Care este conceptul de „energie” pe care îl folosim atât de des? „Energie” (greacă ενεργια - acțiune, activitate) - o măsură cantitativă generală diverse forme miscarea materiei. În general, conceptul de energie, ideea de energie, este artificial și creat special pentru a fi rezultatul gândurilor noastre despre lumea din jurul nostru. Spre deosebire de materie, despre care putem spune că există, energia este rodul gândirii umane, „invenția” lui, construită în așa fel încât să poată descrie diverse schimbări din lumea înconjurătoare și, în același timp, să vorbească despre constanţă, conservarea căreia -ceea ce se numea energie. Pentru această cantitate fizică pentru o lungă perioadă de timp s-a folosit termenul „forță vie”, introdus de I. Newton. Pentru prima dată în istorie, Robert Mayer pune în conceptul de „forță vie” sensul de „energie”, fără măcar a rosti acest cuvânt, în articolul „Observații asupra forțelor”. natura neînsuflețită", publicată în 1842. Termenul special „energie” a fost introdus în 1807 de către fizicianul englez Thomas Young și a desemnat o cantitate proporțională cu masa și pătratul vitezei unui corp în mișcare. Termenul „energie” în sensul său modern a fost introdus în știință de William Thomson (Lord Kelvin) în 1860.

Energia se manifestă în diferite forme de mișcare a materiei care umple tot spațiul cosmic. O proprietate inerentă tuturor tipurilor de energie și care le unește este capacitatea fiecărui tip de energie de a se transforma, în anumite condiții, în orice alt tip într-un raport cantitativ strict definit. Însuși numele acestei proprietăți - „legea conservării și transformării energiei” - a fost introdus în circulația științifică de F. Engels, ceea ce a făcut posibilă măsurarea tuturor tipurilor de energie în aceleași unități. Jouleul este luat ca atare unitate (1 J = 1 H m = 1 kg m 2 / s 2). În același timp, pentru a măsura cantitatea de căldură, se folosește unitatea „veche” - 1 cal (calorie), pentru a măsura energia mecanică - valoarea de 1 kgm = 9,8 J, energie electrică - 1 kW h = 3,6 MJ, în timp ce 1 J = 1 W s.

Aproape toate tipurile de energie considerate în termodinamica tehnică, cu excepția căldurii, reprezintă energia mișcării direcționate. Astfel, energia mecanică se manifestă în mișcarea direct observabilă a corpurilor, care are o anumită direcție în spațiu (mișcarea gazului printr-o țeavă, zborul unui proiectil, rotația unui arbore etc.). Energia electrică se manifestă prin mișcarea latentă a electronilor de-a lungul unui conductor ( curent electric). Energia termică este exprimată în mișcare haotică moleculară și intramoleculară, reprezentând energia mișcării haotice a atomilor și moleculelor unei substanțe. Energia termică a gazelor se manifestă prin mișcarea de vibrație, rotație și translație a moleculelor, care își schimbă constant viteza în mărime și direcție. În acest caz, fiecare moleculă se poate mișca aleatoriu în întregul volum al gazului. ÎN solide energia termică se manifestă în vibrații ale moleculelor și atomilor în raport cu pozițiile determinate de structura cristalină a unei substanțe în lichide, în vibrațiile și mișcarea moleculelor sau a complexelor acestora; În consecință, diferența fundamentală dintre energia termică și alte tipuri de energie este că este mai degrabă energia mișcării haotice decât a mișcării direcționate. Ca urmare a acestui fapt, transformarea energiei termice în orice tip de energie de mișcare direcționată are propriile sale caracteristici, al căror studiu este una dintre sarcinile principale ale termodinamicii tehnice.

Fiecare corp în orice stare poate poseda simultan diferite tipuri de energie, inclusiv termică, mecanică, electrică, chimică, intranucleară, precum și energie potențială a diferitelor câmpuri fizice (gravitațional, magnetic, electric). Suma tuturor tipurilor de energie pe care le posedă un corp este energia sa totală.

