We gebruiken het woord 'energie' veel in onze dagelijkse gesprekken. Er zijn veel verschillende vormen van energie die we elke dag gebruiken om te bewegen, praten, koken, springen of om licht, warmte, muziek en tv aan te doen. In deze les leren we over energie en zijn verschillende vormen met de situaties die je in het dagelijks leven ervaart.
Laten we beginnen.
Energie laat dingen gebeuren. Elke keer dat er iets beweegt, komt dat door energie. Elke keer dat iets warmer wordt, komt dat door energie. Elke keer dat iets geluid maakt, komt dat door energie. We gebruiken energie om te denken, spelen en praten. Sterker nog, elke keer dat we iets doen, verbruiken we energie!
We gebruiken energie om onze huizen, scholen en kantoren te verwarmen en te koelen. We gebruiken energie voor verlichting en apparaten. Energie zorgt ervoor dat onze voertuigen bewegen, vliegtuigen vliegen, boten varen en machines draaien.
Alle levende wezens hebben ook energie nodig. Planten gebruiken het licht van de zon om te groeien. Dieren en mensen eten de planten en gebruiken de opgeslagen energie. Voedsel is brandstof voor de energiebehoefte van ons lichaam.
Is het je opgevallen dat je lichaam na een intens potje voetbal (of welke sport dan ook) warm aanvoelt? Het is omdat je lichaam warmte-energie produceert.
In eenvoudige bewoordingen is energie het vermogen om werk te doen. Energie komt in veel verschillende vormen en we gebruiken het op veel manieren. Laten we eens kijken naar enkele voorbeelden uit ons dagelijks leven:
Wat heeft meer energie - een vliegtuig dat in de lucht vliegt of een boek dat van een tafel valt? Het vliegtuig dat in de lucht vliegt, heeft meer energie omdat het veel sneller reist dan een boek, en ook omdat het vliegtuig zwaarder is dan het boek.
Als warme chocolademelk afkoelt, wint of verliest het dan thermische energie? Het verliest thermische energie omdat de melk zijn thermische energie (of warmte) afgeeft aan de omgeving en geen thermische energie meer opneemt van de stijgende temperatuur van de kachel.
Hoe denk je dat koffiemachines of tv gaan werken als ze in het stopcontact zitten? Dit komt omdat elektrische energie door hoogspanningslijnen reist en vervolgens energie geeft aan veel verschillende machines om te werken.
Welk geluid heeft meer energie - vrachtwagenhoorn of waterfontein? De hoorn heeft meer energie, want hoe luider iets is, hoe meer geluidsenergie het heeft.
De energie die een object bezit, wordt gemeten in termen van zijn vermogen om arbeid te verrichten. De eenheid van energie is dus dezelfde als die van arbeid, en dat is Joule (J). 1 Joule (J) is de energie die nodig is om 1 joule arbeid te verrichten. Een joule verwijst naar die hoeveelheid energie die aan een lichaam wordt doorgegeven door het te verplaatsen over een afstand van 1 m tegen een kracht van 1 N. Een grotere eenheid van energie genaamd kilojoule (kJ) wordt gebruikt. 1 kJ = 1000J.
Kinetische energie - Alle bewegende dingen gebruiken kinetische energie. Bijvoorbeeld met een vliegtuig in de lucht vliegen, ballen gooien, rennen, fietsen, etc. zijn voorbeelden van kinetische energie. Een rijdende auto op de weg heeft kinetische energie, terwijl de geparkeerde auto geen kinetische energie heeft. Het betekent dat kinetische energie alleen bestaat als een lichaam of object in beweging is. Wanneer een object in rust is, wordt zijn kinetische energie nul. Dit betekent dat wanneer beweging = 0, kinetische energie = 0. Het varieert van nul tot een positieve waarde. Voorbeeld: Een kind schommelt op een schommel. Het maakt niet uit of de zwaai vooruit of achteruit gaat, de waarde van de kinetische energie is nooit negatief.
Potentiële energie - Het is de energie van de positie van een object. Voorbeeld: wanneer een kind dat op een schommel zwaait de bovenkant van de boog bereikt, heeft het maximale potentiële energie. Wanneer ze dichter bij de grond is, is haar potentiële energie minimaal (0). Een ander voorbeeld is het gooien van een bal in de lucht. Op het hoogste punt is de potentiële energie het grootst. Als de bal stijgt of daalt, heeft deze een combinatie van potentiële en kinetische energie.
