W naszych codziennych rozmowach często używamy słowa „energia” . Istnieje wiele różnych form energii, których używamy każdego dnia, aby się poruszać, rozmawiać, gotować, skakać lub włączać światło, ciepło, muzykę i telewizję. W tej lekcji poznamy energię i jej różne formy w sytuacjach, których doświadczasz w codziennym życiu.
Zaczynajmy.
Energia sprawia, że rzeczy się dzieją. Za każdym razem, gdy coś się porusza, dzieje się tak z powodu energii. Za każdym razem, gdy coś robi się cieplejsze, dzieje się tak z powodu energii. Za każdym razem, gdy coś wydaje dźwięk, dzieje się tak z powodu energii. Używamy energii, aby myśleć, bawić się i rozmawiać. W rzeczywistości, za każdym razem, gdy cokolwiek robimy, używamy energii!
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 również potrzebują energii. Rośliny wykorzystują światło słoneczne, aby rosnąć. Zwierzęta i ludzie jedzą rośliny i wykorzystują zgromadzoną energię. Jedzenie jest paliwem dla potrzeb energetycznych naszego ciała.
Czy zauważyłeś, że po intensywnej grze w piłkę nożną (lub w jakikolwiek inny sport) twoje ciało jest gorące? Dzieje się tak, ponieważ twoje ciało wytwarza energię cieplną.
Mówiąc prościej, energia to zdolność do wykonywania pracy. Energia występuje w wielu różnych formach i wykorzystujemy ją na wiele sposobów. Przyjrzyjmy się kilku przykładom 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 od książki.
Kiedy gorąca czekolada stygnie, czy zyskuje, czy traci energię cieplną? Traci energię cieplną, ponieważ mleko uwalnia swoją energię cieplną (lub ciepło) do otoczenia i nie pochłania już energii cieplnej ze wzrastającej temperatury pieca.
Jak myślisz, jak ekspresy do kawy lub telewizory zaczynają działać, gdy są podłączone do gniazdka? Dzieje się tak, ponieważ energia elektryczna przepływa przez linie energetyczne, a następnie dostarcza energię do wielu różnych maszyn, aby mogły działać.
Który dźwięk ma więcej energii - klakson ciężarówki czy fontanna z wodą? Klakson ma więcej energii, ponieważ im coś jest głośniejsze, tym więcej energii ma dźwięk.
Energia, którą posiada obiekt, jest mierzona w kategoriach jego zdolności do wykonywania pracy. Jednostką energii jest zatem to samo, co jednostka pracy, czyli dżul (J). 1 dżul (J) to energia wymagana do wykonania 1 dżula pracy. Dżul odnosi się do ilości energii przekazanej ciału poprzez pracę nad przesunięciem go na odległość 1 m wbrew sile 1N. Używa się większej jednostki energii zwanej kilodżulem (kJ). 1 kJ = 1000 J.
Energia kinetyczna - Wszystkie ruchome rzeczy wykorzystują energię kinetyczną. Na przykład latanie samolotem po niebie, rzucanie piłkami, bieganie, jazda na rowerze itp. są przykładami 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. Gdy obiekt jest w stanie spoczynku, jego energia kinetyczna staje się zerowa. Oznacza to, że gdy Ruch = 0, Energia kinetyczna = 0. Waha się 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 dociera do szczytu łuku, ma maksymalną energię potencjalną. Kiedy jest bliżej ziemi, jego energia potencjalna jest minimalna (0). Innym przykładem jest rzucanie piłki w powietrze. W najwyższym punkcie energia potencjalna jest największa. Kiedy piłka unosi się lub opada, ma kombinację energii potencjalnej i kinetycznej.
Energia mechaniczna – Jest to energia wynikająca z ruchu lub położenia obiektu. Energia mechaniczna jest sumą energii kinetycznej i energii potencjalnej. Przykłady: Obiekt posiadający energię mechaniczną ma zarówno energię kinetyczną, jak i potencjalną, chociaż energia jednej z form może być równa zeru. Poruszający się samochód ma energię kinetyczną. Jeśli wjedziesz samochodem na górę, będzie miał energię kinetyczną i potencjalną. Książka leżąca na stole ma energię potencjalną.
Energia chemiczna - Energia chemiczna to energia, która jest magazynowana w wiązaniach atomów i cząsteczek. Kiedy zachodzi ta reakcja chemiczna, ta energia jest uwalniana. Używamy energii chemicznej w naszym samochodzie w postaci paliwa (benzyny/oleju napędowego) do jazdy. Baterie, biomasa, ropa naftowa, gaz ziemny i węgiel to przykłady magazynowanej energii chemicznej. Jedzenie jest również dobrym przykładem magazynowanej energii chemicznej. Ta energia jest uwalniana podczas trawienia.
Energia elektryczna - Energia generowana przez maleńkie naładowane cząsteczki zwane elektronami. Piorun jest jedną z form energii elektrycznej. Prawie wszystkie nasze urządzenia, takie jak laptopy, ekspresy do kawy, telefony komórkowe, odkurzacze i telewizory, działają z elektrycznością.
Energia cieplna – znana również jako energia cieplna. Energia pochodząca z ognia to energia cieplna. Odzwierciedla różnicę temperatur między dwoma systemami. Jak wiemy, materia składa się z cząsteczek. Gdy podnosimy temperaturę materii, cząsteczki wibrują szybciej. Energia cieplna to energia pochodząca z temperatury materii. Filiżanka gorącej kawy, kuchenki elektryczne lub gazowe, grzejniki pokojowe itp. są przykładami energii cieplnej.