Sunt incluse energiile termice, chimice și intranucleare energie internă corpuri. Toate celelalte tipuri de energie asociate cu mișcarea unui corp, precum și energia potențială a câmpurilor fizice externe, aparțin energiei sale externe. De exemplu, energia externă a unui proiectil zburător în zona de acțiune a forțelor gravitaționale va fi suma dintre E k cinetic și energia potențială. câmp gravitațional De ex. Dacă un gaz sau un lichid se mișcă într-un flux continuu într-o țeavă, atunci energia lor externă include suplimentar împingând energie, numit uneori energia de presiune E pr.

Energia externă este deci suma

E în n = E k + Σ E p i + E p r, unde E p i este energia potențială a câmpului i (magnetic, electrostatic etc.).

Energia internă a unui corp U poate fi reprezentată ca fiind formată din două părți: energia termică internă U T și U 0 - energia internă zero a corpului, răcită condiționat la zero absolut temperaturi:

U=U0 +UTT.

Energia termică internă este acea parte a energiei interne totale a corpului care este asociată cu termică mișcare haotică molecule și atomi și pot fi exprimate prin temperatura corpului și alți parametri. Deoarece temperatura unui corp real reflectă doar parțial interiorul său energie termică, o modificare a acestuia din urmă poate apărea și la temperatura corpului constantă. Exemple în acest sens sunt procesele de evaporare, topire, sublimare, în care are loc o transformare de fază și se modifică gradul de aleatorie a mișcării moleculare.

Astfel, energia totală a unui corp în cazul general poate fi reprezentată ca suma zero intern U 0 , termică internă U T , energii cinetice externe E k, potențial extern total Σ E p i energii și energie de împingere E p : E = U 0 +U T +E k + Σ E p i +E p r .

Fiecare dintre aceste componente energie totală se pot transforma, în anumite condiţii, unul în altul. De exemplu, în reacțiile chimice există o conversie reciprocă a U 0 în UT . Dacă reacția este exotermă, atunci o parte din energia zero este transformată în căldură. Energia punctului zero a substanțelor rezultate se dovedește a fi mai mică decât cele inițiale - are loc „eliberarea de căldură”. În reacțiile endoterme, se observă fenomenul opus: energia zero crește din cauza scăderii energiei termice - are loc „absorbția de căldură”.

În procese care nu sunt legate de schimbare compozitia chimica substanțe, energia punctului zero nu se modifică și rămâne constantă. În aceste condiții, se modifică doar energia termică internă. Acest lucru ne permite să luăm în considerare în diferite ecuații de calcul doar modificarea energiei termice interne, pe care o vom numi în continuare pur și simplu energie internă U. Dacă corp omogen masa m are energie internă U, atunci energia internă a 1 kg din acest corp este u=U/m.

Mărimea se numește energie internă specificăși măsurată în J/kg.

Energia cinetică externă (J) este energia mișcării de translație a corpului ca întreg și este exprimată prin formula

E к =mw 2 /2, unde m – greutatea corporală, kg; w – viteza de deplasare, m/s.

Energia potențială externă ca energie a acțiunii dirijate a câmpurilor statice poate fi exprimată în termeni de lucru posibil al fiecărui câmp de la o poziție dată până la un zero. Astfel, energia potențială a unui câmp gravitațional este exprimată ca produsul dintre forța gravitațională mg a acestui corp și înălțimea lui H peste orice zero de referință:

Aici înălțimea H reprezintă coordonatele corespunzătoare.

Energia de împingere E p este energia suplimentară a unei substanțe care apare în sistem datorită influenței altor părți ale sistemului asupra acesteia, încercând să împingă această substanță din vasul ocupat. Astfel, atunci când un gaz (sau abur) curge printr-o țeavă sau orice canal în condiții de curgere continuă, fiecare kilogram din acest gaz, pe lângă energiile cinetice și potențiale interne și externe, are energie de împingere suplimentară transportată de la sine:

E pr .

=p υ ,

unde p – presiunea specifică; υ – volum specific (volum de 1 kg masă substanță).

Pentru gaze, vapori și lichide dintr-un flux, valoarea p υ (sau pV pentru m kg de substanță) determină parte integrantă a acestora

energie. Așadar, pentru substanțele aflate în flux continuu, parametrul determinant nu va mai fi energia internă U, ci suma U+pV=I, numită entalpie.

Pentru 1 kg de substanță i =u+ p υ, unde i este în J/kg. Aceeași energie i o deține 1 kg de gaz situat în cilindru atunci când este deplasat de piston.

