Energy - mao ang ... potensyal ug kinetic energy. Unsa ang enerhiya sa pisika?

Energy - kini mao ang sa ingon nga dili lamang ang kinabuhi sa atong planeta, apan usab sa uniberso. Sa samang higayon kini mahimong lahi kaayo. Pananglitan, kainit, tingog, kahayag, kuryente, microwaves, kaloriya mao ang mga lain-laing mga matang sa enerhiya. Kay ang tanang mga proseso sa pagkuha nga dapit sa atong palibot, kini mao ang gikinahanglan niini nga bahandi. Kadaghanan sa mga enerhiya sa tanan nga mga butang sa Yuta makadawat og gikan sa adlaw, apan adunay uban nga mga tinubdan niini. Ang adlaw gipadala sa iyang planeta sama sa nga naugmad sa sa mao nga panahon 100 milyon diha sa labing gamhanan nga gahum.

Unsa ang enerhiya?

teoriya Ang gibutang sa unahan Albertom Eynshteynom, magtuon kita sa relasyon sa butang ug enerhiya. Kini nga dako nga siyentipiko nga nakahimo sa pagpakita sa abilidad sa pagbag-o sa usa ka bahandi sa usa. Kini mibalik nga enerhiya mao ang labing importante nga butang sa paglungtad sa mga lawas, ug ang maong butang mao ang secondary.

Energy - mao, ug dako, ang katakos sa paghimo sa pipila ka mga buhat. Kini mao siya nga nagatindog sa luyo sa konsepto sa usa ka pwersa sa makahimo sa pagbalhin sa lawas o ihatag kini bag-o nga kabtangan. Unsa ang ang termino nga "kusog"? Physics - kini mao ang usa ka sukaranan sa siyensiya, nga hinalad sa iyang kinabuhi, sa daghang mga siyentipiko gikan sa lain-laing yugto ug mga nasud. Aristotle gigamit ang pulong nga "enerhiya" sa pagtumong sa mga kalihokan sa tawo. Gihubad gikan sa Grego "kusog" - kini "nga kalihokan", "gahom", "action", "gahom". Ang unang higayon nga ang mga pulong makita sa hubad sa kaagi sa Gregong eskolar nga gitawag nga "Physics".

Sa conventional diwa, kini mao na ang termino nga gimugna sa Iningles pisiko Thomas Young. Kini nga halandomong hitabo nahitabo sa layo nga 1807. Sa 50-dad sa mga XIX siglo. Iningles engineer Uilyam Tomson unang migamit sa terminong "kinetic engergiya", ug sa 1853 ang mga Scottish pisiko Uilyam Renkin imbento sa terminong "potensyal nga kusog".

Karon, kini mao ang usa ka scalar gidaghanon mao ang karon sa tanang mga dapit sa pisika. Kini mao ang usa ka komon nga sukod sa mga lain-laing mga matang sa kalihukan ug sa pakig sa butang. Sa laing mga pulong, kini mao ang usa ka sukod sa pagkakabig sa usa ka dagway sa usa.

Units ug mga simbolo

Ang kantidad sa enerhiya ang gisukod sa joules (J). Kini nga espesyal nga yunit, depende sa matang sa enerhiya mahimong adunay lain-laing ngalan, sama sa:

• W - total nga kusog sa sistema.
• Q - kainit.
• U - potensyal.

mga matang sa enerhiya

Sa kinaiyahan, adunay daghan nga mga nagkalain-lain nga mga matang sa enerhiya. Ang nag-unang mga mao ang:

• mekanikal;
• electromagnetic;
• electric;
• kemikal;
• sa kainit;
• nukleyar (atomic).

