Chúng tôi sử dụng từ 'năng lượng' rất nhiều trong các cuộc trò chuyện hàng ngày của chúng tôi. Có nhiều dạng năng lượng khác nhau mà chúng ta sử dụng hàng ngày để di chuyển, nói chuyện, nấu ăn, chạy nhảy, hoặc để bật đèn, sưởi, âm nhạc và TV. Trong bài học này, chúng ta sẽ tìm hiểu về năng lượng và các dạng khác nhau của nó với những tình huống bạn trải qua trong cuộc sống hàng ngày.
Bắt đầu nào.
Năng lượng làm cho mọi thứ xảy ra. Mỗi khi một cái gì đó chuyển động, đó là vì năng lượng. Mỗi khi một cái gì đó trở nên ấm hơn, đó là bởi vì năng lượng. Mỗi khi một cái gì đó phát ra âm thanh, đó là vì năng lượng. Chúng ta sử dụng năng lượng để suy nghĩ, chơi và nói chuyện. Trên thực tế, mỗi khi chúng ta làm bất cứ điều gì, chúng ta đều sử dụng năng lượng!
Chúng ta sử dụng năng lượng để sưởi ấm và làm mát nhà cửa, trường học và văn phòng. Chúng tôi sử dụng năng lượng cho đèn và thiết bị. Năng lượng làm cho xe cộ của chúng ta chuyển động, máy bay bay, thuyền buồm và máy móc chạy.
Tất cả các sinh vật sống cũng cần năng lượng. Cây sử dụng ánh sáng từ mặt trời để phát triển. Động vật và con người ăn thực vật và sử dụng năng lượng đã được tích trữ. Thức ăn là nhiên liệu cho nhu cầu năng lượng của cơ thể chúng ta.
Bạn có nhận thấy sau một trận bóng đá căng thẳng (hoặc bất kỳ môn thể thao nào), cơ thể bạn cảm thấy nóng như thế nào không? Đó là do cơ thể bạn tạo ra năng lượng nhiệt.
Nói một cách dễ hiểu, năng lượng là khả năng thực hiện công việc. Năng lượng có nhiều dạng khác nhau và chúng ta sử dụng nó theo nhiều cách. Hãy xem một số ví dụ từ cuộc sống hàng ngày của chúng ta:
Cái nào có nhiều năng lượng hơn - một chiếc máy bay bay trên bầu trời hay một cuốn sách rơi khỏi bàn? Máy bay bay trên bầu trời có nhiều năng lượng hơn vì nó bay nhanh hơn nhiều so với một cuốn sách, và cũng vì máy bay nặng hơn cuốn sách.
Khi sô cô la nóng nguội đi, nó thu được hay mất nhiệt năng? Nó mất nhiệt năng vì sữa đang giải phóng nhiệt năng (hoặc nhiệt lượng) của nó ra môi trường xung quanh và không còn hấp thụ nhiệt năng từ nhiệt độ tăng lên của bếp.
Bạn nghĩ máy pha cà phê hoặc TV bắt đầu hoạt động như thế nào khi chúng được cắm vào ổ cắm? Điều này là do năng lượng điện truyền qua các đường dây điện và sau đó cung cấp năng lượng cho rất nhiều máy móc khác nhau hoạt động.
Âm thanh nào có nhiều năng lượng hơn - còi xe tải hay vòi phun nước? Còi có nhiều năng lượng hơn vì cái gì càng to thì càng có nhiều năng lượng âm thanh.
Năng lượng mà một vật sở hữu được đo bằng khả năng thực hiện công việc của nó. Do đó, đơn vị của năng lượng giống như của công, và đó là Joule (J). 1 Joule (J) là năng lượng cần thiết để thực hiện 1 jun công việc. Một jun đề cập đến lượng năng lượng được truyền cho một cơ thể bằng cách di chuyển nó trong khoảng cách 1m so với lực 1N. Một đơn vị năng lượng lớn hơn gọi là kilojoule (kJ) được sử dụng. 1 kJ = 1000 J.
Động năng - Mọi vật chuyển động đều sử dụng động năng. Ví dụ, lái máy bay trên bầu trời, ném bóng, chạy, đạp xe, v.v. là những ví dụ về động năng. Một ô tô đang chuyển động trên đường thì có động năng còn ô tô đang đỗ thì không có động năng. Nó có nghĩa là động năng chỉ tồn tại khi một cơ thể hoặc vật thể chuyển động. Khi một vật ở trạng thái nghỉ, động năng của nó bằng không. Điều này có nghĩa là, khi Chuyển động = 0, Động năng = 0. Nó nằm trong khoảng từ 0 đến một giá trị dương. Ví dụ: Một đứa trẻ đu trên xích đu. Cho dù con đu chuyển động tiến hay lùi, giá trị của động năng không bao giờ âm.
Thế năng - Là thế năng của một vật. Ví dụ: Khi một đứa trẻ đu trên xích đu lên đến đỉnh của vòng cung thì nó có thế năng cực đại. Khi cô ấy ở gần mặt đất hơn, thế năng của cô ấy ở mức cực tiểu (0). Một ví dụ khác là ném một quả bóng lên không trung. Tại thời điểm cao nhất, thế năng là lớn nhất. Khi quả bóng bay lên hoặc rơi xuống, nó có sự kết hợp giữa thế năng và động năng.
