W naszych codziennych rozmowach bardzo często używamy słowa „energia” . Istnieje wiele różnych form energii, których używamy każdego dnia, aby się poruszać, rozmawiać, gotować, skakać lub włączać światło, ogrzewanie, muzykę i telewizję. Na tej lekcji poznamy energię i jej różne formy w sytuacjach, których doświadczasz w życiu codziennym.
Zacznijmy.
Energia sprawia, że rzeczy się dzieją. Za każdym razem, gdy coś się porusza, dzieje się tak z powodu energii. Za każdym razem, gdy coś się rozgrzewa, dzieje się tak z powodu energii. Za każdym razem, gdy coś wydaje dźwięk, dzieje się tak z powodu energii. Używamy energii do myślenia, zabawy i rozmowy. W rzeczywistości za każdym razem, gdy coś robimy, zużywamy energię!
Używamy energii do ogrzewania i chłodzenia naszych domów, szkół i biur. Używamy energii do oświetlenia i urządzeń. Energia sprawia, że nasze pojazdy się poruszają, samoloty latają, łodzie pływają, a maszyny działają.
Wszystkie żywe istoty też potrzebują energii. Rośliny wykorzystują światło słoneczne do wzrostu. Zwierzęta i ludzie zjadają rośliny i wykorzystują zmagazynowaną energię. Jedzenie jest paliwem dla potrzeb energetycznych naszego organizmu.
Czy zauważyłeś, że po intensywnej grze w piłkę nożną (lub jakąkolwiek inną dyscyplinę sportu) Twoje ciało jest gorące? To dlatego, że twoje ciało wytwarza energię cieplną.
Mówiąc najprościej, energia to zdolność do wykonywania pracy. Energia występuje w wielu różnych formach i wykorzystujemy ją na wiele sposobów. Spójrzmy na kilka przykładów z naszego codziennego życia:
Co ma więcej energii - samolot lecący po niebie czy książka spadająca ze stołu? Samolot lecący po niebie ma więcej energii, ponieważ porusza się znacznie szybciej niż książka, a także dlatego, że samolot jest cięższy niż książka.
Kiedy gorąca czekolada stygnie, zyskuje czy traci energię cieplną? Traci energię cieplną, ponieważ mleko oddaje swoją energię cieplną (lub ciepło) do otoczenia i nie pochłania już energii cieplnej z rosnącej temperatury pieca.
Jak myślisz, jak zaczynają działać ekspresy do kawy lub telewizor, gdy są podłączone do gniazdka? Dzieje się tak, ponieważ energia elektryczna przepływa przez linie energetyczne, a następnie dostarcza energię do pracy wielu różnych maszyn.
Który dźwięk ma więcej energii - klakson ciężarówki czy fontanna? Róg ma więcej energii, ponieważ im coś jest głośniejsze, tym więcej ma energii dźwiękowej.
Energię posiadaną przez obiekt mierzy się jego zdolnością do wykonania pracy. Jednostka energii jest zatem taka sama jak praca, a jest nią dżul (J). 1 dżul (J) to energia potrzebna do wykonania 1 dżula pracy. Dżul odnosi się do ilości energii przekazanej ciału podczas pracy na odległość 1 m pod działaniem siły 1 N. Stosowana jest większa jednostka energii zwana kilodżulem (kJ). 1 kJ = 1000 J.
Energia kinetyczna - Każda poruszająca się rzecz zużywa energię kinetyczną. Na przykład latanie samolotem po niebie, rzucanie piłkami, bieganie, jazda na rowerze itp. To przykłady energii kinetycznej. Poruszający się samochód na drodze ma energię kinetyczną, podczas gdy zaparkowany samochód nie ma energii kinetycznej. Oznacza to, że energia kinetyczna istnieje tylko wtedy, gdy ciało lub obiekt się porusza. Kiedy obiekt jest w spoczynku, jego energia kinetyczna spada do zera. Oznacza to, że gdy Ruch = 0, Energia Kinetyczna = 0. Zakres wynosi od zera do wartości dodatniej. Przykład: Dziecko huśtające się na huśtawce. Bez względu na to, czy huśtawka porusza się do przodu, czy do tyłu, wartość energii kinetycznej nigdy nie jest ujemna.