Energia totală a sistemului în cauză, constând din 1 kg de gaz și un piston care acționează asupra acestuia, va fi egală cu suma energiei interne a gazului și a energiei p υ expulsării acestuia, adică egală cu entalpia acestuia. . Din acest motiv, entalpia este adesea numită energia sistemului extins..

Pentru ca orice organism să înceapă să funcționeze, acesta trebuie hrănit. Și pentru ca mecanismul să înceapă să funcționeze, acesta trebuie să fie alimentat cu combustibil sau conectat la electricitate. Ce au toate acestea în comun? Mâncare, benzină, electricitate - surse de energie

Energie - o sursă de mișcare care ajută la realizarea muncii. Energia poate exista în stare liberă, de exemplu sub formă de lumină solară sau căldură. Dar energia poate fi conținută în materie. Aşa,

energie termică , depozitat în lemne de foc, se eliberează în timpul arderii și funcționează - încălzește încăperea..

Amintiți-vă cum arde lemnele în sobă și cum se încălzește fierbătorul. Aceasta este munca energie termică. Anterior, oamenii antici foloseau energia acumulată în corpul lor și al animalelor lor domestice pentru a lucra. De-a lungul timpului, au stăpânit capacitatea de a primi căldură, adică de a folosi energia termică conținută în lemnul de foc.

Când livrările de lemn au început să scadă, oamenii au învățat să folosească energia conținută în cărbunele extras din depozitele subterane. S-a inventat o mașină cu abur, în care energia aburului conducea roțile unei locomotive cu abur și ale unei nave cu aburi.

Timpul a trecut. Oamenii i-au descoperit pe alții surse de energie. Din petrol au început să obțină kerosen și benzină, care servesc combustibil pentru motoarele moderne. Astăzi, acest combustibil alimentează mașini, locomotive diesel, nave și avioane. Material de pe site

Datorită descoperiri științifice oamenii au învățat să folosească energie electrica. Nu ne mai putem imagina viața fără ea. Energia electricității a aprins becurile în case, a făcut să funcționeze aspiratoarele, mixerele, radiourile și televizoarele. A alimentat motoarele locomotivelor electrice și ale trenurilor electrice.

Chiar și din atomi - cele mai mici particule de materie - oamenii au învățat să extragă energie. Ea a fost numită energie atomica.

Pe această pagină există material pe următoarele subiecte:

• Tema lecției: tipuri de energie istorie naturală

• Tipuri de energie pe scurt

• Energia în viața umană scurt abstract

• Scurt raport energetic despre fizică

• Tipuri și surse de energie pe scurt

Întrebări despre acest material:

Aplicarea energiei nucleare Aplicarea energiei nucleare în lumea modernă se dovedește a fi atât de important încât dacă ne-am trezi mâine și energia reacție nucleară a dispărut, probabil că lumea așa cum o știm ar înceta să mai existe. Utilizarea pașnică a surselor...

03 08 2016

Magneții permanenți, deși au o rezervă de energie, o cedează cu multă reticență, așa că nu este nevoie să denumim în mod specific această energie. Cu toate acestea, curentul electric creează extins, puternic câmpuri magnetice. Imediat ce curentul este oprit, câmpul magnetic...

01 08 2016

Cea mai comună în care ne întâlnim viata de zi cu zi– energie mecanică. Aceasta este energia interacțiunii directe și a mișcării corpurilor fizice și a părților lor. În cadrul mecanicii (secțiunea de fizică), energia mecanică este împărțită în energie potențială (pentru lucrurile în repaus...

27 07 2016

Energia luminii este familiară tuturor oamenilor din toate timpurile de la naștere. Din cele mai vechi timpuri, au fost cunoscute surse de energie luminoasă precum Soarele, Luna și Stelele, focul, torța, animalele și plantele chimiluminiscente. În prezent, Soarele continuă să fie principalul și...

25 07 2016

Este frig sau cald în lumea noastră? La prima vedere, materia Universului nu este atât de fierbinte. Respirăm aer rece, bem apă rece, patim pe gheață, facem bulgări de zăpadă. Cerul negru al nopții nu ne încălzește. Pentru a vă menține cald, trebuie să aprindeți focul și să aprindeți sobele. Între timp...

