Artikel over de wet van behoud van energie
Energievormen
In ons dagelijks leven zijn er vele vormen van energie. In het kader van arbeid en energie hebben we al kennisgemaakt met twee vormen van mechanische energie, namelijk potentiële energie Dan kinetische energiePotentiële energie bestaat uit verschillende soorten, waaronder zwaartekracht-EP, elastische EP en E.P elektriciteitKinetische energie bestaat uit twee soorten, namelijk translationele kinetische energie en rotationele kinetische energie.
Een heerlijke, rijpe mango bezit zwaartekrachtspotentiële energie doordat hij aan zijn steel hangt. Hetzelfde gebeurt wanneer je je op een bepaalde hoogte boven de grond bevindt, bijvoorbeeld op een dak. Een object bezit zwaartekrachtspotentiële energie vanwege zijn positie ten opzichte van de aarde.
De uitgerekte elastische band van een katapult bezit elastische potentiële energie. De katapult kan een steen lanceren dankzij de elastische potentiële energie die in de uitgerekte band is opgeslagen. Op dezelfde manier kan een boog, gespannen door een boogschutter, een pijl afschieten dankzij de elastische potentiële energie die in de gespannen boog is opgeslagen.
Naast de potentiële en kinetische energie die grote materie bezit en die we vaak in het dagelijks leven tegenkomen, bestaan er ook andere vormen van energie. Denk aan elektrische energie, kernenergie, chemische energie, enzovoort. Na de opkomst van de kinetische energietheorie werd gesteld dat energie in andere vormen (elektrische energie, chemische energie, enz.) in feite kinetische energie of potentiële energie is op atomair of moleculair niveau. De chemische energie die in voedsel en brandstof is opgeslagen, wordt beschouwd als potentiële energie die in moleculen is opgeslagen, vanwege de elektrische krachten tussen de atomen waaruit de moleculen bestaan (ook wel chemische bindingen genoemd). Elektrische energie, magnetische energie en kernenergie kunnen eveneens worden beschouwd als kinetische energie of potentiële energie op atomair niveau.
Veranderingen in energievorm
Het is belangrijk om te weten dat energie van de ene vorm in de andere kan veranderen. Op macroscopisch niveau zijn er talloze voorbeelden van energieomzettingen. Een mango die aan zijn steel hangt, bezit potentiële zwaartekrachtenergie. Terwijl de mango naar de grond valt, neemt zijn potentiële energie af langs zijn traject naar de grond. Naarmate de mango verder valt, neemt de potentiële energie af omdat de verticale afstand van de mango tot de grond kleiner wordt. Deze energie wordt omgezet in translationele kinetische energie doordat de snelheid van de mango toeneemt als gevolg van de constante zwaartekrachtversnelling. De elastische potentiële energie die is opgeslagen in een gespannen katapult kan worden omgezet in translationele kinetische energie van een steen wanneer de trekkracht van de katapult wordt losgelaten... een gebogen boog bezit ook elastische potentiële energie.
De elastische potentiële energie in een gebogen boog kan worden omgezet in de translationele kinetische energie van de pijl. Ook op microscopisch niveau vinden we voorbeelden van energieomzettingen. Wanneer je een neonlamp aanzet, wordt elektrische energie tegelijkertijd omgezet in lichtenergie. Een ander voorbeeld is de omzetting van elektrische energie in rotationele kinetische energie (een ventilator), enzovoort. Dit proces van het omzetten van elektrische energie wordt feitelijk veroorzaakt door de verandering tussen potentiële energie en kinetische energie op atomair of moleculair niveau.
Veranderingen in de vorm van energie gaan meestal gepaard met de overdracht van energie van het ene object naar het andere.
Energieomzettingen omvatten doorgaans de overdracht van energie van het ene object naar het andere. Een gebogen boog heeft elastische potentiële energie. Wanneer de boog wordt gespannen, wordt de elastische potentiële energie van de boog omgezet in translationele kinetische energie van de pijl. Tegelijkertijd wordt er energie overgedragen van de boog naar de pijl. Wanneer je een stilstaande motorfiets duwt, wordt de chemische potentiële energie in je lichaam omgezet in translationele kinetische energie van de motorfiets. Tegelijkertijd wordt er energie overgedragen van jou naar de motorfiets. Het water bovenin een dam heeft gravitationele potentiële energie.a Wanneer water valt, wordt de potentiële zwaartekrachtenergie omgezet in translationele kinetische energie. Het vallende water drijft vervolgens een turbine aan. Terwijl het water de turbine in beweging zet, wordt de translationele kinetische energie omgezet in rotationele kinetische energie. Tegelijkertijd wordt energie overgedragen van het water naar de turbine.
Er wordt altijd arbeid verricht wanneer energie wordt overgedragen.
In elk voorbeeld dat is gegeven diZoals eerder besproken, gaat energieoverdracht altijd gepaard met inspanning, oftewel arbeid. Wanneer energie van de boog naar de pijl gaat, verricht de boog arbeid op de pijl. Wanneer energie van jou naar de motorfiets gaat, verricht jij arbeid op de motorfiets. Wanneer energie van het water naar de turbine gaat, verricht het water arbeid op de turbine. Als er geen arbeid zou worden verricht, zou de pijl niet bewegen wanneer de boog wordt losgelaten, en zou een kapotte motorfiets ook niet bewegen wanneer deze wordt geduwd. Hetzelfde geldt voor de turbine. Maar in werkelijkheid bewegen de pijl, de kapotte motorfiets en de turbine wel.k. DWe concluderen dat er altijd arbeid (W) wordt verricht wanneer energie van het ene object naar het andere wordt overgedragen.
