Energiebronnen begrijpen

Overal om ons heen, ook wij mensen, is energie een van de gewone dingen die gebeuren. Energie is enorm, want het vindt plaats in bijna elke toepassing, we beginnen zelf, dat is de energie die we gebruiken om te overleven, de energie die we uit voedsel halen. Er is tegenwoordig een andere energiebron die de menselijke beschaving in staat stelt te functioneren. De meeste energie komt van fossiele brandstoffen, kernbrandstof of hernieuwbare energie, hoewel deze energieën worden gebruikt om andere vormen van energie te produceren, zoals mechanische energie, elektrische energie, enz. Dit is de reden waarom de studie van energie zeer noodzakelijk is om te leren en te begrijpen .

Vandaag leer je de definitie, het gebruik, het belang, voorbeelden, soorten en vormen van energie kennen. Je leert ook de maateenheid, transformatie, energiebesparing, enz. kennen.

Wat is energie?

Energie kan worden gedefinieerd als het vermogen van een fysiek systeem om werk uit te voeren, dat wil zeggen, een systeem bezit energie wanneer het in staat is om werk te doen. Met andere woorden, energie wordt overgedragen of getransformeerd wanneer er gewerkt wordt. Het verdwijnen van energie in een systeem betekent echter niet dat het noodzakelijkerwijs beschikbaar is om werk te doen.

In de natuurkunde staat energie bekend als de kwantitatieve eigenschap die moet worden overgedragen aan een lichaam of fysiek systeem om werk aan het lichaam uit te voeren of het te verwarmen. Energie is een geconserveerde hoeveelheid, wat ons bij de wet van behoud van energie bracht. Deze wet stelt dat energie in vorm kan worden omgezet, maar niet kan worden gecreëerd of vernietigd.

Alle soorten energie hebben twee vormen, waaronder de kinetische energie van een bewegend object en potentiële energie opgeslagen door de positie van een object in een krachtveld. De meeteenheid voor energie wordt joule genoemd.

Ik wil dat je energie als volgt begrijpt:

• een scalaire hoeveelheid
• abstract en niet altijd waarneembaar
• betekenis gegeven door berekening
• een centraal concept in de wetenschap

Gebruik en belang van energie

Er zijn drie basisgebruiken en belang dat energie voor ons mensen biedt, waaronder woongebruik, commercieel gebruik en transportgebruik.

Huishoudelijk gebruik van energie:

Dit is de meest gebruikelijke manier waarop energie wordt verbruikt, omdat ze dienen voor onze dagelijkse activiteiten in huis, zoals televisie kijken, het huis verwarmen en verlichten, douchen, kleren wassen, thuiswerken op uw computer of laptop, apparaten laten draaien, koken, enz. Bijna veertig procent van het totale energieverbruik wereldwijd is voor woondoeleinden. Hoewel, het is ook de gebruikelijke manier waarop energie wordt verspild. Dit is het gevolg van het gebrek aan voorlichting aan het publiek over hoe u dagelijks energie kunt besparen.

Commercieel gebruik:

De commerciële toepassingen omvatten verwarming, koeling en verlichting van commerciële gebouwen en ruimtes, stroom die wordt gebruikt door organisaties en bedrijven. Het gebruik van energie is hier min of meer vergelijkbaar met het gebruik in de industriële ruimte, behalve voor persoonlijk gebruik.

Transportgebruik:

Deze kant van het energieverbruik is volledig afhankelijk van energie, dat wil zeggen dat meer dan zeventig procent van de aardolie wordt gebruikt in de transportsector. De transportsector omvat alle voertuigen, van personenauto's tot vrachtwagens tot bussen en motorfietsen. Het omvat ook vliegtuigen, schepen, treinen en pijpleidingen.