23 07 2016

Energia chimică este cunoscută de toată lumea la omul modernși este utilizat pe scară largă în toate domeniile de activitate. Este cunoscut omenirii din cele mai vechi timpuri și a fost întotdeauna folosit atât în ​​viața de zi cu zi, cât și în producție. Cele mai comune dispozitive care folosesc...

20 07 2016

În multe cazuri, energiile electrice și magnetice sunt strâns legate între ele, fiecare dintre ele putând fi considerată „reversul” celuilalt. Curenți alternativi sunt create de variabile câmpuri electriceși formează câmpuri magnetice alternative în jurul lor. În timpul...

20 06 2016

Energia transportată de val poate fi enormă. Un exemplu în acest sens este Oceanul Mondial. Când suprafața calmă, linsată ușor a țărmului se transformă într-o furtună, valurile mării sunt capabile să distrugă nave, să arunce pietre uriașe la țărm, să stropească apa în rezervoare foarte înalte,...

Tipuri de energie - tipuri de energie cunoscute de omenire

Conceptul de „energie” este definit ca o măsură a diferitelor forme de mișcare a materiei și ca o măsură a tranziției mișcării materiei de la o formă la alta. În consecință, tipurile și tipurile de energie se disting în funcție de formele de mișcare ale materiei. Omul se ocupă de diferite tipuri de energie. De fapt, întregul proces tehnologic este transformarea unui tip de energie în altul. În timpul parcurgerii traseului tehnologic, energia este convertită în mod repetat de la un tip la altul, ceea ce duce la o scădere a cantității sale utile din cauza pierderilor și disipării în mediu.

Tipuri de energie cunoscute astăzi

• Mecanic
• Electric
• Chimic
• Termic
• Lumină (Radiant)
• Nuclear (Atomic)
• Termonuclear (fuziune)

În plus, cunoaștem și alte tipuri de energie, ale căror nume au mai degrabă un sens descriptiv decât fizic, cum ar fi energie eoliană, sau energie geotermală. În astfel de cazuri, forma fizică a naturii energiei este înlocuită cu numele sursei sale. Prin urmare, este mai corect să vorbim despre energia mecanică a vântului, energia fluxului vântului sau energia termică a surselor geotermale. În caz contrar, numărul de pseudo energii poate fi multiplicat la infinit, inventând energia gunoiului, energia hidrogenului, energia mentală sau energia vitală și energia mâinii. Combinând cuvântul „energie” cu obiecte specifice, privăm această conexiune sens fizic. Este imposibil să măsori cantitatea de energie psihică sau energie de voință. Tot ce rămâne este un indiciu că obiectul are un fel de energie, dar nu știm ce fel. Se pare că textul sau discursul este presărat cu un cuvânt care nu poartă o încărcătură semantică, deoarece fiecare obiect poartă energie și este inutil să o menționăm. Și prin analogie cu energia gândirii, ar trebui să apară masa gândirii, lungimea, lățimea și înălțimea gândirii, precum și densitatea acesteia. Pe scurt, astfel de fraze sunt o dovadă evidentă a prostiei și analfabetismului autorului sau vorbitorului.

Concepte fizice legate de definiția cuvântului „energie”

