Какими свойствами обладает энергия
Основное понятие. Отныне понятие энергия должно стать в жизни человека самым главным и основным. Почему спросите вы? Потому, что нет ничего в мире кроме энергии, всё, что в этом мире есть — энергия. Энергия это вечный двигатель. Всё, в том числе человек, вовлечены в её неистовый круговорот. Благодаря энергии мы видим вокруг изумительное действо, сказочную красоту и разнообразие.
Это поистине всеобъемлющее и универсальное понятие. Тот смысл, который следует вкладывать в это понятие, безграничен, как безгранично пространство окружающее нас. Суть энергии начало. Начало это изменение. Без изменения нет начала, нет ничего.
Человеку хочется заглянуть в самые глубины вещества и на прямой вопрос, что такое энергия, получить конкретный ответ. Ответ. Мы никогда не узнаем, что такое энергия! Мы не в состоянии проникнуть в бесконечность микромира. Мы большие, а микромир очень маленький, и нам туда не влезть, даже с помощью грандиозных приборов. Энергия это нечто! Изменённое состояние пространства. Мы можем её потрогать, подставив ладонь лучу солнца. Своими органами чувств, приборами мы можем фиксировать её проявление, то есть изменение окружающего пространства. Мы можем бесконечно приближаться к её сути, изучая тончайшие её проявления. Итог следующий, энергия это нечто заключённое в определённом объеме, обладающее движением и способностью изменять. Человеку этого вполне достаточно. Он подмечает эти проявления энергии и использует во благо или вред жизни. В своё время человек изучил энергию огня и приспособил её для своих нужд, затем энергию лошади и других животных (нечто, заключённое в объёме лошади), энергию одежды, энергию колеса, энергию злаковых и других растений, стал заниматься их разведением, научился использовать энергию пули, когда создал оружие, энергию солнца, энергию атома и т.д. Благодаря этому человечество стало расти и развиваться. Появились города, государства.
Энергия основное понятие энергетической теории. Понятие не новое, но у меня оно более широкое и всеобъемлющее. Теория гласит, всё в этом мире состоит из энергии. Материя это только форма, которую принимает некая разновидность энергии. Широко распространённое мнение, что мир материален, неверно.
Можно выделить два основных вида энергии.
Первый вид энергии элементарная энергия. Это то, что испускает Солнце или испускает огонь на земле, это свет молнии, различные искры и свечения. Элементарная энергия распространяется волновым образом. Физики называют это электромагнитные волны. Определённые длины этих волн человек способен улавливать как свет. Энергия вступает во взаимодействие порциями (квантами).
Второй вид энергии это аккумулированная элементарная энергия. Физики называют это частицей. Здесь не всё пока ясно в полной мере, но некоторые знания уже есть. Заглянем в Википедию и посмотрим, как рождаются или как распадаются частицы составляющие атомы: электрон, протон, нейтрон. Это основа окружающего нас мира и нас самих.
Энергия, распространяемая короткими волнами (гамма кванты) в поле ядра атома превращается в пару частиц: электрон, позитрон. Как рождается электрон понятно.
Возьмём протон. Он входит в состав ядра всех атомов. Мы не умеем его создать, зато умеем разрушить, это проще. Протон распадается на позитрон и нейтральный пион. Нейтральный пион распадается на два гамма кванта, то есть на первичную энергию.
Нейтрон также входит в состав ядра атомов. Он распадается на протон, электрон и электронное антинейтрино (а также, возможно, гамма-квант). В итоге электрон, протон, нейтрон распадаются на первичную энергию, то есть на электромагнитные волны.
На основании изложенного факта, можно сделать вывод, то, что мы называем материей, состоит из энергии. На обыденном, бытовом языке, мир состоит из света.
Условия создания всех атомов таблицы Менделеева различны и до конца не выяснены. Можно предположить, что происходят они при высоких скоростях движения и плотности различных частиц, а также ядер атомов водорода, гелия. Мы углубляться в дебри физики не будем. Наша задача человек и направление его энергии.
