الطاقة - هي ... الطاقة الكامنة والحركية. ما هي الطاقة في الفيزياء؟

الطاقة - وهذا هو حتى لا يكون هناك لا الحياة فقط على كوكبنا، ولكن أيضا في الكون. وفي الوقت نفسه يمكن أن تكون مختلفة جدا. على سبيل المثال، والحرارة والصوت والضوء والكهرباء وأفران ميكروويف والسعرات الحرارية هي أنواع مختلفة من الطاقة. لكافة العمليات التي تجري من حولنا، فمن الضروري هذه المادة. معظم الطاقة كل شيء على الأرض يتلقى من الشمس، ولكن هناك مصادر أخرى منه. الشمس يرسل كوكب لها بقدر ستوضع في نفس الوقت 100 مليون في قوة أقوى.

ما هي الطاقة؟

وضعت نظرية الأمام Albertom Eynshteynom، ندرس العلاقة بين المادة والطاقة. وكان هذا العالم الكبير قادرة على إثبات القدرة على تحويل مادة واحدة إلى أخرى. واتضح أن الطاقة هي العامل الأكثر أهمية في وجود الهيئات، والمسألة هي الثانوية.

الطاقة - هو، إلى حد كبير، والقدرة على أداء بعض الأعمال. كانت هي التي تقف وراء مفهوم قوة قادرة على تحريك الجسم أو تعطيه خصائص جديدة. ماذا يعني مصطلح "الطاقة"؟ الفيزياء - هو العلم الأساسي الذي كرس حياته، وكثير من العلماء من عصور وبلدان مختلفة. أرسطو يستخدم كلمة "الطاقة" للإشارة إلى الأنشطة البشرية. ترجم من اليونانية "الطاقة" - هذا "النشاط"، "السلطة"، "العمل"، "السلطة". أول مرة تظهر كلمة في مقال للباحث اليوناني يسمى "الفيزياء".

بالمعنى المتعارف عليه، هو الآن وقد صاغ هذا المصطلح الفيزيائي الإنكليزي توماس يونغ. حدث هذا الحدث التاريخي في البعيد 1807. في 50 المنشأ من القرن التاسع عشر. تستخدم مهندس الانجليزية Uilyam تومسون أول مرة مصطلح "engergiya الحركية"، وفي عام 1853 الفيزيائي الاسكتلندي Uilyam Renkin صاغ مصطلح "الطاقة الكامنة".

اليوم، وهذا هو كمية العددية حاضرة في جميع مجالات الفيزياء. وهو مقياس مشترك للأشكال مختلفة من حركة وتفاعل المسألة. وبعبارة أخرى، بل هو مقياس لتحويل شكل واحد إلى آخر.

الوحدات والرموز

يتم قياس كمية الطاقة في الجول (J). هذه الوحدة الخاصة، وهذا يتوقف على نوع من الطاقة يمكن أن يكون لها تسميات مختلفة، مثل:

• W - الطاقة الكلية للنظام.
• Q - الحرارة.
• U - إمكانات.

أنواع الطاقة

في الطبيعة، وهناك العديد من أنواع مختلفة من الطاقة. وأهمها:

• الميكانيكية.
• الكهرومغناطيسية.
• كهربائي.
• الكيميائية.
• الحرارية.
• النووية (الذرية).

وهناك أشكال أخرى من الطاقة: الضوء والصوت، والمغناطيسية. في السنوات الأخيرة، فإن عددا متزايدا من علماء الفيزياء وعلماء يميلون الى فرضية وجود ما يسمى الطاقة "المظلمة". كل نوع من أنواع أعلاه من هذه المادة لها خصائص خاصة بها. على سبيل المثال، والطاقة السليمة قادرة على أن تنتقل عن طريق الموجات. لأنها تسهم في حدوث طبلة الأذن اهتزاز في الأذن من البشر والحيوانات، والتي من خلالها يمكنك سماع الأصوات. في سياق التفاعلات الكيميائية المختلفة إطلاق الطاقة اللازمة لحياة جميع الكائنات الحية. أي وقود، والمنتجات الغذائية، والبطاريات، وبطاريات تخزين هذه الطاقة.

لدينا ضوء يعطي الطاقة العالمية في شكل موجات الكهرومغناطيسية. الطريقة الوحيدة التي يمكن التغلب على اتساع الكون. وبفضل التكنولوجيا الحديثة، مثل الألواح الشمسية، يمكننا استخدامها على نحو أكثر فعالية. يتم تخزين الطاقة الزائدة غير المستخدمة في energohranilischah الخاصة. جنبا إلى جنب مع النماذج المذكورة أعلاه للطاقة وغالبا ما تستخدم الينابيع الحرارية، والأنهار، و المد والجزر في المحيطات، والوقود الحيوي.