Mechanische energie - Dit is de energie die het gevolg is van beweging of de locatie van een object. Mechanische energie is de som van kinetische energie en potentiële energie. Voorbeelden: Een object met mechanische energie heeft zowel kinetische als potentiële energie, hoewel de energie van een van de vormen gelijk kan zijn aan nul. Een rijdende auto heeft kinetische energie. Als je de auto een berg op beweegt, heeft hij kinetische en potentiële energie. Een boek dat op een tafel ligt, heeft potentiële energie.
Chemische energie - Chemische energie is de energie die is opgeslagen in de bindingen van atomen en moleculen. Wanneer deze chemische reactie plaatsvindt, komt deze energie vrij. We gebruiken chemische energie in onze auto in de vorm van brandstof (benzine/diesel) om te rijden. Batterijen, biomassa, olie, aardgas en steenkool zijn voorbeelden van opgeslagen chemische energie. Voedsel is ook een goed voorbeeld van opgeslagen chemische energie. Dit is de energie die vrijkomt tijdens de spijsvertering.
Elektrische energie - Energie opgewekt door minuscule geladen deeltjes die elektronen worden genoemd. Een bliksemschicht is een vorm van elektrische energie. Vrijwel al onze apparaten zoals laptops, koffiezetapparaten, mobiele telefoons, stofzuigers en televisie werken op elektriciteit.
Warmte-energie - Het is ook bekend als thermische energie. De energie die uit een brand komt is thermische energie. Het weerspiegelt het temperatuurverschil tussen de twee systemen. Zoals we weten, bestaat de materie uit moleculen. Wanneer we de temperatuur van materie verhogen, trillen de deeltjes sneller. Warmte-energie is de energie die afkomstig is van de temperatuur van materie. Een kop warme koffie, elektrische of gasfornuizen, kamerverwarming, enz. zijn voorbeelden van thermische energie.
Lichtenergie - Dit wordt ook wel stralingsenergie genoemd. De aarde haalt veel van haar energie uit het licht van de zon. Planten nemen lichtenergie van de zon en zetten deze om in chemische energie (voedsel) die hen helpt te groeien, dit staat bekend als fotosynthese.
Geluidsenergie – Hoe harder we schreeuwen, hoe meer geluidsenergie we gebruiken. Alles wat je hoort is de geluidsenergie. Naast onze stemmen zijn er nog vele andere voorbeelden van geluidsenergie: in de handen klappen, gitaar spelen, blaffende honden, etc.
Kernenergie - Kernenergie wordt opgeslagen in de kern van atomen. Deze energie komt vrij wanneer de kernen worden gecombineerd (fusie) of uit elkaar worden gehaald (splitsing). Voorbeeld: Kernsplijting, kernfusie en nucleair verval zijn voorbeelden van kernenergie. Atoomontploffing en energie uit een kerncentrale zijn specifieke voorbeelden van dit soort energie. Kerncentrales splitsen de kernen van uraniumatomen om elektriciteit te produceren.
Elektromagnetische energie - Elektromagnetische energie of stralingsenergie is energie van licht of elektromagnetische golven. Voorbeeld: Elke vorm van licht heeft elektromagnetische energie, inclusief delen van het spectrum die we niet kunnen zien. Radio, gamma, röntgenstralen, microgolven en ultraviolet licht zijn enkele voorbeelden van elektromagnetische energie.
Gravitatie-energie - Energie geassocieerd met zwaartekracht omvat de aantrekkingskracht tussen twee objecten op basis van hun massa. Het kan dienen als basis voor mechanische energie, zoals de potentiële energie van een object dat op een plank wordt geplaatst of de kinetische energie van de maan in een baan om de aarde. Voorbeeld: Gravitatie-energie houdt de atmosfeer bij de aarde.
Ionisatie-energie - Het is de vorm van energie die elektronen bindt aan de kern van zijn atoom, ion of molecuul. Voorbeeld: De eerste ionisatie-energie van een atoom is de energie die nodig is om één elektron volledig te verwijderen. De tweede ionisatie-energie is energie om een tweede elektron te verwijderen en is groter dan die nodig is om het eerste elektron te verwijderen.
