Ахен има енергија - форми на енергија

Оваа страница е наменета да ги објасни научните принципи на производство на енергија. Во интерес на општа разбирливост, физичката точност е намерно избегната.

Содржина:

енергија

Енергијата е способност за работа.

Енергијата доаѓа во различни форми:

Кинетичка енергија
Енергија на позиција (потенцијална енергија)
Топлинска енергија
Електрична струја
Атомска енергија, нуклеарна енергија
Електрична зрачење (електромагнетни бранови, сончева енергија)
Хемиска енергија

Различните форми на енергија можат да се претворат една во друга.

Со сите енергетски претворања, количината на енергија секогаш останува иста (физички закон). Во строго физичка смисла, енергијата не може да се уништи или генерира. Под Производство на електрична енергија се разбира, со тоа се претвора конверзијата на една форма на енергија во посакувана друга форма. Меѓутоа, со сите енергетски претворања, само дел од дадената количина на енергија може да се претвори во посакуваната финална форма. При генерирање електрична енергија во конвенционалните електрани, на пример, дел од хемиската енергија во горивото (нафта, гас, јаглен) се претвора во електрична енергија, во овој случај 30% -45% во зависност од технологијата на електраната. Овој процент е познат како Ефикасност. Преостанатата количина на енергија непожелно се претвора во топлина. Овој дел се нарекува колоквијално Губење на енергија. Бидејќи енергијата е претежно врзана за одредени материјали, се зборува и за Носители на енергија.

Значење на индивидуалните форми на енергија

Кинетичка енергија

Оваа форма на енергија е секогаш присутна кога нешто се движи, на пр. Возило, воздух (енергија на ветерот), вода (енергија во бранови и реки). Кинетичката енергија на воздухот или водата што тече се користи во ветерници и воденици. Кинетичката енергија честопати е цел на енергетски реализации. Значи z. Б. Во автомобилот, хемиската енергија на горивото прво се претвора во топлина, а потоа (делумно) во кинетичка енергија на возилото.

механичка позиција на енергија (потенцијална енергија)

Стационарен објект што се наоѓа на локално ниво и е повисок од друго локално ниво има одредена позициона енергија. Ова може да се претвори во кинетичка енергија со тоа што објектот ќе падне на пониско ниво. Во резервоарите за складирање, на пример, енергијата се складира во форма на потенцијална енергија. Доколку е потребно, можете да дозволите водата повторно да падне на пониско ниво и да ја претворите потенцијалната енергија назад во механичка кинетичка енергија и конечно да се врати во електрична енергија. Шупливо тело исполнето со гас под висок притисок, исто така, содржи потенцијална енергија што може да се поврати по отворањето на вентилот за празнење. Оваа форма на складирање на енергија се користи во големи пештери на сол исполнети со компримиран воздух.

Топлинска енергија

Топлината што се создава при изгорување на извор на енергија делумно се пренесува на производите со согорување, на пример во димните гасови. Топлите гасови имаат високо ниво на топлинска енергија. На пример, тие можат да се користат во автомобилски мотор или турбина за да се генерира механичка енергија. Вредноста на топлинската енергија зависи првенствено од нивото на температурата. Колку е поголема температурата (всушност: температурната разлика помеѓу акумулаторот на топлина и околината), толку е поголем процентот на топлина што може да се претвори во кинетичка или електрична енергија. Со температури од неколку стотици степени, може да се воведат разновидни технички процеси, на пр., Горење на цемент или производство на челик. Ниските температури се погодни само за греење на станови. Топлинската енергија се јавува како „потрошена енергија“ во скоро сите енергетски претворања, т.е. често се смета како загуба на енергија што не може да се користи понатаму.

Електрична струја

Електричната енергија е многу практична бидејќи лесно може да се претвори во скоро сите други форми на енергија кај малите уреди (електричен мотор, грејач, ламба). Може лесно да се транспортира и на долги растојанија со употреба на кабли. Сепак, има неповолност што може да се складира само во поголеми количини со голем напор и секогаш треба да се произведува од други форми на енергија за време на потрошувачката. Честопати има големи загуби во реализацијата.