Основные свойства энергии это:
1) движение.
2) направление движения.
3) способность взаимодействия.
Здесь следует заметить, что энергия (электромагнитная волна) и движение не могут существовать раздельно. Движение это есть энергия.
Взаимодействие энергии приводит к изменению.
Возьмём, к примеру, человека. Он состоит из энергии, и может её направлять. Каковы его основные характеристики, свойства? Такие же, как у первичной энергии, это движение, направление движения, и способность взаимодействия, изменения.
Какие изменения производит первичная энергия?
1. Взаимодействуя с полем ядра, происходит превращение в пару: электрон, позитрон.
2. Взаимодействуя с частицей, энергия переходит в частицу в виде дополнительной скорости движения. Передаёт свою скорость. Например, взаимодействуя с электроном в атоме, электрон получает дополнительную скорость (энергию) и покидает атом. Это даёт атому способность соединиться с другим атомом. Происходит строение вещества, и реализация многообразия окружающего мира.
3. Взаимодействуя с атомами, энергия передаёт им скорость. Люди воспринимают это как температура. Благоприятная температура ( скорость атомов в определённом объёме) основа жизни на Земле. Это также ветер, облака, ураганы, молнии, дожди, океанические течения.
4. Взаимодействуя с атомами гамма-кванты способны изменять ядра атомов выбивая протоны и нейтроны, что также приводит к рождению различных атомов, молекул и многообразию окружающего мира.
5. Взаимодействуя с клетками растений, энергия запускает механизм создания и разрушения различных молекул. Это приводит к развитию и росту растений.
Энергия живая потому, что она не может быть без движения и даёт движение всему остальному миру, в том числе и человеку через множество превращений.
Энергия живёт вечно, она переходит из одного состояния в другое, изменяя окружающий мир.
Понятие энергия это отправная точка, вершина пирамиды, от которой идёт построение нашего мира. Данный подход к понятию энергия помогает организовать многочисленные явления окружающего нас мира, облегчает их восприятие и понимание.
Источник
Оба типа энергии могут преобразовывать друг друга и являются частью других форм энергии. В зависимости от источника, откуда они берутся, мы можем говорить об электрической, ядерной, химической, излучающей или магнитной энергии.
Кинетическая энергия
Кинетическая энергия шара для боулинга опрокидывает кегли.
Кинетическая энергия – это энергия в действии, энергия движения. Зависит от количества массы тела, а также от скорости. Таким образом, шар для боулинга выбьет больше кеглей, потому что он имеет большую массу. Более быстрый шар для боулинга будет более эффективным, чем медленный.
Человек может использовать в своих интересах кинетическую энергию многих природных ресурсов. Например, ветер движется воздухом, и ветрогенераторы используют это для производства электроэнергии.
Потенциальная энергия
Потенциальная энергия тела также зависит от массы объекта.
Потенциальная энергия является другим основным типом энергии и связана с положением или состоянием объекта по отношению к другому.
Потенциальная энергия увеличивается, когда притягиваемые тела отделяются или когда отбрасываемые или отталкиваемые тела объединяются. Область, в которой объекты притягиваются или отталкиваются, называется силовым полем. Примерами силовых полей могут быть, например, гравитационное силовое поле Земли или магнитное силовое поле.
Потенциальная и кинетическая энергия
Потенциальная энергия преобразуется в кинетическую энергию, а также может быть найдена в других видах энергии, таких как потенциальная гравитационная энергия или упругая потенциальная энергия.
Гравитационная потенциальная энергия
Когда потенциальная энергия связана с гравитационной силой, она называется потенциальной гравитационной энергией. Гравитационное силовое поле вокруг нашей планеты притягивает объекты к ее центру. Когда мы поднимаем объекты, отделяя их от Земли, мы увеличиваем их гравитационную потенциальную энергию.
Существует потенциальная гравитационная энергия между Солнцем и планетами, а также между Луной и Землей. Фактически, приливы являются результатом притяжения, которое Луна создает на земных водоемах.