Năng lượng cơ học - Đây là năng lượng sinh ra từ chuyển động hoặc vị trí của một vật thể. Cơ năng là tổng của động năng và thế năng. Ví dụ: Một vật sở hữu cơ năng có cả động năng và thế năng, mặc dù năng lượng của một trong các dạng có thể bằng không. Một ô tô đang chuyển động thì có động năng. Nếu đưa ô tô lên núi thì ô tô có động năng và thế năng. Một cuốn sách ngồi trên bàn có thế năng.
Năng lượng hóa học - Năng lượng hóa học là năng lượng được lưu trữ trong các liên kết của các nguyên tử và phân tử. Khi phản ứng hóa học xảy ra, năng lượng này được giải phóng. Chúng tôi sử dụng năng lượng hóa học trong ô tô của mình dưới dạng nhiên liệu (xăng / dầu diesel) để lái xe. Pin, sinh khối, dầu, khí đốt tự nhiên và than đá là những ví dụ về năng lượng hóa học được lưu trữ. Thực phẩm cũng là một ví dụ điển hình về năng lượng hóa học được lưu trữ. Đây là năng lượng được giải phóng trong quá trình tiêu hóa.
Năng lượng điện - Năng lượng được tạo ra bởi các hạt mang điện cực nhỏ gọi là electron. Tia chớp là một dạng năng lượng điện. Hầu hết tất cả các thiết bị của chúng ta như máy tính xách tay, máy pha cà phê, điện thoại di động, máy hút bụi và tivi đều hoạt động bằng điện.
Nhiệt năng - Nó còn được gọi là nhiệt năng. Năng lượng sinh ra từ ngọn lửa là nhiệt năng. Nó phản ánh sự chênh lệch nhiệt độ giữa hai hệ thống. Như chúng ta biết vật chất được tạo thành từ các phân tử. Khi chúng ta tăng nhiệt độ của vật chất, các hạt dao động nhanh hơn. Nhiệt năng là năng lượng sinh ra từ nhiệt độ của vật chất. Một tách cà phê nóng, bếp điện hoặc gas, máy sưởi trong phòng, v.v. là những ví dụ về năng lượng nhiệt.
Năng lượng ánh sáng - Đây còn được gọi là Năng lượng bức xạ. Trái đất nhận được rất nhiều năng lượng từ ánh sáng của Mặt trời. Thực vật lấy năng lượng ánh sáng từ mặt trời và chuyển nó thành năng lượng hóa học (thức ăn) giúp chúng phát triển, đây được gọi là quang hợp.
Năng lượng âm thanh - Chúng ta hét càng to, chúng ta càng sử dụng nhiều năng lượng âm thanh hơn. Bất cứ thứ gì bạn nghe được đều là năng lượng âm thanh. Ngoài giọng nói của chúng ta, có rất nhiều ví dụ khác về năng lượng âm thanh: vỗ tay, chơi guitar, chó sủa, v.v.
Năng lượng hạt nhân - Năng lượng hạt nhân được lưu trữ trong hạt nhân của nguyên tử. Năng lượng này được giải phóng khi các hạt nhân kết hợp (nhiệt hạch) hoặc tách ra (phân hạch). Ví dụ: Sự phân hạch hạt nhân, phản ứng tổng hợp hạt nhân và sự phân rã hạt nhân là những ví dụ về năng lượng hạt nhân. Sự phát nổ nguyên tử và nguồn điện từ nhà máy hạt nhân là những ví dụ cụ thể về loại năng lượng này. Các nhà máy điện hạt nhân tách hạt nhân của nguyên tử uranium để sản xuất điện.
Năng lượng điện từ - Năng lượng điện từ hay năng lượng bức xạ là năng lượng từ ánh sáng hoặc sóng điện từ. Ví dụ: Bất kỳ dạng ánh sáng nào cũng có năng lượng điện từ, kể cả những phần của quang phổ mà chúng ta không thể nhìn thấy. Vô tuyến, gamma, tia X, vi sóng và tia cực tím là một số ví dụ về năng lượng điện từ.
Năng lượng hấp dẫn - Năng lượng liên quan đến lực hấp dẫn liên quan đến lực hút giữa hai vật thể dựa trên khối lượng của chúng. Nó có thể dùng làm cơ sở cho năng lượng cơ học, chẳng hạn như thế năng của một vật thể đặt trên giá đỡ hoặc động năng của Mặt trăng trên quỹ đạo quanh Trái đất. Ví dụ: Năng lượng trọng trường giữ bầu khí quyển đối với Trái đất.
Năng lượng ion hóa - Là dạng năng lượng liên kết các electron với hạt nhân của nguyên tử, ion hoặc phân tử của nó. Ví dụ: Năng lượng ion hóa thứ nhất của nguyên tử là năng lượng cần thiết để bứt ra hoàn toàn một êlectron. Năng lượng ion hóa thứ hai là năng lượng để loại bỏ một điện tử thứ hai và lớn hơn năng lượng cần thiết để loại bỏ điện tử thứ nhất.