Adunay uban nga mga matang sa enerhiya: kahayag, tingog, magnetic. Sa bag-ohay nga mga tuig, ang usa ka nagtubo nga gidaghanon sa mga pisiko, ang mga siyentipiko nga mga huyog sa pangagpas sa paglungtad sa ingon-gitawag nga "kangitngit" sa enerhiya. Ang matag usa sa mga matang sa ibabaw sa bahandi niini nga adunay iyang kaugalingon nga mga kinaiya. Kay sa panig-ingnan, sa tingog nga kusog ang arang gipasa sa paagi sa mga balud. makaamot sila sa mga panghitabo sa uyog eardrum sa igdulungog sa mga tawo ug sa mga mananap, nga pinaagi niini mahimo kamo makadungog sa mga tingog. Sa dagan sa nagkalain-laing mga kemikal nga mga reaksiyon buhian enerhiya nga gikinahanglan alang sa kinabuhi sa tanan nga mga organismo. Ang bisan unsang sugnod, mga produkto sa pagkaon, baterya, baterya mao ang paghipos sa enerhiya niini.

Ang atong mga kahayag nagahatag sa kalibutan sa enerhiya diha sa porma sa electromagnetic balud. Ang bugtong paagi nga siya makabuntog sa kalapad sa uniberso. Salamat sa modernong teknolohiya, sama sa solar panel, kita kini sa paggamit sa labing epektibong paagi. Sobra nga wala magamit nga enerhiya nga gitipigan diha sa espesyal nga energohranilischah. Uban sa labaw sa mga matang sa enerhiya nga kanunay nga gigamit sa kainit tubod, mga suba, taob sa dagat, biofuels.

mekanikal nga enerhiya

Kini nga matang sa enerhiya nga gitun-an diha sa sanga sa pisika nga gitawag "mekaniko". Kini maoy gipasabot sa sulat sukod E. Ang gidala sa joules (J). Unsa ang enerhiya niini? Physics pagtuon sa mechanics motion sa mga lawas ug sa ilang mga pakig-uban sa usag usa o sa gawas nga kaumahan. Ang enerhiya tungod sa motion sa lawas, nga gitawag kinetic (nagtumong Ek), ug kusog tungod sa interaction sa mga lawas o sa gawas sa kaumahan, nga gitawag sa mga potensyal (E). Ang kantidad sa kalihukan ug pakig mao ang kinatibuk-mekanikal nga enerhiya sa sistema.

Kay ang kalkulasyon sa duha sakop sa henero nga adunay usa ka kinatibuk-ang pagmando sa. Aron pagtino nga ang gidaghanon sa enerhiya nga gikinahanglan sa kuwentahon ang buhat nga gikinahanglan alang sa paghubad sa lawas gikan sa zero estado sa karon nga kahimtang. Ang mas dako ang buhat, ang labaw nga enerhiya adunay usa ka lawas sa niini nga kahimtang.

Unbundling sa lain-laing mga mga ilhanan

Adunay pipila ka mga matang sa enerhiya division. Sa lain-laing mga nataran kini gibahin ngadto sa: sa gawas (kinetic ug potensyal) ug sa internal (mekanikal, kainit, electromagnetic, nukleyar, grabidad). Electromagnetic energy nga sa baylo gibahin ngadto sa magnetic ug electric ug nukleyar - enerhiya maluya ug lig-on nga pakig-.

kinetic

Sa bisan unsa nga nagalihok sa lawas mailhan pinaagi sa presensya sa kinetic enerhiya. Kini sa kasagaran gitawag - nagmaneho. enerhiya sa lawas nga nagalihok, ang nawad-an sa diha nga mohinay. Busa, ang mas paspas sa gikusgon, mas kinetic energy.

Sa kontak sa pagbalhin sa lawas ngadto sa usa ka dili malihok nga butang nga mapasa katapusan nga bahin sa kinetic kusog, ug modala niini sa motion. Kinetic enerhiya pormula mao ang sama sa mosunod:

• E _sa = mv ^2: 2,
  diin m - ang masa sa lawas, v - speed sa kalihukan sa lawas.

Sa mga pulong niini nga pormula mahimong sa gipahayag sa mosunod: nga ang kinetic kusog sa usa ka butang mao nga sama sa sa katunga sa mga produkto sa masa ug sa square sa iyang tulin, kabad.

potensyal

Kini nga matang sa enerhiya nga adunay usa ka lawas, nga anaa sa bisan unsa nga uma sa kusog. Busa, ang magnetic motungha sa diha nga ang butang anaa sa ubos sa impluwensya sa usa ka magnetic field. Ang tanan nga mga lawas anaa sa ibabaw sa yuta, ang mga potensyal nga grabidad enerhiya.