Упругая потенциальная энергия
Когда мы растягиваем пружину, энергия, чтобы вернуться к своей первоначальной форме, сохраняется как потенциальная энергия.
Другой формой потенциальной энергии является энергия, которую содержит пружина, когда мы растягиваем или сжимаем её. Эта энергия называется упругой потенциальной энергией: это энергия материалов, когда они растягиваются или скручиваются. Когда мы сжимаем пружину, мы увеличиваем ее потенциальную энергию.
Эластичная потенциальная энергия – это то, что движет в пружине. Также в прыжках с шестом в легкой атлетике у нас есть пример того, как упругая потенциальная энергия превращается в гравитационную потенциальную энергию.
Механическая энергия
Механическая энергия – это сумма энергии положения и движения.
Механическая энергия тела охватывает движение и положение объекта, то есть это сумма кинетической и потенциальной энергии этого объекта.
Когда мы качаемся, мы превращаем кинетическую энергию в потенциал и наоборот, поэтому мы можем двигаться быстрее и выше.
Например, ребенок на скейтборде на предыдущем изображении обладает кинетической энергией, которая позволяет ему закрепиться на стене, набирая потенциальную энергию. Когда оно начинает падать, потенциальная энергия превращается в кинетическую энергию и набирает скорость.
Химическая энергия
Химическая энергия сохраняется в связях между атомами.
Химическая энергия – это форма потенциальной энергии, которая сохраняется в связях между атомами в результате сил притяжения между ними.
Во время химической реакции одно или несколько соединений, называемых реагентами, превращаются в другие соединения, называемые продуктами. Эти превращения происходят из-за разрыва или образования химических связей, которые вызывают изменения в химической энергии.
Энергия высвобождается, когда связи разрушаются во время химических реакций. Это то, что известно как экзотермическая реакция. Например, автомобили используют химическую энергию бензина для выработки тепловой энергии, которая используется для движения автомобиля. Точно так же пища хранит химическую энергию, которую мы используем живыми существами, чтобы функционировать.
Когда соединения образуются, требуется энергия; Это реакция эндотермического типа. Фотосинтез – это эндотермическая реакция, энергия которой исходит от Солнца.
Тепловая энергия
Тепловая энергия огня передается тепловой энергии горшка через тепло.
Тепловая энергия (внутренняя энергия) представляет собой тип кинетической энергии, являющейся продуктом движения или внутренней вибрации частиц в телах. Когда мы измеряем температуру с помощью термометра, мы измеряем то движение атомов и молекул, которые составляют тело. При более высокой температуре большее движение и, следовательно, большая тепловая энергия.
Кроме того, тепловая энергия перемещается между телами через тепло. Когда вы помещаете горячий предмет рядом с холодным, происходит передача энергии от самого горячего к самому холодному, до точки, где они имеют одинаковую температуру. Тепло также передается через инфракрасное излучение или движение горячих жидкостей или газов.
Электрическая мощность
Электрические батареи превращают химическую энергию в электрическую.
Электричество – это тип энергии, который зависит от притяжения или отталкивания электрических зарядов. Существует два вида электричества: статическое и текущее. Статическое электричество связано с наличием статических нагрузок, т.е. нагрузок, которые не двигаются. Электрический ток происходит из-за перемещение грузов.
Пример статического электричества – когда мы натираем воздушный шарик на волосы. Воздушный шар удерживает электроны от волос, заряжаясь отрицательно, в то время как волосы заряжены положительно. Если вы подойдете к воздушному шарику к своей голове, не касаясь его, вы увидите, как пряди волос тянутся к воздушному шарику.
Электрический ток – это поток зарядов из-за движения свободных электронов в проводнике. Это движение происходит в электрическом поле, то есть в области вокруг заряда, где действует сила. Электрические заряды легко переносятся такими материалами, как металлы, особенно серебро, медь и алюминий.
В батареях или электрических батареях происходит превращение химической энергии в электрическую энергию. Химическая энергия происходит в результате реакции между электродами и электролитом, когда положительный полюс соединен с отрицательным полюсом батареи. Вольт – это единица измерения потенциальной энергии на заряд в батарее.