Атомска енергија, нуклеарна енергија

Кога се користи атомска енергија, за разлика од сите други форми на енергија, атомските јадра реагираат, што ослободува многу големи количини на енергија. Сепак, се произведува и радиоактивност, што е многу штетно за луѓето и од кое може да се заштити само со голем напор. Понатаму, проблемот со илјадници години конечно складирање на радиоактивен отпад сè уште не е решен никаде во светот. При претворање во електрична енергија, се губи околу 70% од топлината, што доведува до загревање на реките. Зрачењето на сонцето се создава со нуклеарни реакции на сонцето.

Електрична зрачење (светлина, сончева енергија)

Енергијата на светлината може да се види при изгореници од сонце. Светлосната енергија на сонцето е форма на енергија што тече во големи количини однадвор на земјата. Количината на енергија по квадратен метар (густина на енергија) е релативно мала. Сите други регенеративни (обновливи) форми на енергија, со исклучок на геотермалната енергија, се создаваат од сончевата енергија преку конверзија. Појавата на соларна енергија на земјата е, сепак, особено во Германија, во голема мера зависи од времето, дневниот/ноќниот ритам и сезоната. Астрофизичарите проценуваат дека сонцето ќе продолжи да свети околу 5 милијарди години.

Хемиска енергија

Оваа форма на енергија се наоѓа во сите горива и храна. Хемиски врзаната енергија може да се претвори во други форми на енергија со согорување на јаглен, дрво, масло, гас или рециклирање на тоа кај живи суштества. Како по правило, исто така се ослободува топлина, која или се користи директно за греење или понатаму се претвора во механичка енергија (автомобилски мотор) или електрична енергија (централа со јаглен). Енергијата може да се складира особено добро во форма на хемиска енергија (мал волумен, мала тежина → висока густина на енергија).

Класификација според чекорите на конверзија

Формите на енергија што се јавуваат директно во природата се нарекуваат како Примарна енергија. Преку енергетската конверзија, можеби преку неколку чекори (секундарна енергија), се појавува формата на енергија посакувана од човечкото суштество, Конечна енергија. Всушност, сепак, целта на сите активности не е самата енергија, туку она што луѓето го сакаат Енергетски придобивки, на пр. топла просторија. Ова често може да се постигне без употреба на енергија, на пример преку подобра топлинска изолација.

Енергетска рамнотежа на земјата

Покрај енергијата од радиоактивно распаѓање во внатрешноста на земјата, сончевата енергија е единствената форма на енергија што се напојува на површината на земјата во големи количини. Дел од енергијата што летала на земјата за неколку милиони години се складира во земјината кора во форма на фосилни горива (јаглен, нафта, природен гас). Човештвото во моментов ја троши оваа енергија со брзо темпо. Не може да се врати во човечко време. Речиси сите енергетски претворања на крајот доведуваат до топлинска енергија. Оваа топлинска енергија се ослободува назад во вселената од земјата. Енергетското зрачење од сонцето и излезната енергија се во рамнотежа, така што температурата на земјата не се менува.

Кога согоруваат фосилни горива, се произведува јаглерод диоксид. Ова не е загадувач создаден од несакани реакции што може да се намали со преземање на соодветни мерки, туку заедно со вода вистински производ на горење и со тоа да не се спречува.

фосилно гориво + кислород во воздухот → јаглерод диоксид + вода (пареа)

Зголемувањето на јаглерод диоксидот во атмосферата, како џемпер, додава дополнителна топлинска изолација на земјата, со што се зголемува температурата на земјата. Ова резултира во климатски промени со тешко контролирани последици.

Сè на сè, обновливите форми на енергија што се случуваат на земјата се повеќекратна енергија што ја користат луѓето.

Мерење на количини на енергија

Количините на енергии се дадени во различни форми на енергија од различни единици, кои сите можат да се претворат една во друга. За илустрација, дадени се некои активности во кои се користи оваа количина на енергија.