүйцэтгэх маш их кинетик энергитэй байдаг. Жишээлбэл, усны хүчийг ашиглан үр тариа нунтаглах тээрэм эргүүлж болно. Эрчим хүчийг усан цахилгаан үйлдвэрлэдэг турбиныг эргүүлэхэд ашигладаг.
СЭРГЭЭГДЭХГҮЙ ЭРЧИМ ХҮЧ
Үүний эсрэгээр, сэргээгдэхгүй эрчим хүч гэдэг нь бидний амьдралын туршид дуусах эсвэл нөхөгдөхгүй эх үүсвэрээс гарч ирдэг эрчим хүч юм. Сэргээгдэхгүй эрчим хүчний ихэнх эх үүсвэр нь нүүрс, хий, газрын тос зэрэг чулуужсан түлш юм.
Газрын тос гэдэг нь амьтан, ургамлын гаралтай шингэн ба хийн нүүрсустөрөгчийг тунамал чулуулгийн дотор байрлуулж, шахаж, эдгээр хэлбэрт оруулсан бодисыг хэлнэ. Нефтийг цэвэршүүлсний дараа янз бүрийн бүтээгдэхүүн гаргаж авдаг. Эдгээр бүтээгдэхүүнд бензин (бензин), нисэхийн түлш, тосолгооны материал, керосин, битум орно. Эдгээр бүтээгдэхүүнийг янз бүрийн зорилгоор ашигладаг. Аж үйлдвэрийн дизель түлшийг зуух, уурын зуух, тээврийн хэрэгсэл, усан онгоц, зүтгүүрийн хөдөлгүүр, машин механизмд түлш үйлдвэрлэхэд ашигладаг.
Нүүрс нь олон сая жилийн өмнө ургамлын бодисын шахалтаас үүссэн нүүрстөрөгчөөс бүрддэг бор буюу хар чулуулаг юм. Сүүлийн жилүүдэд газрын гүний дулааны эрчим хүч, усан цахилгаан станц, нефтийн нөөц нээгдсэнээр нүүрсийг эрчим хүчний эх үүсвэр болгон ашиглах нь багассан.
Байгалийн хий нь газрын гүнд үүсч, түүхий нефтийн дээд давхаргад үүсдэг хий боловч өөрөө ч үүсч болно. Аж үйлдвэрийн салбарт голчлон халаалт, ахуйн зориулалтаар халаах, гэрэлтүүлэх, хоол хийх зориулалтаар ашигладаг.