Ядерная энергетика
Когда ядро атома разбивается, ядерная энергия высвобождается.
Ядерная энергия – это форма потенциальной энергии, которая накапливается в ядре атома и происходит от сил, удерживающих субатомные частицы вместе. Ядерная реакция похожа на химическую реакцию, в которой реагенты превращаются в продукты. Они отличаются тем, что в ядерной реакции один атом превращается в другой.
Существует три типа ядерной реакции: радиоактивный распад, слияние и деление. При радиоактивном распаде ядро радиоактивного атома самопроизвольно выделяет энергию. При делении ядра ядро бомбардируется нейтроном, что приводит к образованию двух новых атомов. При ядерном синтезе легкие ядра объединяются в тяжелые ядра.
Использование ядерной энергии
Реакции ядерного деления используются в ядерных реакторах, где ядерная энергия преобразуется в тепловую энергию, которая затем преобразуется в электрическую энергию. Энергия, исходящая от Солнца, является продуктом ядерного синтеза.
Магнитная энергия
Магниты используются для захвата магнитных материалов, таких как гайки и болты.
Способность объекта выполнять работу из-за его положения в магнитном поле является потенциальной энергией магнитного поля. Магниты имеют магнитное поле и две области, называемые магнитными полюсами. Равные полюса отбрасываются, а разные полюса притягиваются. Наиболее используемые магнитные материалы – это железо и его сплавы.
Например, железный винт, который приближается к магниту, но не касается его, обладает потенциальной магнитной энергией. Объекты движутся в направлении, которое уменьшает их потенциальную магнитную энергию.
Микрофоны, например, хорошо работают благодаря магнитной энергии. Операция заключается в следующем: микрофон имеет мембрану, которая вибрирует со звуком. Эта вибрация передается на кабель, обмотанный вокруг магнита, который посылает электрический сигнал на усилитель, делая звук громче. В этом случае мы имеем преобразование звуковой энергии в магнитную энергию, затем электрическую энергию и затем звуковую энергию.
Железные дороги с электромагнитной подвеской – еще один пример того, как мы можем использовать магнитную энергию для выполнения работы. Железная дорога движется через магнитное поле, которое движется вдоль ферромагнитного пути.
Звуковая энергия
Колокол вибрирует от удара и производит звуковые волны, которые распространяются по воздуху.
Звуковая энергия – это механическая энергия частиц, которые вибрируют в форме волн через среду передачи. Средой, через которую проходят звуковые волны, может быть воздух, вода или другие материалы. Все, что вызывает шум, генерирует звуковую энергию.
Звук распространяется в твердых телах быстрее, чем в жидкостях, и быстрее в жидкостях, чем в газах. Поэтому если прислонить ухо к полу, можно слышать, потому что скорость звука на земле в четыре раза выше, чем в воздухе.
Именно благодаря звуковой энергии мы можем слышать. Когда звуковые волны в воздухе проникают в ваши уши, они стимулируют специальные клетки, которые посылают информацию в мозг. Чем больше энергии имеет звуковая волна, тем громче будет звук.
Карты морского дна выполнены с использованием звуковой системы. Гидролокатор посылает звуковые волны и рассчитывает пройденное расстояние, используя скорость звука в воде.
В медицине ультразвук используется для удаления камней в почках. Эхокардиограмма является еще одной технологией, которая использует звуковые волны, чтобы увидеть плод у беременных женщин.
Лучистая энергия
Свет – это лучистая энергия, которая распространяется волнами.
Энергия в форме света или тепла – это лучистая энергия, более известная как излучение. Излучение – это электромагнитные волны, которым не нужны средства для перемещения подобно звуковым волнам, чтобы они могли перемещаться в космическом пространстве. Источником электромагнитных волн являются электроны, которые вибрируют, создавая электрическое поле и магнитное поле.