Depende sa pagtuon sa mga kabtangan sa mga butang aron sila makabaton sa lain-laing matang sa mga potensyal nga enerhiya. Busa, ang lig-on ug pagkamaunat-unat nga lawas nga mao ang makahimo sa Tuy-ora adunay pagkamaunat-unat potensyal nga enerhiya o tensyon. Sa bisan unsa nga pagkahulog sa lawas, nga kaniadto malig-on, mawad-an sa potensyal ug makabaton kinetic enerhiya. Ang bili sa niini nga mga duha ka sakop sa henero nga mahimong katumbas. Sa kapatagan sa atong planeta grabidad potensyal sa enerhiya pormula mahimong ingon sa mosunod:

• E _n = mhg,
  diin m - gibug-aton sa lawas; h - gitas-on sa mga sentro sa lawas masa sa ibabaw sa zero nga lebel; g - pagpatulin sa grabidad.

Sa mga pulong niini nga pormula mahimong sa gipahayag sa mosunod: nga ang potensyal nga kusog sa usa ka butang nga interact sa Yuta, mao ang produkto sa iyang masa, acceleration tungod sa grabidad ug sa gitas-on sa nga kini nahimutang.

Kini scalar gidaghanon mao ang usa ka kinaiya nga enerhiya reserve materyal nga punto (sa lawas), nga nahimutang sa sa potensyal nga uma sa kusog ug sa paghatag sa pag-angkon kinetic enerhiya pinaagi sa buhat sa uma nga pwersa. Usahay gipasabut nga sa usa ka function sa coordinates, nga mao ang termino sa langranzhiane sistema (Lagrange dinamikong sistema function). Kini nga sistema naghulagway sa ilang interaction.

Ang potensyal nga enerhiya katumbas ngadto sa zero alang sa pipila porma sa lawas ilabay sa luna. Configurable determinado sa kasayon sa dugang nga kalkulasyon ug gitawag nga "normalisasyon sa mga potensyal nga enerhiya."

Balaod sa energy conservation

Usa sa labing nag-unang mga doktrina sa pisika mao ang balaod sa conservation sa enerhiya. Sumala kaniya, ang enerhiya dili mobangon gikan sa wala ug dili mawala. Kini kanunay nagalihok gikan sa usa ka porma sa usa. Sa laing mga pulong, lamang sa enerhiya kausaban mahitabo. Kay sa panig-ingnan, ang kemikal nga kusog sa usa ka flashlight battery nga nakabig ngadto sa electrical enerhiya, ug gikan niini - sa kahayag ug kainit. Nagkalain-laing electrical appliances nakabig ngadto sa kahayag, kainit o sa tingog. Sa kadaghanan sa mga kaso, ang katapusan nga resulta sa mga kausaban mao ang kainit ug kahayag. Human niana, ang enerhiya moadto ngadto sa mga kasikbit nga luna.

Energy Act makapasabut sa daghang pisikal nga mga butang katingalahan. Mga siyentipiko nag-ingon nga ang kinatibuk-ang gidaghanon sa iyang mga kanunay sa uniberso nagpabilin kanunay. Walay makahimo sa paghimo o sa paglaglag sa enerhiya pag-usab. Og sa usa sa iyang matang, ang mga tawo sa paggamit sa sugnod kusog sa pagkahulog sa tubig, sa atomo. Mao kini ang usa sa iyang matang nga nakabig ngadto sa lain.

Sa 1918, ang mga siyentipiko nakahimo sa pagpamatuod nga ang balaod sa conservation sa enerhiya mao ang usa ka matematika sangputanan sa paghubad nindot nga porma sa panahon - nag-upa mga prinsipyo sa enerhiya. Sa laing mga pulong, ang enerhiya parke tungod kay ang mga balaod sa pisika dili lahi sa lain-laing mga panahon.

