Článek o zákonu zachování energie
Formy energie
V našem každodenním životě existuje mnoho forem energie. V tématu práce a energie jsme se již seznámili se dvěma formami mechanické energie, a to potenciální energie dan kinetická energiePotenciální energie se skládá z několika typů, včetně gravitační EP, elastické EP a EP elektřinaKinetická energie se skládá ze dvou typů, a to translační kinetické energie a rotační kinetické energie.
Lahodné, zralé mango má gravitační potenciální energii, protože visí na stonku. Totéž se děje, když jste v určité výšce nad zemí, například na střeše. Objekt má gravitační potenciální energii díky své poloze vzhledem k Zemi.
Natažená gumička praku má elastickou potenciální energii. Prak může vystřelit kámen díky elastické potenciální energii obsažené v natažené gumě. Podobně luk natažený lučištníkem může vystřelit šíp díky elastické potenciální energii obsažené v nataženém luku.
Kromě potenciální a kinetické energie, kterou disponují velké hmoty a kterou často vidíme v každodenním životě, existují i další formy energie. Existuje elektrická energie, jaderná energie, chemická energie atd. Po vzniku kinetické teorie se říkalo, že energie v jiných formách (elektrická energie, chemická energie atd.) je kinetická energie nebo potenciální energie na atomové nebo molekulární úrovni. Chemická energie uložená v potravinách a palivech se považuje za potenciální energii uloženou v molekulách v důsledku elektrických sil mezi atomy, které tvoří molekuly (známých také jako chemické vazby). Elektrická energie, magnetická energie a jaderná energie mohou být také považovány za kinetickou energii nebo potenciální energii v atomovém měřítku.
Změny energetické formy
Je důležité si uvědomit, že energie se může měnit z jedné formy do druhé. Na makroskopické úrovni můžeme najít nespočet příkladů energetických transformací. Mango visící na stonku má gravitační potenciální energii. Jak mango padá na zem, jeho potenciální energie se podél dráhy k zemi snižuje. Jakmile mango začne padat, potenciální energie se snižuje, protože se snižuje vertikální vzdálenost manga od země. Tato energie se transformuje na translační kinetickou energii, protože rychlost manga se zvyšuje v důsledku konstantního gravitačního zrychlení. Elastická potenciální energie uložená v nataženém praku se může transformovat na translační kinetickou energii kamene, když se uvolní tah praku... zakřivený luk má také elastickou potenciální energii.
Elastická potenciální energie v zakřiveném luku se může transformovat na translační kinetickou energii šípu. Na mikroskopické úrovni můžeme také najít příklady energetických transformací. Když zapnete neonové světlo, elektrická energie se současně transformuje na světelnou energii. Dalším příkladem je transformace elektrické energie na rotační kinetickou energii (ventilátor) atd. Tento proces transformace elektrické energie je ve skutečnosti způsoben změnou mezi potenciální a kinetickou energií na atomové nebo molekulární úrovni.
Změny formy energie obvykle zahrnují přenos energie z jednoho objektu na druhý.
Transformace energie obvykle zahrnují přenos energie z jednoho objektu na druhý. Zakřivený luk má elastickou potenciální energii. Když se luk natáhne zpět, elastická potenciální energie luku se transformuje na translační kinetickou energii šípu. Současně se energie přenáší z luku na šíp. Když tlačíte zastavený motocykl, chemická potenciální energie ve vašem těle se transformuje na translační kinetickou energii motocyklu. Zároveň se energie přenáší z vás na motocykl. Voda na vrcholu přehrady má gravitační potenciální energii. Typa Když voda padá, její gravitační potenciální energie se přeměňuje na translační kinetickou energii. Padající voda poté pohání turbínu. Když voda pohybuje turbínou, její translační kinetická energie se přeměňuje na rotační kinetickou energii. Zároveň se energie přenáší z vody do turbíny.
Práce se vždy vykoná, když se přenáší energie.
V každém příkladu, který byl diJak již bylo zmíněno, přenos energie je vždy doprovázen úsilím neboli prací. Když se energie přesouvá z luku do šípu, luk vykonává práci na šípu. Když se energie přesouvá od vás k motocyklu, vykonáváte práci na motocyklu. Když se energie přesouvá z vody do turbíny, voda vykonává práci na turbíně. Pokud by se nevykonávala žádná práce, šíp by se při uvolnění luku nepohyboval, ani by se nepohybovala porouchaná motorka při tlačení. Totéž platí pro turbínu. Ve skutečnosti se však pohybuje šíp, porouchaná motorka a turbína.k. D.dojít k závěru, že práce (W) se vždy vykoná, když se energie přesouvá z jednoho objektu na druhý.
