Artigo sobre a lei da conservación da enerxía
Formas de enerxía
Na nosa vida cotiá, existen moitas formas de enerxía. No tema do traballo e a enerxía, xa coñecemos dúas formas de enerxía mecánica, concretamente enerxía potencial Dan enerxía cinéticaA enerxía potencial consta de varios tipos, incluíndo a EP gravitatoria, a EP elástica e a EElectricidade PA enerxía cinética consta de dous tipos, concretamente a enerxía cinética de translación e a enerxía cinética de rotación.
Un mango delicioso e maduro ten enerxía potencial gravitatoria mentres colga do seu talo. O mesmo ocorre cando estás a unha certa altura sobre o chan, por exemplo, nun tellado. Un obxecto posúe enerxía potencial gravitatoria debido á súa posición en relación coa Terra.
A goma elástica estirada dunha tirachinas posúe enerxía potencial elástica. A tirachinas pode lanzar unha pedra debido á enerxía potencial elástica contida na goma estirada. Do mesmo xeito, un arco tensado por un arqueiro pode propulsar unha frecha debido á enerxía potencial elástica contida no arco estirado.
Ademais da enerxía potencial e cinética que posúe a materia de gran tamaño e que vemos a miúdo na vida cotiá, tamén existen outras formas de enerxía. Existe a enerxía eléctrica, a enerxía nuclear, a enerxía química, etc. Tras a aparición da teoría cinética, díxose que a enerxía noutras formas (enerxía eléctrica, enerxía química, etc.) é enerxía cinética ou enerxía potencial a nivel atómico ou molecular. A enerxía química almacenada nos alimentos e no combustible considérase enerxía potencial almacenada nas moléculas, debido ás forzas eléctricas entre os átomos que as compoñen (tamén coñecidas como enlaces químicos). A enerxía eléctrica, a enerxía magnética e a enerxía nuclear tamén poden considerarse enerxía cinética ou enerxía potencial a escala atómica.
Cambios na forma de enerxía
É importante ter en conta que a enerxía pode cambiar dunha forma a outra. A nivel macroscópico, podemos atopar innumerables exemplos de transformacións de enerxía. Un mango colgado do seu talo posúe enerxía potencial gravitatoria. A medida que o mango cae ao chan, a súa enerxía potencial diminúe ao longo do seu camiño cara ao chan. A medida que comeza a caer, a enerxía potencial diminúe porque a distancia vertical do mango ao chan diminúe. Esta enerxía transfórmase en enerxía cinética de translación porque a velocidade do mango aumenta debido á aceleración gravitatoria constante. A enerxía potencial elástica almacenada nun tirachinas estirado pode transformarse en enerxía cinética de translación dunha pedra cando se libera a tracción do tirachinas... un arco curvo tamén posúe enerxía potencial elástica.
A enerxía potencial elástica nun arco curvo pódese transformar na enerxía cinética de translación da frecha. A nivel microscópico, tamén podemos atopar exemplos de transformacións de enerxía. Cando se acende unha luz de neón, a enerxía eléctrica transfórmase simultaneamente en enerxía luminosa. Outro exemplo é a transformación da enerxía eléctrica en enerxía cinética de rotación (un ventilador), etc. Este proceso de transformación da enerxía eléctrica está causado en realidade polo cambio entre a enerxía potencial e a enerxía cinética a nivel atómico ou molecular.
Os cambios na forma de enerxía adoitan implicar a transferencia de enerxía dun obxecto a outro.
As transformacións de enerxía adoitan implicar a transferencia de enerxía dun obxecto a outro. Un arco curvo ten enerxía potencial elástica. Cando se tira do arco cara atrás, a enerxía potencial elástica do arco transfórmase na enerxía cinética de translación da frecha. Ao mesmo tempo, a enerxía transfírese do arco á frecha. Cando empurras unha motocicleta parada, a enerxía potencial química do teu corpo transfórmase na enerxía cinética de translación da motocicleta. Ao mesmo tempo, a enerxía transfírese de ti á motocicleta. A auga na parte superior dunha presa ten enerxía potencial gravitacional. Tipoa A medida que a auga cae, a súa enerxía potencial gravitacional convértese en enerxía cinética de translación. A auga que cae acciona entón unha turbina. A medida que a auga move a turbina, a súa enerxía cinética de translación convértese en enerxía cinética de rotación. Ao mesmo tempo, a enerxía transfírese da auga á turbina.
Sempre se realiza traballo cando se transfire enerxía.
En cada exemplo que se deu diComo se comentou anteriormente, a transferencia de enerxía sempre vai acompañada de esforzo ou traballo. Cando a enerxía se move do arco á frecha, o arco fai traballo sobre a frecha. Cando a enerxía se move de ti á motocicleta, ti fas traballo sobre a motocicleta. Cando a enerxía se move da auga á turbina, a auga fai traballo sobre a turbina. Se non se realizase ningún traballo, a frecha non se movería ao soltar o arco, nin unha motocicleta avariada se movería ao empurrala. O mesmo ocorre coa turbina. Pero en realidade, a frecha, a motocicleta avariada e a turbina móvense.k. D.conclúe que o traballo (W) sempre se realiza cando a enerxía se move dun obxecto a outro.