Energia potencjalna – Jest to energia położenia obiektu. Przykład: Kiedy dziecko huśtające się na huśtawce osiąga szczyt łuku, ma maksymalną energię potencjalną. Kiedy znajduje się bliżej ziemi, jej energia potencjalna jest minimalna (0). Innym przykładem jest rzucanie piłki w powietrze. W najwyższym punkcie energia potencjalna jest największa. Gdy piłka podnosi się lub opada, ma kombinację energii potencjalnej i kinetycznej.
Energia mechaniczna – Jest to energia wynikająca z ruchu lub położenia obiektu. Energia mechaniczna to suma energii kinetycznej i energii potencjalnej. Przykłady: Obiekt posiadający energię mechaniczną ma zarówno energię kinetyczną, jak i potencjalną, chociaż energia jednej z postaci może być równa zeru. Poruszający się samochód ma energię kinetyczną. Jeśli przesuniesz samochód pod górę, ma on energię kinetyczną i potencjalną. Książka leżąca na stole ma energię potencjalną.
Energia chemiczna - Energia chemiczna to energia zmagazynowana w wiązaniach atomów i cząsteczek. Kiedy zachodzi ta reakcja chemiczna, ta energia jest uwalniana. Energię chemiczną w naszym samochodzie wykorzystujemy w postaci paliwa (benzyna/olej napędowy) do jazdy. Baterie, biomasa, ropa naftowa, gaz ziemny i węgiel to przykłady zmagazynowanej energii chemicznej. Żywność jest również dobrym przykładem zmagazynowanej energii chemicznej. Jest to energia uwalniana podczas trawienia.
Energia elektryczna - Energia generowana przez małe naładowane cząstki zwane elektronami. Błyskawica jest jedną z form energii elektrycznej. Prawie wszystkie nasze urządzenia, takie jak laptopy, ekspresy do kawy, telefony komórkowe, odkurzacze i telewizory, działają na energię elektryczną.
Energia cieplna – Nazywana jest również energią cieplną. Energia pochodząca z ognia to energia cieplna. Odzwierciedla różnicę temperatur między dwoma systemami. Jak wiemy, materia składa się z cząsteczek. Kiedy podnosimy temperaturę materii, cząstki wibrują szybciej. Energia cieplna to energia pochodząca z temperatury materii. Filiżanka gorącej kawy, kuchenka elektryczna lub gazowa, grzejnik pokojowy itp. to przykłady energii cieplnej.
Energia świetlna - Jest to również znane jako energia promieniowania. Ziemia czerpie dużo energii ze światła słonecznego. Rośliny pobierają energię świetlną ze słońca i przekształcają ją w energię chemiczną (żywność), która pomaga im rosnąć, co jest znane jako fotosynteza.
Energia dźwiękowa – Im głośniej krzyczymy, tym więcej energii dźwiękowej zużywamy. Wszystko, co słyszysz, jest energią dźwięku. Oprócz naszych głosów istnieje wiele innych przykładów energii dźwiękowej: klaskanie w dłonie, gra na gitarze, szczekanie psów itp.
Energia jądrowa – Energia jądrowa jest magazynowana w jądrach atomów. Energia ta jest uwalniana, gdy jądra łączą się (fuzja) lub rozdzielają (rozszczepienie). Przykład: rozszczepienie jądrowe, fuzja jądrowa i rozpad jądrowy to przykłady energii jądrowej. Detonacja atomowa i energia z elektrowni jądrowej to konkretne przykłady tego rodzaju energii. Elektrownie jądrowe rozszczepiają jądra atomów uranu w celu wytworzenia energii elektrycznej.
Energia elektromagnetyczna – Energia elektromagnetyczna lub energia promieniowania to energia światła lub fal elektromagnetycznych. Przykład: Każda forma światła ma energię elektromagnetyczną, w tym części widma, których nie możemy zobaczyć. Radio, promieniowanie gamma, promieniowanie rentgenowskie, mikrofale i światło ultrafioletowe to tylko niektóre przykłady energii elektromagnetycznej.
Energia grawitacyjna – energia związana z grawitacją obejmuje przyciąganie między dwoma obiektami na podstawie ich masy. Może służyć jako podstawa energii mechanicznej, takiej jak energia potencjalna przedmiotu umieszczonego na półce lub energia kinetyczna Księżyca na orbicie wokół Ziemi. Przykład: Energia grawitacyjna utrzymuje atmosferę na Ziemi.