Dar să revenim la conceptele fizice reale asociate cu definiția cuvântului „energie”. Tipurile de energie de mai sus sunt cunoscute omului și au fost folosite de acesta de-a lungul istoriei civilizației. Singura excepție este energia dezintegrarii atomice, obținută abia la începutul secolului XX. Astfel, folosim și astăzi energia mecanică atunci când mergem pe bicicletă, folosim ceasuri cu pendul sau ridicăm și coborâm sarcini cu o macara. Energia electrică ne este familiară încă din cele mai vechi timpuri sub formă de fulger și electricitate statică. Cu toate acestea, acest tip de energie a început să fie utilizat pe scară largă abia în secolul al XIX-lea, când a fost inventată coloana voltaică - o baterie de curent continuu și. Cu toate acestea, chiar și în cele mai vechi timpuri, oamenii cunoșteau și foloseau acest tip de energie, deși nu peste tot. Sunt cunoscute bijuterii egiptene antice și obiecte de cult, a căror acoperire ar putea fi realizată doar prin electroliză. - poate cel mai comun și utilizat tip de energie, atât în ​​cele mai vechi timpuri, cât și în zilele noastre. Un foc, cărbuni, un arzător, chibrituri și multe alte obiecte asociate arderii se bazează pe energia interacțiunii chimice a materiei organice și a oxigenului. Astăzi, „combustia” de înaltă tehnologie se realizează în și, în și. Cu toate acestea, dispozitivele precum turbinele și motoarele cu ardere internă au un intermediar prost între materia primă (energia chimică) și produsul final (energia electrică). Din păcate, eficiența de motoare termice este mic, iar limitările sunt impuse nu de material, ci de teorie. Pentru limita este de 40%. Corpurile umane și toate animalele funcționează pe baza interacțiunilor chimice, a energiei chimice. Mâncând plante, obținem energie din ele formata din cauza absorbtiei energiei solare. Adică, indirect, o persoană se hrănește și cu energia solară, la fel cum toate viețuitoarele de pe Pământ se hrănesc cu ea.

Soarele este energia fără de care nu ar exista viață pe planeta noastră. Aproape toate tipurile și tipurile de energie, cu excepția atomică și termonucleară, pot fi considerate secundare în raport cu energia solară radiantă. Energia mecanică a mareelor, precum și energia termică a surselor geotermale, nu sunt, de asemenea, asociate cu radiația solară.

Energia termonucleară stă la baza lucrării luminii noastre centrale - Soarele Aceasta înseamnă că energia solară, la rândul ei, este un produs al energiei de fuziune termonucleară eliberată în adâncurile Soarelui. Astfel, marea majoritate a tipurilor de energie pe care le folosim pe Pământ au progenitorul lor principal sub forma energiei de fuziune termonucleară. nucleare, sau energie atomica – singurul tip de energie care se încadrează în afara ciclului energetic natural „standard”. Înainte de apariția omului, natura nu cunoștea (cu rare excepții) procesele de dezintegrare a punctului de masă nuclee atomice cu eliberarea unei energii enorme. Excepție este naturalul african" reactor nuclear „este un depozit de minereuri de uraniu, unde au loc reacții de descompunere atomică odată cu încălzirea rocilor din jur. Cu toate acestea, în natură, dezintegrarea atomică durează milioane de ani, deoarece timpii de înjumătățire ale uraniului și plutoniului sunt foarte lungi. Și deși mulți alți atomi, pe lângă uraniu și plutoniu, sunt, de asemenea, supuși dezintegrarii atomice, în general, aceste procese nu provoacă modificări semnificative ale materiei înconjurătoare pe unitatea de timp. Bărbatul și-a făcut modificările la echilibru energetic

planete, explodează bombe, construiesc centrale nucleare, arde petrol, gaz și cărbune. Desigur, procese similare au avut loc înaintea oamenilor, dar s-au extins pe milioane de ani. Au căzut meteoriți, au ars pădurile, a fost eliberat dioxid de carbon din mlaștini și din grosimea oceanelor lumii, iar uraniul s-a degradat. Dar încet - în volume mici pe unitatea de timp.

Surse alternative Astăzi, tipurile alternative de energie și cele alternative se dezvoltă activ. Cu toate acestea, chiar aceste cuvinte conțin deja o atitudine eronată față de cuvântul „energie”. Numind sursele de energie „alternative” le contrastăm cu sursele „tradiționale” - cărbune, petrol și gaze. Și acest lucru este de înțeles. Dar când spunem „energie alternativă” vorbim prostii, pentru că energiile există în afara dorințelor noastre. Și nu este clar care este alternativa la energia eoliană, pentru că pur și simplu există. Sau care este alternativa la energia solară și termonucleară a stelei noastre. În orice caz, îl folosim și este ciudat să-l numim alternativ, deoarece nu există alternative pentru el. În următoarele mii de ani, nu vom merge nicăieri din utilizarea energiei solare, deoarece întregul ecosistem al planetei se bazează pe ea. Cuvintele „tipuri de energie netradiționale”, „tipuri de energie regenerabilă” sau „tipuri de energie ecologice” arată la fel de ciudat. Ce tip de energie este tradițional? Cum poate fi reînnoit unul sau altul tip de energie? Cum se verifică energia pentru curățenia mediului? „Tradiționalitate”, „regenerabilitate” și „prietenia mediului” sunt mai rezonabile și mai corecte pentru a face referire. Atunci totul va deveni imediat clar și de înțeles. Și apoi, după ce ați sortat relațiile cauză-efect, puteți începe căutarea. Tipurile netradiționale de surse de energie pot fi găsite cu ușurință prin studierea naturii și lumea din jurul nostru. Aici veți găsi gunoi de grajd pentru încălzire, fân și un generator care folosește puterea musculară.