Features enerhiya

Energy - ang abilidad sa lawas sa pagbuhat sa trabaho. Sa closed pisikal nga mga sistema kini magpabilin sa tibuok panahon (hangtud sa sistema sa sirado) ug nagrepresentar sa usa sa tulo ka additive integrals motion pagpreserbar bili sa dihang nagmaneho. Kini naglakip sa: enerhiya, kakusog, momentum. Ang pasiuna sa konsepto sa "enerhiya" mapuslanon sa diha nga ang pisikal nga sistema mao ang pare-pareho sa panahon.

Ang internal nga kusog sa mga lawas

Kini nagrepresentar sa padron sa mga kusog sa molekula pakig ug sa kainit nga motion sa mga molekula nga naglangkob niini. Kini dili masukod direkta, tungod kay kini mao ang usa ka talagsaon nga function sa sistema sa estado. Sa matag higayon nga ang sistema sa anaa sa niini nga kahimtang, ang iyang mga internal nga enerhiya adunay pagpanunod bili, sa walay pagtagad sa mga kasaysayan sa sistema sa. Ang pagbag-o sa internal nga enerhiya sa transisyon gikan sa usa ka pisikal nga kahimtang sa usa mao ang kanunay nga sama sa sa kalainan tali sa mga mithi sa iyang final ug inisyal nga estado.

Ang internal nga kusog sa sa gas

Dugang pa sa solido, gas ug enerhiya mao. Kini mao ang kinetic kusog sa sa kainit (random) motion sa mga partikulo sa sistema sa, nga naglakip sa mga atomo, mga molekula, mga electron, nucleus. Ang internal nga kusog sa usa ka sulundon nga gas (gas matematika model) ang gidaghanon sa mga kinetic kusog sa iyang mga partikulo. Kini nagkinahanglan sa asoy sa gidaghanon sa mga ang-ang sa kagawasan, nga mao ang gidaghanon sa mga independente nga baryable, nga pagtino sa posisyon sa mga molekula sa luna.

Ang paggamit sa enerhiya

Matag tuig, sa katawhan mao ang magaut-ut sa dugang ug mas enerhiya. Sa kadaghanan sa mga kaso, sa pag-angkon sa enerhiya nga gikinahanglan alang sa suga ug sa pagpainit sa atong mga panimalay, mga sakyanan ug operasyon sa nagkalain-laing mga mekanismo, nga gigamit fossil hydrocarbon sama sa coal, lana ug gas. Sila mao ang mga dili-renewable nga mga kapanguhaan.

Ikasubo, lamang sa usa ka gamay nga bahin sa enerhiya nga gipatungha sa planeta pinaagi sa paggamit sa renewable nga mga kapanguhaan sama sa tubig, hangin ug sa adlaw. Sa petsa, ang ilang bahin diha sa gahum lamang sa 5%. Laing 3% sa mga tawo sa pagdawat sa dagway sa mga nukleyar nga enerhiya og sa nukleyar nga mga tanom nga gahum.

Non-renewable nga mga kapanguhaan sa mga mosunod nga mga stocks (sa joules)

• nukleyar nga enerhiya - 2 x ^{24 sa Oktubre;}
• enerhiya sa gas ug lana - 2 × 10 ^23;
• kainit internally sa planeta - 5 x 10 ^20.

Ang tinuig nga bili sa mga renewable mga kapanguhaan sa Yuta:

• solar energy - 2 x ^{24 sa Oktubre;}
• Hangin - 6 x ^{21 sa Oktubre;}
• Suba - 6.5 × 10 ^19;
• pagtaob - 2.5 x ^{23 Oktubre.}

Lamang uban sa tukma sa panahon nga transisyon gikan sa non-renewable nga enerhiya reserves sa renewable katawhan sa yuta adunay usa ka higayon alang sa usa ka taas ug malipayon nga kinabuhi sa atong planeta. Aron sa pagpatuman sa advanced pagpalambo sa mga siyentipiko sa tibuok kalibutan magpadayon sa pag-ayo sa pagtuon sa nagkalain-laing mga kabtangan sa enerhiya.