I když už to víma energie neustále mění formukdz jednoho objektu na druhý, ale vědci nebyli schopni dojít k závěru, že energiei věčný. Vědci jsou zmateni existencí tepla. Teplo vždy vzniká v důsledku tření. Například tlačíte blok na podlahu. Když blok tlačíte, chemická potenciální energie ve vašem těle se změní na translační kinetickou energii bloku. Zároveň se energie přenáší z vás na blok. Když se energie přenáší z vás na blok, vykonáte na bloku práci (W = Fs). Blok se samozřejmě pohybuje.
Po pohybu se blok obvykle zastaví. Blok se zastaví v důsledku tření. Kde je tření, tam je teplo. CZkuste si třít dlaně o sebe. Vaše dlaně budou cítit teplé jo Totéž se stane s trámem. Povrch podlahy a základna trámu se stanou hangat v důsledku tření. Tření se také nazývá disipativní síla, protože snižuje nebo eliminuje celkovou mechanickou energii (mechanická energie = potenciální energie + kinetická energie). V tomto případě třecí síla eliminuje translační kinetickou energii bloku. Translační kinetická energie bloku pochází z chemické potenciální energie.
Kalorie
SPřed devatenáctým stoletím žádný vědec nevěděl apa itu teplo atau teplo. Objevila se teorie, že teplo je určitý typ látky (tato látka se nazývá kalorická). Tetapi přítomnost látek Bernama kalorický obsah nelze prokázat jeho existence. Od koncem 30. let 19. století, James Joule (1818–1889) provedl experiment a zjistil, že Ztráta kinetické energie je vždy stejná, jako kdybyr vyplývající z.
Ani teplo, ani kinetická energiek jsou věčné odděleně. Věčné je vždy celkové množství kinetické energie a tepla. Na základě výsledků svých experimentů Joule provedl srovnání s přenosem tepla dari předměty s vysokou teplotou (horké předměty) ke objekty s nízkou teplotou (studené objekty). JOule dospěl k závěru, že pokudr jen energie, kterág pohybující se v důsledku teplotních rozdílů. Toto je definice tepla z makroskopického hlediska. Z mikroskopického hlediska, teplo lze vysvětlit s využitím kinetické teorie.
V tématu kinetické teorie plynů jsme se dozvěděli, že teplota objektu je měřítkem kinetické energie molekul, které jej tvoří. Čím vyšší je teplota objektu, tím větší je kinetická energie molekul, které jej tvoří. Kinetická energie souvisí s rychlostí pohybu. Čím větší je kinetická energie (vyšší EK) molekul, tím větší je rychlost pohybu (vyšší v) molekul. APokud se dotkneme předmětu s vysokou teplotou (horkým předmětem) předmětem s nízkou teplotou (studeným předmětem), teplo automaticky proudí z předmětu s vysokou teplotou na předmět s nízkou teplotou.a nízká teplota. Když se teplota objektu zvýší, kinetická energie molekul, které tvoří objekt, se zvyšuje (rychlost molekulárního pohybu se zvyšuje). Lze uzavřít Teplo je kinetická energie rychle se pohybujících molekul.
Poté, co jsme věděli, že teplo je energie, která se pohybuje Karen teplotní rozdíl (makroskopický význam) nebo teplo je kinetická energie rychle se pohybujících molekul (mikroskopický význam), vědci nakonecn formulujte zákon zachování energie:
Energie se může měnit z jedné formy do druhé, přesouvat se z jednoho objektu na druhý, ale celková energie se nikdy nesnižuje ani nezvyšuje.
Pzměny energetické formyi zahrnuje přenos energie z jednoho objektu na druhý. Každý přenos energie je vždy doprovázen úsilím, známým také jako práce. Na základě Na základě výsledků experimentů a analýz vědců je známo, že teplo je ve skutečnosti energie, která se přenáší v důsledku teplotních rozdílů (makroskopické chápání), nebo je teplo kinetickou energií rychle se pohybujících molekul (mikroskopické chápání). Můžeme říci, že na přenosu energie se podílí práce (W) a teplo (Q). První termodynamický zákon je zákon, který vysvětluje přenos energie zahrnující teplo a práci. Kteplo a práce nejsou formami energiejá, ale podílejí se pouze na přenosu energie mezi objekty, mezi objekty a živými tvory nebo mezi živými tvory a živými tvory.
V prvním termodynamickém zákoně máme jižní Seznamte se s novou veličinou, a to vnitřní energií (U). Vnitřní energie je celková kinetická energie molekul a potenciální energie, která vzniká v důsledku interakce mezi atomy tvořícími molekulu, nebo interakce mezi molekulami tvořícími objekt či živý tvor. Každý objekt se skládá z atomů nebo molekul. Každý objekt ve vesmíru tedy musí mít vnitřní energii. Každý proces přenosu energie zahrnující teplo a práci bude mít za následek změnu vnitřní energie.