Sursele regenerabile de energie ar trebui căutate numai în mediul proceselor naturale

Nu există atât de multe procese similare și toate sunt asociate cu mișcarea materiei în jurul planetei - pământ, apă, aer, precum și cu activitățile organismelor vii. Deși, strict vorbind, nu există surse de energie regenerabilă, deoarece „bateria” noastră principală - Soarele - are o durată de viață limitată. Și pentru a căuta surse prietenoase cu mediul, trebuie mai întâi să definiți clar criteriile pentru respectarea mediului, deoarece, de fapt, orice intervenție umană în echilibrul energetic al planetei provoacă daune mediului. Strict vorbind, nu pot exista surse de energie prietenoase cu mediul, pentru că în orice caz vor afecta mediul. Nu putem decât să reducem această influență la minimum sau să o compensăm. În acest caz, orice efecte compensatorii trebuie efectuate în cadrul unui model de prognoză analitică globală.

Acestea sunt toate tipuri diferite de energie. Toate procesele care au loc în natură necesită energie. În orice proces, un tip de energie este convertit în altul. Produse alimentare – cartofi, pâine etc. - Acestea sunt instalații de stocare a energiei. Obținem aproape toată energia pe care o folosim pe Pământ de la Soare. transferă către Pământ atâta energie cât ar fi produsă de 100 de milioane de centrale puternice.

Tipuri de energie

Energia există cel mai mult diferite tipuri. Pe lângă energia termică, luminoasă și sonoră, există și energie chimică, cinetică și potențială. Un bec electric emite căldură și energie luminoasă. Energia sonoră este transmisă prin intermediul undelor. Undele fac timpanele să vibreze, motiv pentru care auzim sunete. Energia chimică este eliberată prin reacții chimice. Alimentele, combustibilii (cărbune, petrol, benzină) și bateriile sunt instalații de stocare a energiei chimice. Produsele alimentare sunt depozite de energie chimică eliberată în organism.

Corpurile în mișcare au energie cinetică, adică energia mișcării. Cu cât un corp se mișcă mai repede, cu atât este mai mare energia cinetică. Pierzând viteza, corpul pierde energie cinetică. Când lovește un obiect staționar, un corp în mișcare îi transferă o parte din energia sa cinetică și îl pune în mișcare. Animalele transformă o parte din energia pe care o primesc din alimente în energie cinetică.

Corpurile situate într-un câmp de forță, cum ar fi un câmp gravitațional sau magnetic, au energie potențială. Corpurile elastice sau elastice (având capacitatea de a se întinde) au energie potenţială tensiune sau elasticitate. Un pendul are energie potențială maximă atunci când este în punctul său cel mai înalt. Prin desfacere, arcul își eliberează energia potențială și face ca roțile din ceas să se rotească. Plantele primesc energie de la Soare și produc nutrienti- creează rezerve de energie chimică.

Conversia energiei

Legea conservării energiei spune că energia nu este nici creată din nimic și nici pierdută fără urmă. În toate procesele care au loc în natură, un tip de energie este convertit în altul. Energia chimică a bateriilor lanternei este transformată în energie electrică. Într-un bec energie electrica se transformă în căldură și lumină. Am dat un exemplu al acestui „lanț energetic” pentru a vă arăta cum un tip de energie este convertit în altul.

Cărbunele este rămășițele comprimate ale plantelor care au trăit cu mulți ani în urmă. Odată au primit energie de la Soare. Cărbunele este un depozit de energie chimică. Când cărbunele arde, energia sa chimică este transformată în energie termică. Energia termică încălzește apa și se evaporă. Aburul întoarce turbina. producând astfel energie cinetică – energia mișcării. Generatorul transformă energia cinetică în energie electrică. O varietate de dispozitive - lămpi, televizoare, încălzitoare, casetofone - consumă energie electrică și o transformă în sunet, lumină și căldură.