الطاقة الميكانيكية

يتم دراسة هذا النوع من الطاقة في فرع الفيزياء تسمى "الميكانيكا". هو الرمز من قبل الرسالة ويتم قياس E. لها في الجول (J). ما هي هذه الطاقة؟ دراسات الفيزياء الميكانيكا الحركة من الهيئات وتفاعلها مع بعضها البعض أو مع الحقول الخارجية. ودعا الحركية (الرمز إيك)، والطاقة الطاقة نظرا لحركة الأجسام، ويرجع ذلك إلى تفاعل الجهات أو الحقول الخارجية، ودعا القدرة (E). كمية الحركة والتفاعل هو إجمالي الطاقة الميكانيكية للنظام.

لحساب كلا النوعين هناك قاعدة عامة. لتحديد كمية الطاقة اللازمة لحساب العمل المطلوب لترجمة الجسم من ولاية صفر إلى الحالة الراهنة. وكلما زاد العمل، فإن المزيد من الطاقة لديها هيئة في هذه الدولة.

تفكيك علامات مختلفة

وهناك عدة أنواع من قسم الطاقة. لأسباب مختلفة وهي مقسمة الى: الخارجية (الحركية والمحتملة) والداخلية (الميكانيكية والحرارية، الكهرومغناطيسية، النووية والجاذبية). وبدورها تنقسم الطاقة الكهرومغناطيسية إلى المغناطيسية والكهربائية والنووية - تفاعلات الطاقة الضعيفة والقوية.

حركي

أي جسم متحرك تمييزها عن وجود الطاقة الحركية. وغالبا ما يطلق عليه - القيادة. الطاقة من الجسم يتحرك، يتم فقدان عندما يتباطأ. وهكذا، وأسرع من سرعة، والمزيد من الطاقة الحركية.

على اتصال من الجسم الانتقال إلى جسم ثابت ينتقل الجزء الأخير من الطاقة الحركية، ويؤدي ذلك في الحركة. صيغة الطاقة الحركية هي على النحو التالي:

• E _ل = ام ^2: 2،
  حيث m - كتلة الجسم، والخامس - سرعة حركة الجسم.

وعلى حد قول هذه الصيغة يمكن التعبير عنها على النحو التالي: الطاقة الحركية للجسم تساوي نصف نتاج كتلته ومربع سرعته.

إمكانية

هذا النوع من الطاقة لديها هيئة، والتي هي في أي مجال من مجالات القوة. وهكذا، فإن المغناطيسي ينشأ عندما يكون الكائن تحت تأثير مجال مغناطيسي. جميع الهيئات على الأرض، لديها طاقة الجاذبية المحتملة.

اعتمادا على دراسة خصائص الأشياء قد تكون لديهم أنواع مختلفة من الطاقة الكامنة. وهكذا، فإن الجسم مرونة والمرونة التي هي قادرة على امتداد ديها الطاقة الكامنة المرنة أو التوتر. أي هيئة السقوط، والتي تم إصلاح سابقا، يفقد المحتملين ويكتسب طاقة حركية. فإن قيمة هذين النوعين يكون معادلا. في مجال صيغة الطاقة الكامنة الجاذبية كوكبنا ستكون على النحو التالي:

• E _ن = MHG،
  حيث م - وزن الجسم. ح - ارتفاع مركز كتلة الجسم فوق مستوى الصفر. ز - تسارع الجاذبية.

وعلى حد قول هذه الصيغة يمكن التعبير عنها على النحو التالي: الطاقة الكامنة للكائن التي تتفاعل مع الأرض، هو نتاج كتلته، تسارع الجاذبية والارتفاع الذي يقع عليه.

هذه الكمية العددية هي مميزة نقطة المواد احتياطي الطاقة (الجسم)، وتقع في حقل محتمل للقوة وتوسيع للحصول على الطاقة الحركية من خلال عمل القوة الميدانية. يشار إليها أحيانا بوصفها وظيفة من الإحداثيات، وهو المصطلح في نظام langranzhiane (لاغرانج ديناميكية وظيفة النظام). يصف هذا النظام تفاعلها.

وساوى بين الطاقة الكامنة من الصفر لبعض التكوينات الهيئات التخلص منها في الفضاء. تحديد شكلي راحة مزيد من العمليات الحسابية ويسمى "تطبيع الطاقة الكامنة".