Het volgende is het algemene belang van energie om ons heen:

• Energie zorgt voor communicatie, transport, computers, geavanceerde medische apparatuur, enz.
• Energie ondersteunt economische en sociale vooruitgang en bouwt een betere levenskwaliteit op.
• Betrouwbare en betaalbare energie maakt de producten en diensten mogelijk die het leven verrijken en verlengen.
• Energie kan levens verbeteren en zelfs redden.
• Het ondersteunt uitgebreide industrie, moderne landbouw, toegenomen handel en verbeterd transport.
• Het zorgt voor een beter leven en vermindert armoede.

Vormen en soorten energie

Er zijn verschillende vormen van energie die bestaan, ze zijn allemaal onderverdeeld in kinetisch of potentieel. De energie geassocieerd met beweging staat bekend als kinetische energie, terwijl potentiële energie een energie is die geassocieerd is met positie, maar het is geen "opgeslagen energie".

kinetische energie

• kinetische energie — beweging
  • mechanische energie — beweging van macroscopische systemen
    • machines
    • windenergie
    • golfenergie
    • geluid (sonische, akoestische) energie
  • thermische energie — beweging van materiedeeltjes
    • geothermische energie
  • elektrische energie — beweging van ladingen
    • huishoudstroom
    • bliksem
  • elektromagnetische straling — verstoring van elektrische en magnetische velden (klassieke fysica) of de beweging van fotonen (kwantumfysica)
    • radio, microgolven, infrarood, licht, ultraviolet, röntgenstralen, gammastralen

zonne-energie

potentiële energie

• potentiële energie — positie of rangschikking
  • zwaartekracht potentiële energie
    • achtbaan
    • waterrad
    • waterkrachtcentrale
  • elektromagnetische potentiële energie
    • elektrische potentiële energie
    • magnetische potentiële energie
    • chemische potentiële energie
    • elastische potentiële energie
  • sterke nucleaire potentiële energie
    • kernenergie
    • kernwapens
  • zwakke nucleaire potentiële energie

radioactief verval

Warmte, kinetische of mechanische energie, licht, potentiële energie en elektrische energie zijn de verschillende vormen waarin energie bestaat.

Warmte is ook bekend als thermische energie van de beweging van atomen of moleculen. Het kan worden beschouwd als energie gerelateerd aan temperatuur.

Kinetische energie is de energie van beweging. Een goed voorbeeld is een slingerende slinger.

Potentiële energie komt door de positie van een object. Een goed voorbeeld is een bal die op een tafel ligt ten opzichte van de vloer omdat de zwaartekracht erop inwerkt.

Mechanische energie is de som van kinetische energie en de potentiële energie van een lichaam.

Lichte energie is beschikbaar als fotonen.

Elektrische energie is energie van de beweging van geladen deeltjes zoals protonen, elektronen of ionen.

Magnetische energie is een vorm van energie die wordt verkregen uit een magnetisch veld.

Chemische energie wordt vrijgemaakt of verkregen uit chemische reacties, geproduceerd door het verbreken of vormen van chemische bindingen tussen atomen en moleculen.

Kernenergie is energie uit interacties met de protonen en neutronen van een atoom. Een goed voorbeeld is de energie die vrijkomt bij splijting en fusie.

Eenheden van energie

De SI-eenheid van energie is de joule (J) of newtonmeter (N * m). De joule is ook de SI-eenheid van het werk. Het is vernoemd naar James Prescott Joule die onafhankelijk het mechanische equivalent ontdekte in een reeks experimenten. De SI-eenheid van energiesnelheid (energie per tijdseenheid) is de watt, wat een joule per seconde is.

Energietransformatie

Er zijn verschillende vormen van energietransformatie, die bij verschillende efficiënties kunnen optreden. De items die tussen deze vormen transformeren, worden transducers genoemd. Een goed voorbeeld van transducers is een batterij, waarvan de transformatie plaatsvindt van chemische energie naar elektrische energie. Een dam transformeert van potentiële zwaartekracht naar kinetische energie van bewegend water en ook van bladen van een turbine. Ook elektrische energie via een elektrische generator of een warmtemotor.