Различные типы лучистой энергии или излучения (потоки) упорядочены по уровням энергии в электромагнитном спектре. Они путешествуют в космосе со скоростью 300 миллионов метров в секунду, то есть со скоростью света.
Рентгеновские и гамма-лучи – это невидимые излучения с большим количеством энергии. Оба имеют важные применения в медицине. Рентген используется для диагностики переломов костей, в то время как гамма-излучение используется для диагностики неврологических заболеваний, таких как болезнь Паркинсона и Альцгеймера, или при заболеваниях сердца.
В ультрафиолетовых (УФ) лучей представляют собой тип невидимого излучения , создаваемого Солнцем и некоторых специальных ламп. Эти лучи отвечают за загар, который мы приобретаем, когда подвергаем себя воздействию солнца. Однако чрезмерное воздействие ультрафиолетовых лучей может вызвать ожоги и рак кожи. Вот почему вы должны защищать свое тело, когда вы долго на солнце, особенно кожу (чтобы защититься от рака кожи) и глаза.
Видимый свет излучения – это то, что человеческий глаз может воспринимать. Обычно мы видим белый свет, который является не более чем смесью огней разных цветов. Свет находится в энергетических пакетах, называемых фотонами, которые не имеют массу.
Инфракрасное излучение, микроволна и радиоволны менее энергичное излучение электромагнитного спектра. Радиоволны и микроволны – это волны, используемые в коммуникациях для передачи звука и изображений.
Солнечная энергия
Солнце – самый важный источник энергии для жизни на Земле.
Солнечная энергия – это лучистая энергия солнца. Он путешествует в пространстве, пока не достигнет Земли в виде электромагнитных волн. Большая часть солнечного излучения, которое достигает атмосферы Земли, – это ультрафиолетовое излучение, видимый свет и инфракрасные лучи.
Солнце состоит из водорода и гелия. В этом случае энергия исходит от процесса ядерного синтеза: ядра водорода объединяются, образуя гелий и лучистую энергию.
Люди научились использовать солнечную энергию. Сегодня энергия солнечного света используется для отопления домов и зданий, увеличения их тепловой энергии. Видимый солнечный свет проходит через стекла окон и поглощается материалами внутри комнаты. Это заставляет материалы нагреваться.
Лучистая энергия Солнца ответственна за существование жизни на Земле. Растения собирают эту энергию для производства пищи, превращая ее в химическую энергию. Солнечная энергия управляет движением воздуха в атмосфере, вызывая ветры.
Возобновляемые и невозобновляемые источники энергии
Такие ресурсы, как солнце и ветер, являются возобновляемыми источниками энергии.
Закон сохранения энергии гласит, что энергия не может быть создана или уничтожена, может только быть преобразована. Это означает, что при подсчете количества энергии в системе это количество всегда будет одинаковым, хотя и по-разному.
Когда мы говорим о возобновляемых или невозобновляемых энергоресурсах, мы действительно имеем в виду источники или ресурсы, из которых люди извлекают энергию.
Уголь и нефть являются ископаемым топливом, в котором химическая энергия сохраняется в связях между атомами углерода. Ископаемое топливо не возобновимо, потому что оно было сформировано миллионы лет назад из доисторических организмов. Эти источники энергии, помимо ограниченного существования, наносят серьезный ущерб окружающей среде.
Наша цель должна заключаться в том, чтобы воспользоваться другими источниками энергии, такими как солнце, ветер, внутреннее земное тепло и океанские волны, которые являются возобновляемыми и не загрязняющими окружающую среду. Вода может использоваться снова и снова благодаря естественному процессу круговорота воды.
Другой аспект, который мы должны принять во внимание, это не тратить энергию. Электрическая энергия вашего дома имеет свою стоимость. Если у вас долгое время открыт холодильник (кстати, почему он открывается с трудом во второй раз) или вы оставили лампы в своей комнате, особенно если вас там нет, вы увеличиваете потребление электроэнергии в своем доме, и это будет оплачиваться вашими родителями. Экономия энергии – это разумное и осознанное использование.
Источник