Energia świetlna – znana również jako energia promieniowania. Ziemia czerpie dużo energii ze światła słonecznego. Rośliny pobierają energię świetlną ze słońca i zamieniają ją na energię chemiczną (pożywienie), która pomaga im rosnąć, co jest znane jako fotosynteza.
Energia dźwiękowa – Im głośniej krzyczymy, tym więcej energii dźwiękowej używamy. Wszystko, co słyszysz, jest energią dźwiękową. Oprócz naszych głosów, istnieje wiele innych przykładów energii dźwiękowej: klaskanie w dłonie, granie na gitarze, szczekanie psów itp.
Energia jądrowa – Energia jądrowa jest magazynowana w jądrach atomów. Energia ta jest uwalniana, gdy jądra łączą się (synteza) lub rozszczepiają (rozszczepienie). Przykład: rozszczepienie jądra atomowego, synteza jądrowa i rozpad jądra atomowego to przykłady energii jądrowej. Detonacja atomowa i energia z elektrowni jądrowej to konkretne przykłady tego typu energii. Elektrownie jądrowe rozszczepiają jądra atomów uranu, aby wytworzyć energię elektryczną.
Energia elektromagnetyczna – Energia elektromagnetyczna lub energia promieniowania to energia pochodząca ze światła lub fal elektromagnetycznych. Przykład: Każda forma światła ma energię elektromagnetyczną, w tym części widma, których nie widzimy. Przykładami energii elektromagnetycznej są fale radiowe, gamma, rentgenowskie, mikrofale i światło ultrafioletowe.
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 obiektu 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 to energia potrzebna do usunięcia drugiego elektronu i jest większa niż energia potrzebna do usunięcia pierwszego elektronu.
Prawo zachowania energii mówi, że energii nie można nigdy stworzyć ani zniszczyć, ale można ją jedynie zmienić z jednej formy w drugą. Jednym z przykładów jest energia chemiczna w jedzeniu, która zamienia się w energię kinetyczną, gdy się poruszamy.
Masa jest ściśle związana z energią. W wyniku równoważności masy i energii, każdy nieruchomy obiekt mający masę ma równoważną ilość energii, która jest określana jako energia spoczynkowa. Masa spoczynkowa odnosi się do masy nieruchomego ciała. Przyrost energii ciała ponad energię spoczynkową podniesie całkowitą masę obiektu. Przykład: podgrzanie obiektu prowadzi do wzrostu energii, który można zmierzyć jako niewielki wzrost masy.
ENERGIA ODNAWIALNA
Energia odnawialna to energia produkowana ze źródeł, które nie wyczerpują się lub mogą być uzupełniane w ciągu życia człowieka. Najczęstsze przykłady obejmują wiatr, energię słoneczną, energię geotermalną, biomasę i energię wodną.
Energia słoneczna odnosi się do rodzaju energii pochodzącej ze słońca. Może być przekształcana w energię elektryczną, cieplną i chemiczną. Na przykład panele słoneczne są używane do pozyskiwania energii słonecznej, a następnie przekształcania jej w energię elektryczną. Energia ta może być wykorzystywana do oświetlenia lub ogrzewania. Energia słoneczna jest również stosowana w urządzeniach elektrycznych, takich jak telefony komórkowe. Ten rodzaj energii jest bardzo obfity w tropikalnych regionach świata, gdzie tradycyjnie był używany do suszenia upraw, takich jak kawa, kukurydza i ryż. Niektóre z zalet tego rodzaju energii to to, że jest tania, niewyczerpalna, ma szeroki zakres źródeł i jest czystym źródłem energii.
Energia wiatrowa odnosi się do energii pochodzącej z wiatru. Wiatraki służą do przekształcania energii wiatru w energię mechaniczną, którą można wykorzystać na różne sposoby. Obejmują one wytwarzanie energii elektrycznej, mielenie zbóż i pompowanie wody. Przez stulecia energia wiatru była wykorzystywana do napędzania statków oceanicznych, takich jak dhow i statki. Obszary o otwartych krajobrazach są głównymi potencjalnymi obszarami z energią wiatrową.
Energia uzyskana z wody nazywana jest hydroenergią. Powstaje, gdy woda jest w ruchu. Woda płynąca z dużą prędkością ma dużo energii kinetycznej, która może wykonywać pracę. Na przykład siła wody może być wykorzystana do obracania młynów do mielenia ziaren. Energia ta jest również wykorzystywana do obracania turbin, które generują hydroelektryczność.
ENERGIA NIEODNAWIALNA
Natomiast energia nieodnawialna to energia pochodząca ze źródeł, które wyczerpią się lub nie zostaną uzupełnione w ciągu naszego życia. Większość źródeł energii nieodnawialnej to paliwa kopalne, takie jak węgiel, gaz i ropa naftowa.
Ropa naftowa odnosi się do ciekłych i gazowych węglowodorów z materii zwierzęcej i roślinnej, które zostały odłożone, sprężone i przekształcone w te formy w skałach osadowych. Po rafinacji ropy naftowej uzyskuje się różne produkty. Produkty te obejmują 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, składająca się głównie z węgla, który powstał miliony lat temu w wyniku kompresji materii roślinnej. Wykorzystanie węgla jako źródła energii zmniejszyło się w ostatnich latach wraz z odkryciem energii geotermalnej, hydroelektrowni i ropy naftowej.
Gaz ziemny to rodzaj gazu, który powstaje pod ziemią i tworzy się na górnych warstwach ropy naftowej, ale może również występować samodzielnie. Jest stosowany w przemyśle głównie do ogrzewania i w celach domowych do ogrzewania, oświetlenia i gotowania.