Energia jonizacji – Jest to forma energii, która wiąże elektrony z jądrem atomu, jonu lub cząsteczki. Przykład: Pierwsza energia jonizacji atomu to energia potrzebna do całkowitego usunięcia jednego elektronu. Druga energia jonizacji jest energią potrzebną do usunięcia drugiego elektronu i jest większa niż energia wymagana do usunięcia pierwszego elektronu.
Prawo zachowania energii mówi, że energii nigdy nie można stworzyć ani zniszczyć, ale można ją tylko zmienić z jednej formy w drugą. Jednym z przykładów jest energia chemiczna w żywności, która zamienia się w energię kinetyczną, gdy się poruszamy.
Masa jest ściśle związana z energią. W wyniku równoważności masy i energii każdy nieruchomy obiekt o masie ma równoważną ilość energii, którą nazywamy energią spoczynkową. Masa spoczynkowa odnosi się do masy nieruchomego ciała. Przyrost energii do ciała powyżej energii spoczynkowej zwiększy całkowitą masę obiektu. Przykład: ogrzewanie obiektu prowadzi do wzrostu energii, który jest mierzalny jako niewielki wzrost masy.
ENERGIA ODNAWIALNA
Energia odnawialna to energia wytwarzana ze źródeł, które się nie wyczerpują lub mogą być uzupełniane w ciągu życia człowieka. Najczęstsze przykłady to energia wiatrowa, słoneczna, geotermalna, biomasa i energia wodna.
Energia słoneczna odnosi się do rodzaju energii ze słońca. można ją przekształcić w energię elektryczną, cieplną i chemiczną. Na przykład panele słoneczne służą do pozyskiwania energii słonecznej, a następnie przekształcania jej w energię elektryczną. Energię tę można wykorzystać do oświetlenia lub ogrzewania. Energia słoneczna jest również stosowana w urządzeniach elektrycznych, takich jak telefony komórkowe. Ten rodzaj energii występuje bardzo obficie w tropikalnych regionach świata, gdzie tradycyjnie był używany do suszenia upraw, takich jak kawa, kukurydza i ryż. Niektóre zalety tego rodzaju energii to to, że jest tania, niewyczerpalna, ma szeroki wachlarz źródeł i jest czystym źródłem energii.
Energia wiatru odnosi się do energii pochodzącej z wiatru. Wiatraki służą do przekształcania energii wiatru w energię mechaniczną, którą można wykorzystać na różne sposoby. Należą do nich wytwarzanie energii elektrycznej, mielenie zbóż i pompowanie wody. Od wieków energia wiatru jest wykorzystywana do napędzania statków oceanicznych, takich jak dhow i statki. Obszary, które mają otwarte krajobrazy, są głównymi potencjalnymi obszarami z energią wiatrową.
Energia pozyskiwana z wody nazywana jest energią wodną. Powstaje, gdy woda jest w ruchu. Woda płynąca z dużą prędkością ma dużą energię kinetyczną, która może wykonać pracę. Na przykład siłę wody można wykorzystać do obracania młynów do ziarna. Energia jest również wykorzystywana do obracania turbin wytwarzających energię wodną.
ENERGIA NIEODNAWIALNA
Natomiast energia nieodnawialna to energia pochodząca ze źródeł, które wyczerpią się lub nie zostaną uzupełnione za naszego życia. Większość źródeł energii nieodnawialnej to paliwa kopalne, takie jak węgiel, gaz i ropa naftowa.
Ropa naftowa odnosi się do płynnych i gazowych węglowodorów z materii zwierzęcej i roślinnej, które zostały ułożone, sprężone i przekształcone w te formy w skałach osadowych. Po rafinacji ropy naftowej otrzymuje się różne produkty. Produkty te obejmują benzynę (benzynę), paliwo lotnicze, smary, naftę i bitum. Produkty te są wykorzystywane do różnych celów. Przemysłowy olej napędowy jest stosowany w przemyśle w piecach i kotłach do wytwarzania paliwa do pojazdów, statków, silników lokomotyw i maszyn.
Węgiel to brązowa lub czarna skała, złożona głównie z węgla utworzonego miliony lat temu w wyniku kompresji materii roślinnej. Wykorzystanie węgla jako źródła energii zmniejszyło się w ostatnich latach wraz z odkryciem energii geotermalnej, energii wodnej i ropy naftowej.
Gaz ziemny to rodzaj gazu, który tworzy się pod ziemią i na górnych warstwach ropy naftowej, ale może również występować samodzielnie. Jest stosowany w przemyśle głównie do ogrzewania i do celów domowych do ogrzewania, oświetlenia i gotowania.