Rezultatele finale ale multor procese de conversie a energiei sunt lumina și căldura. Deși energia nu dispare, ea merge în spațiu și este greu de captat și folosit.

Energia solară

Energia de la Soare ajunge pe Pământ sub formă unde electromagnetice. Acesta este singurul mod prin care energia poate fi transmisă spatiu deschis. Poate fi folosit pentru a crea energie electrică folosind celule fotovoltaice sau pentru a încălzi apa în colectoare solare. Panoul colector absoarbe energia termică de la Soare. Figura prezintă o secțiune transversală a panoului colector. Panoul negru absoarbe energia termică venită de la Soare și se încălzește în țevi. Așa este construit acoperișul unei case încălzite de Soare. Energia solară este transferată în apa utilizată pentru nevoile casnice și pentru încălzire. Excesul de căldură intră în instalația de stocare a energiei. Energia este conservată folosind reactii chimice.

Resurse energetice

Avem nevoie de energie pentru a ne lumina și încălzi casele, pentru a găti alimente, pentru ca fabricile să funcționeze și mașinile să se poată mișca. Această energie este generată de arderea combustibilului. Există și alte moduri de a obține energie - de exemplu, aceasta este produsă centrale hidroelectrice. Aproape jumătate din populația lumii arde lemne, gunoi de grajd sau cărbune pentru a găti alimente și a-și încălzi casele.

Se numesc lemn, cărbune, petrol și gaze naturale resurse neregenerabile, deoarece sunt folosite o singură dată. Soare, vânt, apă - este resurse regenerabile de energie, deoarece ele însele nu dispar în timpul producerii de energie. În activitățile lor, oamenii folosesc resursele fosile pentru producerea de energie - 77%, lemnul - 11%, resursele regenerabile de energie - 5% și energia nucleară - 3%. Numim cărbune, petrol și gaze naturale combustibili fosili, din moment ce le extragem din adâncuri. S-au format din rămășițe de plante și animale. Aproape 20% din energia pe care o folosim provine din cărbune. Când arde combustibilul, ele intră dioxid de carbon si alte gaze. Acesta este parțial motivul pentru fenomene precum ploaia acide și efectul de seră. Doar aproximativ 5% din energie provine din surse regenerabile. Aceasta este energia Soarelui, a apei și a vântului. O altă sursă regenerabilă de energie este gazul produs în timpul degradarii. Când materie organică putrezesc și eliberează gaze, în special metan. Gazul natural este alcătuit în principal din gaz natural, care este folosit pentru încălzirea locuințelor și a apei. Timp de câteva milenii, oamenii au folosit energia eoliană pentru a propulsa navele cu pânze și pentru a transforma morile de vânt. De asemenea, vântul poate produce energie electrică și pompa apă.

Unități de energie și putere

Pentru a măsura cantitatea de energie, se folosește o unitate specială - joule (J). O mie de jouli este egal cu un kilojul (kJ). Un măr obișnuit (aproximativ 100 g) conține 150 kJ de energie chimică. 100 g de ciocolată conțin 2335 kJ. Puterea este cantitatea de energie utilizată pe unitatea de timp. Puterea se măsoară în wați (W). Un watt este egal cu un joule pe secundă. Cu cât un anumit mecanism produce mai multă energie într-un anumit timp, cu atât este mai mare puterea acestuia. Un bec de 60 W folosește 60 J pe secundă, iar un bec de 100 W folosește 100 J pe secundă.

Eficienţă

Orice mecanism consumă energie de un tip (de exemplu, electrică) și o transformă în energie de alt tip. Cu cât eficiența mecanismului este mai mare cele mai multe energia consumată este transformată în energia necesară. Eficiența aproape tuturor mașinilor este scăzută. O mașină medie transformă doar 15% din energia chimică din benzină în energie cinetică. Toată energia rămasă se transformă în căldură. Lămpile fluorescente sunt mai eficiente decât becurile convenționale, deoarece lămpile fluorescente transformă mai multă electricitate în lumină și mai puțină în căldură.