قانون الحفاظ على الطاقة

واحد من أهم المبادئ الأساسية للفيزياء هو قانون الحفاظ على الطاقة. ووفقا له، لا تنشأ الطاقة من العدم، ولا تختفي. وهو يتحرك باستمرار من شكل إلى آخر. وبعبارة أخرى، يحدث فقط التغير في الطاقة. على سبيل المثال، يتم تحويل الطاقة الكيميائية للبطارية مصباح يدوي إلى طاقة كهربائية، ومنه - في ضوء والحرارة. يتم تحويل الأجهزة الكهربائية المختلفة للضوء والحرارة أو الصوت. في معظم الحالات، والنتيجة النهائية لالتغييرات الحرارة والضوء. بعد ذلك، وغني عن الطاقة في الفضاء المحيط.

قانون الطاقة يمكن أن تفسر العديد من الظواهر الفيزيائية. ويقول العلماء أن إجمالي حجم ثابت في الكون لا تزال مستمرة. لا أحد يمكن أن تخلق أو تدمر الطاقة مرة أخرى. إنتاج واحد من نوعها، والناس استخدام طاقة الوقود من الماء المتساقط، الذرة. وبالتالي واحدة من نوعه يتم تحويلها إلى آخر.

في عام 1918، كانوا قادرين على إثبات أن قانون الحفاظ على الطاقة هو نتيجة الرياضية للتناظر انتقالي من الزمن العلماء - القيم الطاقة التزاوج. وبعبارة أخرى، فإن حفظها الطاقة لقوانين الفيزياء لا تختلف في أوقات مختلفة.

الميزات الطاقة

الطاقة - هي قدرة الجسم على القيام بهذه المهمة. في النظم الفيزيائية مغلقة وحافظت عليه طوال الوقت (حتى يتم إغلاق النظام) ويمثل واحدا من التكاملات المضافة ثلاث حركة الحفاظ على قيمة عند القيادة. وهذه تشمل: الطاقة، الزخم، الزخم. إدخال مفهوم "الطاقة" مفيد عندما يكون النظام المادي هو متجانس في الوقت المناسب.

الطاقة الداخلية للهيئات

وهو يمثل مجموع طاقات التفاعلات الجزيئية والحركة الحرارية للجزيئات يشكل ذلك. لا يمكن قياسها مباشرة، لأنها هي وظيفة فريدة من حالة النظام. كلما كان النظام في هذه الدولة، والطاقة الداخلية لها قيمة متأصلة، بغض النظر عن تاريخ النظام. التغير في الطاقة الداخلية في الانتقال من دولة فعلية واحدة إلى أخرى هو دائما يساوي الفرق بين القيم في الدول النهائية والأولية.

الطاقة الداخلية للغاز

وبالإضافة إلى المواد الصلبة والغازات والطاقة. وهذه هي الطاقة الحركية لل(عشوائي) الحركة الحرارة من الجسيمات في النظام، والتي تشمل ذرات، جزيئات، الكترونات، النواة. الطاقة الداخلية للغاز المثالي (الغاز نموذج رياضي) هي مجموع الطاقة الحركية للجزيئات لها. وهذا يأخذ في الاعتبار عدد درجات الحرية، وهو عدد من المتغيرات المستقلة، التي تحدد الموقف من الجزيئات في الفضاء.

استخدام الطاقة

كل عام والإنسانية تستهلك المزيد والمزيد من الطاقة. في معظم الحالات، للحصول على الطاقة اللازمة للإضاءة والتدفئة بيوتنا والمركبات وتشغيل آليات مختلفة، وتستخدم الهيدروكربونات الأحفوري مثل الفحم والنفط والغاز. فهي الموارد غير المتجددة.

للأسف، سوى جزء صغير من الطاقة المنتجة على هذا الكوكب باستخدام مصادر الطاقة المتجددة مثل الماء والرياح والشمس. حتى الآن، حصتها في السلطة هي 5٪ فقط. 3٪ أخرى من الناس تحصل في شكل من أشكال الطاقة النووية المنتجة في محطات الطاقة النووية.

الموارد غير المتجددة لديها مخزون التالية (في الجول)

• الطاقة النووية - 2 × ^{24 أكتوبر،}
• الطاقة من النفط والغاز - 2 × 10 ^23؛
• تسخين داخليا الكوكب - 5 × 10 ^20.

القيمة السنوية للموارد المتجددة من الأرض:

• الطاقة الشمسية - 2 × 10 ^24.
• الرياح - 6 × ^{21 أكتوبر،}
• نهر - 6.5 × 10 ^19.
• المد والجزر - 2.5 × ^{23 اكتوبر تشرين الاول.}

فقط مع الانتقال في الوقت المناسب من احتياطيات الطاقة غير المتجددة للإنسانية المتجددة الأرض لديه فرصة لحياة طويلة وسعيدة على كوكبنا. لتنفيذ تطوير متقدمة من العلماء في جميع أنحاء العالم لا تزال تدرس بعناية الخصائص المختلفة للطاقة.