lovesouthernsocial.com

Energia se manifestă în moduri diferite și este legată de capacitatea de a produce muncă

Imaginea lui Federico Beccari în Unsplash

Nu există o definiție exactă pentru energie, dar în fizică este un concept extrem de important care reprezintă capacitatea de a produce muncă sau de a efectua o acțiune. Cuvântul este folosit și în alte domenii științifice, precum biologie și chimie.

Energia joaca un rol esential in toate domeniile vietii, fiind cea mai importanta magnitudine a fizicii. Ființele vii depind de energie pentru a supraviețui și a o obține prin hrană, sub formă de energie chimică. În plus, organismele primesc și energie de la Soare.

Principiul general de conservare a energiei

În fizică, termenul de conservare se referă la ceva care nu se schimbă. Aceasta înseamnă că variabila dintr-o ecuație care reprezintă o mărime conservativă este constantă în timp. Mai mult, acest sistem spune că energia nu este pierdută, formată sau distrusă: ea doar se transformă.

Unități de energie

Unitatea de energie definită de Sistemul Internațional de Unități este joule (J), care este definit ca lucrul efectuat de o forță a unui Newton la o deplasare de 1 metru. Cu toate acestea, energia poate fi descrisă și în alte unități:

• Calorie (var): este cantitatea de energie necesară pentru a ridica temperatura unui gram de apă de la 14,5 la 15,5 grade Celsius. Un joule este egal cu 0,24 calorii;
• Kilowatt-oră (kWh): este utilizat în mod obișnuit pentru măsurarea consumului electric (1 kWh = 3,6 . 106 J);
• BTU (Unitate termică britanică): unitate termică britanică 1 BTU = 252,2 calorii;
• Electron-volt (eV): Este cantitatea de energie cinetică câștigată de un singur electron (electron) atunci când este accelerat de o diferență de potențial electric de un volt, în vid (1 eV = 1,6 . 10–19 J).

Tipuri de energie

Energia este o cantitate unică, dar în funcție de modul în care se manifestă, primește denumiri diferite. Aflați despre principalele tipuri de energie din fizică:

Energie kinetică

Energia cinetică este legată de starea de mișcare a unui corp. Acest tip de energie depinde de masa și modulul de viteză. Cu cât modulul vitezei corpului este mai mare, cu atât energia cinetică este mai mare. Când corpul este în repaus, adică modulul de viteză este zero, energia cinetică este zero.

Energie potențială

Energia potențială este asociată cu poziția pe care o ocupă un corp sau cu deformarea unui sistem elastic. În primul caz, energia potențială se numește energie potențială gravitațională, în timp ce în al doilea, energie potențială elastică.

Energia potențială gravitațională depinde de masa, gravitația și înălțimea punctului în care corpul este analizat. Energia potențială elastică, pe de altă parte, derivă din constanta elastică și deformarea arcului în cauză.

Energie mecanică

Energia mecanică este energie care poate fi transferată prin forță. Practic, poate fi înțeles ca suma energiei cinetice și potențiale a unui corp.

Energia mecanică rămâne constantă în absența forțelor disipative, are loc doar conversia dintre formele sale cinetice și potențiale.

Energie termală

Energia termică sau energia internă este definită ca suma energiei cinetice și potențiale asociate cu elementele microscopice care alcătuiesc materia. Atomii și moleculele care alcătuiesc corpurile au mișcări aleatorii de translație, rotație și vibrație. Această mișcare se numește agitație termică. Modificarea energiei termice a unui sistem are loc prin muncă sau căldură.

Teoretic, energia termică este legată de gradul de mișcare al particulelor subatomice. Cu cât temperatura unui corp este mai mare, cu atât este mai mare energia lui internă. Când un corp cu temperatură mai mare intră în contact cu un corp cu temperatură mai scăzută, va avea loc transferul de căldură.

Electricitate

Energia electrică este energia produsă din sarcinile electrice ale particulelor subatomice. Sarcinile, pe măsură ce se mișcă, generează curent electric, creând ceea ce numim electricitate.

Lumină sau energie solară

Energia luminoasă este formată dintr-o serie de valuri care pot fi captate de ochi. În plus, este perceput de plante, care îl folosesc în procesul de fotosinteză. Razele de lumină, care sunt o formă de radiație electromagnetică, ajung în ochii noștri, lovesc retina și generează un semnal electric care călătorește de-a lungul nervilor până la creier.

Poate fi transformat în energie termică sau electrică și aplicat la diverse utilizări. Cele două modalități principale de utilizare a energiei solare sunt generarea de electricitate și încălzirea solară a apei. Pentru producerea energiei electrice se folosesc două sisteme: cel heliotermal, în care iradierea este transformată mai întâi în energie termică și mai târziu în energie electrică; și fotovoltaic, în care radiația solară este transformată direct în energie electrică.

Energie sonoră

Energia sonoră este transmisă prin aer, prin mișcare moleculară între două sau mai multe obiecte, provocând o undă sonoră. Unda sonoră este formată din regiuni de compresie a moleculelor (molecule apropiate, presiune mai mare) și regiuni de rarefacție a moleculelor (molecule îndepărtate, presiune mai mică). Sunetul poate fi produs atunci când două obiecte sunt în direcții opuse sau, dacă sunt în aceeași direcție, au viteze diferite.

Undele de vorbire și alte sunete comune sunt unde complexe, produse la multe frecvențe diferite de vibrație. La atingerea urechii, energia sonoră este transformată în semnale electrice, care se deplasează de-a lungul nervilor până la creier și astfel percepem sunetul.

Energie nucleară

Energia nucleară este energia produsă în centralele termonucleare. Principiul de funcționare al unei centrale termonucleare este utilizarea căldurii pentru a genera electricitate. Căldura provine din divizarea nucleelor ​​atomilor de uraniu în două părți, un proces numit fisiune nucleară.

Radiațiile sunt utilizate pe scară largă în medicină, raze X, radioterapie, dar sunt și asociate cu efecte negative precum bombele atomice și deșeurile nucleare.