Goede voorbeelden van energietransformatie zijn de opwekking van elektrische energie uit energie via een stoomturbine of het optillen van een object tegen de zwaartekracht in met behulp van elektrische energie die een kraanmotor aandrijft. Het optillen tegen de zwaartekracht doet mechanisch werk aan het object en slaat potentiële zwaartekrachtenergie op in het object. Door het op de grond vallen van het object, kan mechanisch werk worden uitgevoerd door de zwaartekracht op het object. Dit zet de potentiële energie in het zwaartekrachtveld om in de kinetische energie die vrijkomt als warmte bij een botsing met de grond.

Een ander goed voorbeeld van energie is de zon, die potentiële kernenergie omzet in andere vormen van energie. Hoewel de totale massa niet afneemt, omdat deze nog steeds dezelfde totale energie bevat, zelfs als deze in verschillende vormen voorkomt. De massa zal echter afnemen wanneer de energie naar de omgeving ontsnapt, grotendeels als stralingsenergie.

Bekijk de video hieronder voor meer informatie over energietransformatie:

Een experiment heeft aangetoond dat er grenzen zijn aan hoe warmte efficiënt kan worden omgezet in arbeid in een cyclisch proces, bijvoorbeeld in een warmtemotor. De stelling van Carnot en de tweede wet van de thermodynamica verduidelijken dat in hoge mate. Desondanks zijn sommige energietransformaties zeer efficiënt, ook al zijn er enkele factoren waarmee rekening moet worden gehouden. Entropie helpt ons de richting van transformaties in energie te bepalen (wat voor soort energie wordt getransformeerd en naar welk type)

Behoud van energie

Zoals eerder vermeld, zegt de wet van behoud van energie dat energie niet kan worden gecreëerd of vernietigd. De eerste wet van de thermodynamica stelt dat de energie van een gesloten systeem constant is, tenzij energie door arbeid of warmte in of uit wordt getransporteerd, en dat er geen energie verloren gaat bij de overdracht. Dit wil zeggen dat de totale instroom van energie in een systeem gelijk moet zijn aan de totale uitstroom van energie uit het systeem, plus de verandering in de energie in het systeem. De totale energie van een systeem zal altijd constant blijven als iemand de totale energie meet of berekent van een systeem van deeltjes waarvan de interacties niet afhankelijk zijn van tijd.

Een goed voorbeeld is wanneer twee biljartballen botsen, die tot stilstand kunnen komen, waarbij de resulterende energie geluid wordt en misschien weinig warmte op het botspunt. Er is kinetische energie wanneer de ballen in beweging zijn. Ze hebben potentiële energie, of ze nu in beweging of stil staan, omdat ze op een tafel boven de grond staan.

Een van de meest voorkomende vormen van energietransformatie is de omzetting van warmte in arbeid in een omkeerbare isotherme expansie van een ideaal gas. De tweede wet van de thermodynamica stelt dat het systeem dat werkt, altijd wat energie verliest als afvalwarmte. Dit schept een grens aan de hoeveelheid warmte-energie die in een cyclisch proces arbeid kan verrichten. Hoewel mechanische en andere vormen van energie zonder dergelijke beperkingen in de andere richting kunnen worden omgezet in thermische energie. De totale energie van een systeem kan worden berekend door alle vormen van energie in het systeem bij elkaar op te tellen.

Conclusie

Energie is het vermogen van een fysiek systeem om werk uit te voeren, dat wil zeggen, een systeem bezit energie wanneer het het vermogen heeft om werk te doen. Met andere woorden, energie wordt overgedragen of getransformeerd wanneer er gewerkt wordt. Dat is alles voor deze post waar de definitie, gebruik, belang, voorbeelden, soorten en vormen van energie worden besproken. Je hebt ook de maateenheid, transformatie, behoud van energie geleerd.

Ik hoop dat je genoeg hebt van het lezen, zo ja, deel het dan met andere studenten. Bedankt voor het lezen, tot de volgende keer!