Startuj z nami!

www.szkolnictwo.pl

praca, nauka, rozrywka....

mapa polskich szkół
Nauka Nauka
Uczelnie Uczelnie
Mój profil / Znajomi Mój profil/Znajomi
Poczta Poczta/Dokumenty
Przewodnik Przewodnik
Nauka Konkurs
uczelnie

zamów reklamę
zobacz szczegóły
uczelnie

Energia (fizyka)

Energia (fizyka)

Uderzenie pioruna jest przykładem przemian energii

Energia gr. ενεργεια (energeia) – skalarna wielkość fizyczna charakteryzująca pod względem ilościowym stan układu fizycznego ( materii )[1][2] (z punktu widzenia termodynamiki niektóre formy energii są funkcjami stanu i potencjałami termodynamicznymi [3]), stan i wzajemne oddziaływania obiektów fizycznych ( ciał , pól , cząstek , układów fizycznych)[1][2], przemiany fizyczne i chemiczne oraz wszelkiego rodzaju procesy występujące w przyrodzie[3].

Energia jest wielkością addytywną [3].

Energię we wzorach fizycznych zapisuje się najczęściej za pomocą symbolu E.

Spis treści

Gęstość energii

Stan ośrodka ciągłego lub pola fizycznego charakteryzuje gęstość energii - skalarna wielkość fizyczna równa energii "zawartej" w jednostce objętości oraz strumień energii - wektorowa wielkość fizyczna równa iloczynowi gęstości energii i prędkości przemieszczania się jej w danym ośrodku[3][4].

Stan układu

Energia charakteryzuje stan równowagi układu i odchylenia od tego stanu. Układy fizyczne w tak zwanych stanach stacjonarnych lub podstawowych charakteryzowane są energią, której wartość jest minimalna[2]. W związku z rozpraszaniem się (dyssypacją) energii obserwuje się "samorzutne" przechodzenie układów ze stanów scharakteryzowanych dużą wartością energii do stanów podstawowych (przykładem jest postawiony na sztorc ołówek, który "samorzutnie" się przewraca osiągając stan o najmniejszej możliwej energii).

Energia a praca

Energia jest miarą zdolności układu fizycznego (materii) do wykonania pracy lub spowodowania przepływu ciepła [2]. W procesach, w których jeden rodzaj energii zamienia się w inny (np. w procesie grzania grzejnikiem energia ładunków elektrycznych w spirali może zamienić się w energię wewnętrzną otaczającego spiralę powietrza i energię wewnętrzną samego grzejnika), związanych zawsze z jakiegoś rodzaju oddziaływaniami (w przywołanym przykładzie jest to oddziaływanie elektronów z siecią krystaliczną spirali) praca sił opisujących te oddziaływania jest równa ilości przemienianej energii.

Przepływ energii

Zgodnie z przyjętym sposobem opisu procesów fizycznych energia może być w tych procesach przekazywana (przenoszona) z jednego obiektu (układu) fizycznego do drugiego, a różnym procesom fizycznym odpowiadają różne postacie (formy) energii, które mogą w tych procesach zmieniać się (przekształcać) w inne[1][3].

Energia układu odosobnionego ( izolowanego ) jest stała, choć mogą zmieniać się jej formy i może być przekazywana z jednej części układu do innej ( zasada zachowania energii )[2]. Zgodnie z twierdzeniem Noether zasada zachowania energii wynika z symetrii translacji czasowej (co można interpretować jako taką właściwość świata, zgodnie z którą prawa fizyki dzisiaj są takie same jak były wczoraj).

Ze względu na zasadę zachowania energii i związek tej zasady z symetrią translacji czasowej, energia jest jedną z podstawowych wielkości fizycznych.

Energia w teorii względności

W szczególnej teorii względności całkowita energia relatywistyczna danego obiektu fizycznego jest składową czasową czteropędu tego obiektu.

Zgodnie z wynikającą ze szczególnej teorii względności zasadą równoważności masy i energii masa spoczynkowa danego obiektu fizycznego jest jego energią spoczynkową (energią w układzie odniesienia związanym z obiektem, nazywanym układem spoczynkowym tego obiektu), określoną wzorem \ E_0 = m_0 c^2 i w pewnych warunkach może być przekształcona w energię kinetyczną (oraz energia kinetyczna w spoczynkową), zaś całkowite energie relatywistyczne poszczególnych części układu (mierzone w układzie odniesienia środka pędu układu) są składnikami energii (masy) spoczynkowej układu[4].

Według ogólnej teorii względności rozkład energii i pędu jest źródłem zakrzywienia czasoprzestrzeni , które to zakrzywienie opisuje grawitację .

Przykłady form energii

Jednostki energii

Jednostką energii w układzie SI jest dżul (1J).

Inne jednostki:

Metody pozyskiwania energii

Eksplozja bomby atomowej (Grzyb atomowy nad Nagasaki , 1945 )

Najbardziej wydajną metodą uzyskiwania energii leżącą w zasięgu możliwości technicznych ludzkości jest reakcja syntezy jądrowej. Niewiele mniejszą wydajność osiągają już istniejące elektrownie atomowe, w których wykorzystuje się energię rozpadu jąder. W przypadku obu tych reakcji znacząca część masy (energii) spoczynkowej paliwa zamieniana jest bezpośrednio w energię kinetyczną produktów reakcji (energię cieplną). Aby obliczyć, jaka energia wyzwalana jest, gdy defekt masy wynosi 1 kg, można posłużyć się wzorem

{E =}\Delta m c^2 = 1 \operatorname {kg} \cdot \left ( 3 \cdot 10^8 \operatorname {\frac {m}{s}} \right )^2 = 9 \cdot 10^{16} \operatorname J

Jeszcze skuteczniej masa zamieniana jest na energię podczas anihilacji i prawdopodobnie w procesie łączenia czarnych dziur .

Przypisy

  1. 1,0 1,1 1,2 Leksykon naukowo-techniczny WNT 1984 s. 200
  2. 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 Encyklopedia techniki - podstawy techniki WNT 1994 s. 155
  3. 3,0 3,1 3,2 3,3 3,4 Słownik fizyczny WP 1992 s. 109
  4. 4,0 4,1 Encyklopedia fizyki PWN 1972 t. 1 s. 516

Zobacz też


Inne hasła zawierające informacje o "Energia (fizyka)":

Oddychanie komórkowe ...

Oddziaływanie elektromagnetyczne ...

Fototrofia ...

Hydrobiologia ...

Klaudiusz Ptolemeusz ...

Termometr ...

Płazińce ...

Ekosystem ...

Arystoteles ...

Łaska ...


Inne lekcje zawierające informacje o "Energia (fizyka)":

203 Okres międzywojenny na świecie. Postęp techniczny i kryzys gospodarczy (plansza 3) ...

Zanieczyszczenia atmosfery (plansza 27) ...

Wiązania chemiczne w świetle mechaniki kwantowej (plansza 18) ...





Zachodniopomorskie Pomorskie Warmińsko-Mazurskie Podlaskie Mazowieckie Lubelskie Kujawsko-Pomorskie Wielkopolskie Lubuskie Łódzkie Świętokrzyskie Podkarpackie Małopolskie Śląskie Opolskie Dolnośląskie