Hoewel ik dat al weeta energie verandert altijd van vorm.kdvan het ene object naar het andere, maar wetenschappers hebben nog niet kunnen concluderen dat energiei eeuwig. Wetenschappers staan voor een raadsel wat betreft het bestaan van warmte. Warmte Dit ontstaat altijd door wrijving. Bijvoorbeeld: je duwt een blok over de vloer. Wanneer je het blok duwt, wordt de chemische potentiële energie in je lichaam omgezet in de translationele kinetische energie van het blok. Tegelijkertijd wordt er energie van jou naar het blok overgedragen. Wanneer energie van jou naar het blok wordt overgedragen, verricht je arbeid op het blok (W = Fs). Natuurlijk beweegt het blok.
Nadat het blok in beweging is gekomen, stopt het meestal. Het blok stopt door wrijving. Waar wrijving is, is warmte. CProbeer je handpalmen tegen elkaar te wrijven. Je handpalmen zullen aanvoelen... warm ja Hetzelfde gebeurt met de balk. Het vloeroppervlak en de basis van de balk worden hangat Dit komt door wrijving. Wrijving wordt ook wel een dissipatieve kracht genoemd, omdat het de totale mechanische energie vermindert of elimineert (mechanische energie = potentiële energie + kinetische energie). In dit geval elimineert de wrijvingskracht de translationele kinetische energie van het blok. De translationele kinetische energie van het blok is afkomstig van chemische potentiële energie.
Calorie
SVóór de negentiende eeuw wist geen enkele wetenschapper dit. wat is het calorie atau Warmte. Er ontstond een theorie dat warmte een bepaald soort stof is (deze stof wordt calorische stof genoemd). Maar de aanwezigheid van stoffen genaamd Het calorische effect kan niet worden bewezen. het bestaan ervan. Sinds eind jaren 1830, James Joule (1818-1889)) voerde een experiment uit en ontdekte dat De verloren kinetische energie is altijd hetzelfde als wanneerr daaruit voortvloeiend.
Noch warmte, noch kinetische energiek zijn afzonderlijk eeuwig. Wat altijd eeuwig is, is de totale hoeveelheid kinetische energie en warmte. Op basis van de resultaten van zijn experimenten maakte Joule een vergelijking met warmteoverdracht. Dari voorwerpen met een hoge temperatuur (hete voorwerpen) ke objecten met een lage temperatuur (koude objecten). Joule concludeerde dat alsr isn energie dieg Beweging als gevolg van temperatuurverschillen. Dit is de definitie van warmte vanuit een macroscopisch perspectief. Vanuit een microscopisch perspectief, Warmte kan worden verklaard gebruikmakend van de kinetische theorie.
In het hoofdstuk over de kinetische gastheorie hebben we geleerd dat de temperatuur van een object een maat is voor de kinetische energie van de moleculen waaruit het object bestaat. Hoe hoger de temperatuur van een object, hoe groter de kinetische energie van de moleculen. Kinetische energie is gerelateerd aan de bewegingssnelheid. Hoe groter de kinetische energie (hogere EK) van de moleculen, hoe groter de bewegingssnelheid (hogere v) van de moleculen. AAls we een voorwerp met een hoge temperatuur (heet voorwerp) aanraken met een voorwerp met een lage temperatuur (koud voorwerp), stroomt de warmte automatisch van het voorwerp met de hoge temperatuur naar het koude voorwerp.a lage temperatuur. Wanneer de temperatuur van een object stijgt, De kinetische energie van de moleculen waaruit een object bestaat, neemt toe (de snelheid van de moleculaire beweging neemt toe). Kan worden geconcludeerd Warmte is de kinetische energie van snel bewegende moleculen.
Nadat we wisten dat warmte energie is die beweegt, kwamen we tot de conclusie dat warmte energie is die beweegt. Karena Temperatuurverschil (macroscopische betekenis) of warmte is de kinetische energie van snel bewegende moleculen (microscopische betekenis), uiteindelijk wetenschappersn Formuleer de wet van behoud van energie:
Energie kan van vorm veranderen en van het ene object naar het andere overgaan, maar de totale energie neemt nooit af of toe.
Pveranderingen in energievormi Het houdt de overdracht van energie van het ene object naar het andere in. Elke energieoverdracht gaat altijd gepaard met inspanning, ook wel arbeid genoemd. Gebaseerd op Op basis van de resultaten van experimenten en analyses door wetenschappers is bekend dat warmte in feite energie is die wordt overgedragen als gevolg van temperatuurverschillen (macroscopisch begrip) of dat warmte de kinetische energie is van snel bewegende moleculen (microscopisch begrip). We kunnen stellen dat arbeid (W) en warmte (Q) betrokken zijn bij energieoverdracht. De eerste wet van de thermodynamica is een wet die de overdracht van energie, waarbij warmte en arbeid een rol spelen, verklaart. KWarmte en arbeid zijn geen vormen van energie.ik, maar is alleen betrokken bij de overdracht van energie tussen objecten, tussen objecten en levende wezens of tussen levende wezens onderling.
Volgens de eerste wet van de thermodynamica zuiden Maak kennis met een nieuwe grootheid, namelijk interne energie (U). Interne energie is de totale kinetische energie van moleculen en de potentiële energie die ontstaat door de interactie tussen de atomen waaruit een molecuul bestaat, of de interactie tussen de moleculen waaruit een object of levend wezen is opgebouwd. Elk object is samengesteld uit atomen of moleculen. Daarom moet elk object in het universum interne energie bezitten. Elk energieoverdrachtsproces waarbij warmte en arbeid betrokken zijn, resulteert in een verandering van de interne energie.
