Мы часто используем слово «энергия» в наших повседневных разговорах. Существует множество различных форм энергии, которые мы используем каждый день, чтобы двигаться, говорить, готовить, прыгать или включать свет, отопление, музыку и телевизор. На этом уроке мы узнаем об энергии и ее различных формах в ситуациях, с которыми вы сталкиваетесь в повседневной жизни.
Давайте начнем.
Энергия заставляет вещи происходить. Каждый раз, когда что-то движется, это происходит из-за энергии. Каждый раз, когда что-то нагревается, это происходит из-за энергии. Каждый раз, когда что-то издает звук, это происходит из-за энергии. Мы используем энергию, чтобы думать, играть и говорить. Фактически, каждый раз, когда мы что-то делаем, мы используем энергию!
Мы используем энергию для обогрева и охлаждения наших домов, школ и офисов. Мы используем энергию для освещения и бытовой техники. Энергия заставляет наши автомобили двигаться, самолеты летать, лодки плавать и машины работать.
Всем живым существам тоже нужна энергия. Растения используют солнечный свет для роста. Животные и люди едят растения и используют накопленную энергию. Еда — это топливо для энергетических потребностей нашего тела.
Вы замечали, что после интенсивной игры в футбол (или любого вида спорта) ваше тело становится горячим? Это происходит потому, что ваше тело вырабатывает тепловую энергию.
Проще говоря, энергия — это способность выполнять работу. Энергия существует во многих различных формах, и мы используем ее разными способами. Давайте рассмотрим несколько примеров из нашей повседневной жизни:
Что имеет больше энергии - самолет, летящий в небе, или книга, падающая со стола? У самолета, летящего в небе, больше энергии, потому что он движется намного быстрее книги, а также потому, что самолет тяжелее книги.
Когда горячий шоколад остывает, он приобретает или теряет тепловую энергию? Он теряет тепловую энергию, потому что молоко отдает свою тепловую энергию (или тепло) в окружающую среду и больше не поглощает тепловую энергию от повышения температуры плиты.
Как вы думаете, как кофемашины или телевизоры начинают работать, когда их включают в розетку? Это происходит потому, что электрическая энергия проходит по линиям электропередач, а затем дает энергию множеству различных машин для работы.
Какой звук имеет больше энергии - гудок грузовика или водный фонтан? У гудка больше энергии, потому что чем громче что-то, тем больше у него звуковой энергии.
Энергия, которой обладает объект, измеряется с точки зрения его способности совершать работу. Таким образом, единица энергии та же, что и у работы, и это джоуль (Дж). 1 джоуль (Дж) — это энергия, необходимая для выполнения 1 джоуля работы. Джоуль относится к количеству энергии, переданному телу путем работы по его перемещению на расстояние 1 м против силы 1 Н. Используется более крупная единица энергии, называемая килоджоулем (кДж). 1 кДж = 1000 Дж.
Кинетическая энергия - любые движущиеся объекты используют кинетическую энергию. Например, полет самолета в небе, бросание мячей, бег, езда на велосипеде и т. д. являются примерами кинетической энергии. Движущийся автомобиль на дороге имеет кинетическую энергию, тогда как припаркованный автомобиль не имеет кинетической энергии. Это означает, что кинетическая энергия существует только тогда, когда тело или объект движется. Когда объект находится в состоянии покоя, его кинетическая энергия становится равной нулю. Это означает, что когда Движение = 0, Кинетическая энергия = 0. Она варьируется от нуля до положительного значения. Пример: ребенок качается на качелях. Независимо от того, движутся ли качели вперед или назад, значение кинетической энергии никогда не бывает отрицательным.
Потенциальная энергия – это энергия положения объекта. Пример: когда ребенок, качаясь на качелях, достигает вершины дуги, у него максимальная потенциальная энергия. Когда он находится ближе к земле, его потенциальная энергия минимальна (0). Другой пример – подбрасывание мяча в воздух. В самой высокой точке потенциальная энергия максимальна. Когда мяч поднимается или опускается, он имеет комбинацию потенциальной и кинетической энергии.
Механическая энергия – это энергия, которая возникает в результате движения или расположения объекта. Механическая энергия представляет собой сумму кинетической энергии и потенциальной энергии. Примеры: Объект, обладающий механической энергией, имеет как кинетическую, так и потенциальную энергию, хотя энергия одной из форм может быть равна нулю. Движущийся автомобиль имеет кинетическую энергию. Если вы перемещаете автомобиль на гору, он имеет кинетическую и потенциальную энергию. Книга, лежащая на столе, имеет потенциальную энергию.
Химическая энергия - Химическая энергия - это энергия, которая хранится в связях атомов и молекул. Когда происходит эта химическая реакция, эта энергия высвобождается. Мы используем химическую энергию в нашей машине в виде топлива (бензин/дизель) для движения. Аккумуляторы, биомасса, нефть, природный газ и уголь являются примерами хранимой химической энергии. Пища также является хорошим примером хранимой химической энергии. Эта энергия высвобождается во время пищеварения.
Электрическая энергия - Энергия, вырабатываемая крошечными заряженными частицами, называемыми электронами. Молния - это одна из форм электрической энергии. Почти все наши приборы, такие как ноутбуки, кофемашины, мобильные телефоны, пылесосы и телевизоры, работают на электричестве.
Тепловая энергия – также известна как тепловая энергия. Энергия, которая исходит от огня, является тепловой энергией. Она отражает разницу температур между двумя системами. Как мы знаем, материя состоит из молекул. Когда мы повышаем температуру материи, частицы вибрируют быстрее. Тепловая энергия – это энергия, которая исходит от температуры материи. Чашка горячего кофе, электрическая или газовая плита, комнатный обогреватель и т. д. являются примерами тепловой энергии.