De wet van behoud van energie stelt dat energie nooit kan worden gecreëerd of vernietigd, maar alleen van de ene vorm in de andere kan worden veranderd. Een voorbeeld is de chemische energie in voedsel die wordt omgezet in kinetische energie wanneer we bewegen.
Massa is nauw verwant aan energie. Als gevolg van de equivalentie tussen massa en energie heeft elk stationair object met massa een equivalente hoeveelheid energie die de rustenergie wordt genoemd. Een rustmassa verwijst naar de massa van een stilstaand lichaam. Een toename van energie naar het lichaam boven de restenergie zal de totale massa van het object verhogen. Voorbeeld: verwarming van een object leidt tot een energietoename die meetbaar is als een kleine massatoename.
HERNIEUWBARE ENERGIE
Hernieuwbare energie is energie die wordt geproduceerd uit bronnen die niet opraken of binnen een mensenleven kunnen worden aangevuld. De meest voorkomende voorbeelden zijn wind, zon, geothermie, biomassa en waterkracht.
Zonne-energie verwijst naar het type energie van de zon. het kan worden omgezet in elektrische, warmte en chemische energieën. Zonnepanelen worden bijvoorbeeld gebruikt om zonne-energie af te tappen en vervolgens om te zetten in elektrische energie. Deze energie kan worden gebruikt voor verlichting of verwarming. Zonne-energie wordt ook toegepast in elektrische apparaten zoals mobiele telefoons. Dit energietype is zeer overvloedig in tropische gebieden van de wereld waar het traditioneel wordt gebruikt om gewassen zoals koffie, maïs en rijst te drogen. Enkele voordelen van dit type energie zijn dat het goedkoop, onuitputtelijk is, een breed scala aan bronnen heeft en dat het een schone energiebron is.
Windenergie verwijst naar energie uit wind. Windmolens worden gebruikt om windenergie om te zetten in mechanische energie die op verschillende manieren kan worden gebruikt. Deze omvatten het opwekken van elektriciteit, het malen van granen en het oppompen van water. Eeuwenlang wordt windenergie gebruikt voor het voortbewegen van oceaanschepen zoals dhows en schepen. De gebieden met open landschappen zijn de belangrijkste potentiële gebieden met windenergie.
Energie die uit water wordt gewonnen, wordt waterkracht genoemd. Het wordt geproduceerd wanneer water in beweging is. Water dat met hoge snelheid stroomt, heeft veel kinetische energie die werk kan doen. De kracht van water kan bijvoorbeeld worden gebruikt om de maalmolens voor granen te laten draaien. De energie wordt ook gebruikt om turbines te draaien die waterkracht opwekken.
NIET-HERNIEUWBARE ENERGIE
Daarentegen is niet-hernieuwbare energie de energie die afkomstig is van bronnen die tijdens ons leven opraken of niet worden aangevuld. De meeste bronnen van niet-hernieuwbare energie zijn fossiele brandstoffen, zoals kolen, gas en olie.
Aardolie verwijst naar de vloeibare en gasvormige koolwaterstoffen uit dierlijk en plantaardig materiaal die in de sedimentaire gesteenten werden vastgelegd, samengeperst en in deze vormen veranderd. Nadat aardolie is geraffineerd, worden verschillende producten verkregen. Deze producten omvatten benzine (benzine), vliegtuigbrandstof, smeermiddelen, kerosine en bitumen. Deze producten worden voor verschillende doeleinden gebruikt. Industriële diesel wordt in industrieën toegepast in ovens en ketels, om brandstof te genereren voor voertuigen, schepen, locomotieven en machines.
Steenkool is een bruin of zwart gesteente dat voornamelijk bestaat uit koolstof die miljoenen jaren geleden is gevormd door het samenpersen van plantaardig materiaal. Het gebruik van steenkool als energiebron is de afgelopen jaren afgenomen met de ontdekking van geothermische energie, waterkracht en aardolie.
Aardgas is een soort gas dat zich ondergronds vormt en zich vormt op de bovenste lagen van ruwe olie, maar het kan ook op zichzelf voorkomen. Het wordt voornamelijk gebruikt in industrieën voor verwarming en huishoudelijke doeleinden voor verwarming, verlichting en koken.