Định luật Bảo toàn Năng lượng nói rằng năng lượng không bao giờ có thể được tạo ra hoặc bị phá hủy, mà nó chỉ có thể biến đổi từ dạng này sang dạng khác. Một ví dụ là năng lượng hóa học trong thực phẩm được biến thành động năng khi chúng ta di chuyển.
Khối lượng có quan hệ mật thiết với năng lượng. Là kết quả của sự tương đương giữa khối lượng và năng lượng, bất kỳ vật thể đứng yên nào có khối lượng đều có một lượng năng lượng tương đương được gọi là năng lượng nghỉ. Khối lượng nghỉ là khối lượng của một vật đứng yên. Một phần năng lượng gia tăng cho cơ thể cao hơn phần năng lượng nghỉ sẽ nâng tổng khối lượng của vật lên. Ví dụ: đốt nóng một vật dẫn đến sự gia tăng năng lượng có thể đo được khi khối lượng nhỏ tăng lên.
NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO
Năng lượng tái tạo là năng lượng được sản xuất từ các nguồn không cạn kiệt hoặc có thể được bổ sung trong vòng đời của con người. Các ví dụ phổ biến nhất bao gồm gió, năng lượng mặt trời, địa nhiệt, sinh khối và thủy điện.
Năng lượng mặt trời đề cập đến loại năng lượng từ mặt trời. nó có thể được chuyển đổi thành năng lượng điện, nhiệt và hóa học. Ví dụ, các tấm pin mặt trời được sử dụng để khai thác năng lượng mặt trời và sau đó chuyển đổi nó thành năng lượng điện. Năng lượng này có thể được sử dụng để thắp sáng hoặc sưởi ấm. Năng lượng mặt trời cũng được ứng dụng trong các thiết bị điện như điện thoại di động. Loại năng lượng này có rất nhiều ở các vùng nhiệt đới trên thế giới, nơi nó được sử dụng truyền thống để làm khô các loại cây trồng như cà phê, ngô và lúa. Một số ưu điểm của loại năng lượng này là giá thành rẻ, không cạn kiệt, nguồn cung cấp đa dạng và là nguồn năng lượng sạch.
Năng lượng gió đề cập đến năng lượng từ gió. Cối xay gió được sử dụng để chuyển đổi năng lượng gió thành năng lượng cơ học có thể được sử dụng theo nhiều cách khác nhau. Chúng bao gồm tạo ra điện, xay ngũ cốc và bơm nước. Trong nhiều thế kỷ, năng lượng gió đã được khai thác để đẩy các tàu viễn dương như thuyền buồm và tàu thủy. Những khu vực có cảnh quan thoáng đãng là những khu vực có tiềm năng lớn về năng lượng gió.
Năng lượng thu được từ nước được gọi là thủy năng. Nó được tạo ra khi nước chuyển động. Nước chảy ở tốc độ cao có rất nhiều động năng có thể làm việc. Ví dụ, lực của nước có thể được sử dụng để làm quay cối xay ngũ cốc. Năng lượng này cũng được sử dụng để quay các tuabin tạo ra thủy điện.
NĂNG LƯỢNG KHÔNG TỰ TÁI TẠO
Ngược lại, năng lượng không tái tạo là năng lượng đến từ các nguồn sẽ cạn kiệt hoặc không được bổ sung trong vòng đời của chúng ta. Hầu hết các nguồn năng lượng không thể tái tạo là nhiên liệu hóa thạch, chẳng hạn như than đá, khí đốt và dầu mỏ.
Dầu mỏ đề cập đến các hydrocacbon lỏng và khí từ vật chất động vật và thực vật được hình thành, nén và biến thành các dạng này trong đá trầm tích. Sau khi dầu mỏ được tinh chế, thu được các sản phẩm khác nhau. Các sản phẩm này bao gồm xăng (xăng), nhiên liệu hàng không, chất bôi trơn, dầu hỏa và bitum. Các sản phẩm này được sử dụng cho các mục đích khác nhau. Dầu diesel công nghiệp được ứng dụng trong các ngành công nghiệp trong lò nung và nồi hơi, để tạo ra nhiên liệu cho xe cộ, tàu thủy, động cơ đầu máy và máy móc.
Than đá là một loại đá màu nâu hoặc đen, chủ yếu được tạo thành từ cacbon được hình thành từ hàng triệu năm trước từ quá trình nén của thực vật. Việc sử dụng than làm nguồn điện đã giảm trong những năm gần đây với việc phát hiện ra năng lượng địa nhiệt, thủy điện và dầu khí.
Khí tự nhiên là một loại khí hình thành dưới lòng đất và hình thành ở các lớp trên của dầu thô nhưng cũng có thể tự xuất hiện. Nó được sử dụng trong các ngành công nghiệp chủ yếu để sưởi ấm và các mục đích gia dụng để sưởi ấm, chiếu sáng và nấu ăn.