Световая энергия - также известна как лучистая энергия. Земля получает большую часть своей энергии от света Солнца. Растения берут световую энергию от Солнца и преобразуют ее в химическую энергию (пищу), которая помогает им расти, это известно как фотосинтез.
Звуковая энергия – Чем громче мы кричим, тем больше звуковой энергии мы используем. Все, что вы слышите, является звуковой энергией. Помимо наших голосов, есть много других примеров звуковой энергии: хлопки в ладоши, игра на гитаре, лай собак и т. д.
Ядерная энергия – Ядерная энергия хранится в ядре атомов. Эта энергия высвобождается, когда ядра объединяются (синтез) или разделяются (деление). Пример: Ядерное деление, ядерный синтез и ядерный распад являются примерами ядерной энергии. Атомная детонация и энергия от ядерной электростанции являются конкретными примерами этого типа энергии. Атомные электростанции расщепляют ядра атомов урана для производства электроэнергии.
Электромагнитная энергия – Электромагнитная энергия или лучистая энергия – это энергия света или электромагнитных волн. Пример: любая форма света имеет электромагнитную энергию, включая части спектра, которые мы не можем видеть. Радио, гамма, рентгеновские лучи, микроволны и ультрафиолетовый свет – вот некоторые примеры электромагнитной энергии.
Гравитационная энергия – Энергия, связанная с гравитацией, включает притяжение между двумя объектами на основе их массы. Она может служить основой для механической энергии, такой как потенциальная энергия объекта, помещенного на полку, или кинетическая энергия Луны на орбите вокруг Земли. Пример: Гравитационная энергия удерживает атмосферу на Земле.
Энергия ионизации – это форма энергии, которая связывает электроны с ядром его атома, иона или молекулы. Пример: Первая энергия ионизации атома – это энергия, необходимая для полного удаления одного электрона. Вторая энергия ионизации – это энергия для удаления второго электрона, и она больше, чем необходимая для удаления первого электрона.
Закон сохранения энергии гласит, что энергия никогда не может быть создана или уничтожена, но может быть только преобразована из одной формы в другую. Одним из примеров является химическая энергия в пище, которая превращается в кинетическую энергию, когда мы движемся.
Масса тесно связана с энергией. В результате эквивалентности массы и энергии любой неподвижный объект с массой имеет эквивалентное количество энергии, которое называется энергией покоя. Масса покоя относится к массе неподвижного тела. Приращение энергии к телу сверх энергии покоя увеличит общую массу объекта. Пример: нагревание объекта приводит к увеличению энергии, которое можно измерить как небольшое увеличение массы.
ВОЗОБНОВЛЯЕМАЯ ЭНЕРГИЯ
Возобновляемая энергия — это энергия, вырабатываемая из источников, которые не истощаются или могут быть восполнены в течение жизни человека. Наиболее распространенными примерами являются энергия ветра, солнца, геотермальная энергия, биомасса и гидроэнергия.
Солнечная энергия относится к типу энергии солнца. Она может быть преобразована в электрическую, тепловую и химическую энергию. Например, солнечные панели используются для сбора солнечной энергии, а затем преобразования ее в электрическую энергию. Эта энергия может использоваться для освещения или отопления. Солнечная энергия также применяется в электроприборах, таких как мобильные телефоны. Этот тип энергии очень распространен в тропических регионах мира, где он традиционно использовался для сушки таких культур, как кофе, кукуруза и рис. Некоторые из преимуществ этого типа энергии заключаются в том, что она дешевая, неисчерпаемая, имеет широкий спектр источников и является чистым источником энергии.
Ветровая энергия относится к энергии ветра. Ветряные мельницы используются для преобразования энергии ветра в механическую энергию, которая может использоваться различными способами. К ним относятся производство электроэнергии, измельчение зерновых и перекачка воды. На протяжении столетий энергия ветра использовалась для приведения в движение океанских судов, таких как доу и корабли. Районы с открытыми ландшафтами являются основными потенциальными районами с ветровой энергией.
Энергия, получаемая из воды, называется гидроэнергией. Она вырабатывается, когда вода находится в движении. Вода, текущая с высокой скоростью, имеет много кинетической энергии, которая может выполнять работу. Например, силу воды можно использовать для вращения мельниц для зерна. Энергия также используется для вращения турбин, которые вырабатывают гидроэлектроэнергию.
НЕВОЗОБНОВЛЯЕМАЯ ЭНЕРГИЯ
Напротив, невозобновляемая энергия — это энергия, которая поступает из источников, которые закончатся или не будут восполнены в течение нашей жизни. Большинство источников невозобновляемой энергии — это ископаемое топливо, такое как уголь, газ и нефть.
Нефть относится к жидким и газообразным углеводородам из животного и растительного материала, которые были отложены, сжаты и превращены в эти формы в осадочных породах. После очистки нефти получаются различные продукты. Эти продукты включают бензин (бензин), авиационное топливо, смазочные материалы, керосин и битум. Эти продукты используются для различных целей. Промышленное дизельное топливо применяется в промышленности в печах и котлах для получения топлива для транспортных средств, кораблей, локомотивных двигателей и машин.
Уголь — это коричневая или черная порода, в основном состоящая из углерода, образовавшегося миллионы лет назад в результате сжатия растительного материала. Использование угля в качестве источника энергии сократилось в последние годы с открытием геотермальной энергии, гидроэлектроэнергии и нефти.
Природный газ — это тип газа, который образуется под землей и формируется на верхних слоях сырой нефти, но может также встречаться сам по себе. Он используется в промышленности в основном для отопления и в бытовых целях для отопления, освещения и приготовления пищи.