Aínda que xa sei quea a enerxía sempre cambia de formakddun obxecto a outro, pero os científicos non puideron concluír que a enerxíai eterno. Os científicos están desconcertados pola existencia da calor. Calor sempre xorde debido á fricción. Por exemplo, empurras un bloque contra o chan. Cando empurras o bloque, a enerxía potencial química do teu corpo transfórmase na enerxía cinética de translación do bloque. Ao mesmo tempo, a enerxía transfírese de ti ao bloque. Cando a enerxía se transfire de ti ao bloque, fas traballo sobre o bloque (W = Fs). Por suposto, o bloque móvese.
Despois de moverse, o bloque normalmente detense. O bloque detense debido á fricción. Onde hai fricción, hai calor. CTenta fregar as palmas das mans. Sentirás cálido si ? o mesmo ocorre coa viga. A superficie do chan e a base da viga convértense en hangat debido á fricción. A fricción tamén se denomina forza disipativa porque reduce ou elimina a enerxía mecánica total (enerxía mecánica = enerxía potencial + enerxía cinética). Neste caso, a forza de fricción elimina a enerxía cinética de translación do bloque. A enerxía cinética de translación do bloque provén da enerxía potencial química.
Calorías
SAntes do século XIX, ningún científico sabía Que é iso? calor ou calor. Xurdiu unha teoría de que a calor é un certo tipo de substancia (esta substancia chámase calórica). Pero a presenza de substancias bernama calórico non se pode demostrar a súa existencia. Desde finais da década de 1830, James Joule (1818-1889) realizou un experimento e descubriu que a enerxía cinética perdida é sempre a mesma que ser resultante de.
Nin calor nin enerxía cinéticak son eternos por separado. O que sempre é eterno é a cantidade total de enerxía cinética e calor. Baseándose nos resultados dos seus experimentos, Joule fixo unha comparación coa transferencia de calor desde obxectos de alta temperatura (obxectos quentes) ke obxectos de baixa temperatura (obxectos fríos). Joule concluíu que ser én enerxía queg movéndose debido ás diferenzas de temperatura. Esta é a definición de calor desde un punto de vista macroscópico. Desde un punto de vista microscópico, a calor pódese explicar usando a teoría cinética.
No tema da teoría cinética dos gases, aprendemos que a temperatura dun obxecto é unha medida da enerxía cinética das moléculas que o compoñen. Canto maior sexa a temperatura dun obxecto, maior será a enerxía cinética das moléculas que o compoñen. A enerxía cinética está relacionada coa velocidade de movemento. Canto maior sexa a enerxía cinética (maior EK) das moléculas, maior será a velocidade de movemento (maior v) das moléculas. ASe tocamos un obxecto a alta temperatura (obxecto quente) cun obxecto a baixa temperatura (obxecto frío), a calor flúe automaticamente do obxecto a alta temperatura ao obxecto frío.a baixa temperatura. Cando a temperatura dun obxecto aumenta, a enerxía cinética das moléculas que compoñen un obxecto aumenta (a velocidade do movemento molecular aumenta). Pódese concluír A calor é a enerxía cinética das moléculas que se moven rapidamente.
Despois de saber que a calor é enerxía que se move karena A diferenza de temperatura (significado macroscópico) ou a calor é a enerxía cinética das moléculas que se moven rapidamente (significado microscópico), finalmente os científicosn Formula a lei da conservación da enerxía:
A enerxía pode cambiar dunha forma a outra, pasar dun obxecto a outro, pero a enerxía total nunca diminúe nin aumenta.
Pcambios na forma de enerxíai implica a transferencia de enerxía dun obxecto a outro. Toda transferencia de enerxía sempre vai acompañada dun esforzo, tamén coñecido como traballo. Baseado en Baseándose nos resultados dos experimentos e análises dos científicos, sábese que a calor é en realidade enerxía que se transfire debido a diferenzas de temperatura (comprensión macroscópica) ou que a calor é a enerxía cinética das moléculas que se moven rapidamente (comprensión microscópica). Podemos dicir que o traballo (W) e a calor (Q) están implicados na transferencia de enerxía. A primeira lei da termodinámica é unha lei que explica a transferencia de enerxía que implica calor e traballo. KA calor e o traballo non son formas de enerxíaeu, pero só implicadas na transferencia de enerxía entre obxectos, entre obxectos e criaturas vivas ou entre criaturas vivas e criaturas vivas.
Na primeira lei da termodinámica, nós xoga Familiarízate cunha nova cantidade, concretamente a enerxía interna (U). A enerxía interna é a enerxía cinética total das moléculas e a enerxía potencial que xorde debido á interacción entre os átomos que compoñen unha molécula ou á interacción entre as moléculas que compoñen un obxecto ou criatura viva. Todo obxecto está composto de átomos ou moléculas. Polo tanto, todo obxecto do universo debe ter enerxía interna. Todo proceso de transferencia de enerxía que implique calor e traballo dará lugar a un cambio na enerxía interna.
