Energiequellen verstehen

Überall um uns herum, auch wir Menschen, ist Energie eines der häufigsten Dinge, die auftreten. Energie ist enorm, weil sie in fast jeder Anwendung stattfindet, beginnend bei uns selbst, das ist die Energie, die wir zum Überleben verbrauchen, die Energie, die wir aus der Nahrung gewinnen. Es gibt heute eine andere Energiequelle, die das Funktionieren der menschlichen Zivilisation ermöglicht. Der größte Teil der Energie wird aus fossilen Brennstoffen, Kernbrennstoffen oder erneuerbaren Energien gewonnen, obwohl diese Energien zur Erzeugung anderer Energieformen wie mechanischer Energie, elektrischer Energie usw. verwendet werden. Aus diesem Grund ist das Studium der Energie sehr wichtig, um zu lernen und zu verstehen .

Heute lernen Sie Definition, Verwendung, Bedeutung, Beispiele, Arten und Formen von Energie kennen. Außerdem lernst du Maßeinheit, Transformation, Energieerhaltung etc. kennen

Was ist Energie?

Energie kann als die Fähigkeit eines physikalischen Systems definiert werden, Arbeit zu verrichten, d. h. ein System besitzt Energie, wenn es die Fähigkeit hat, Arbeit zu verrichten. Mit anderen Worten, bei jeder Arbeit wird Energie übertragen oder umgewandelt. Der Austritt von Energie in einem System bedeutet jedoch nicht, dass diese zwangsläufig zur Verrichtung von Arbeit zur Verfügung steht.

Energie ist in der Physik bekanntlich die quantitative Größe, die auf einen Körper oder ein physikalisches System übertragen werden muss, um am Körper Arbeit zu verrichten oder ihn zu erwärmen. Energie ist eine Erhaltungsgröße, was uns zum Energieerhaltungssatz brachte. Dieses Gesetz besagt, dass Energie in Form umgewandelt, aber weder erzeugt noch vernichtet werden kann.

Alle Arten von Energie haben zwei Formen, die die kinetische Energie eines sich bewegenden Objekts und die potenzielle Energie umfassen, die durch die Position eines Objekts in einem Kraftfeld gespeichert wird. Die Maßeinheit der Energie heißt Joule.

Ich möchte, dass Sie Energie wie folgt verstehen:

• eine skalare Größe
• abstrakt und nicht immer wahrnehmbar
• durch Kalkulation Bedeutung erhalten
• ein zentrales Konzept in der Wissenschaft

Verwendung und Bedeutung von Energie

Es gibt drei grundlegende Nutzungsmöglichkeiten und wichtige Energieangebote für uns Menschen, darunter Wohnnutzung, gewerbliche Nutzung und Transportnutzung.

Wohnenergieverbrauch:

Dies ist die häufigste Art und Weise, wie Energie verbraucht wird, da sie für unsere täglichen häuslichen Aktivitäten wie Fernsehen, Heizen und Beleuchten des Hauses, Duschen, Wäsche waschen, Arbeiten von zu Hause aus an Ihrem Computer oder Laptop, Betreiben von Geräten, Kochen usw. Fast vierzig Prozent des gesamten Energieverbrauchs weltweit entfallen auf Wohnzwecke. Es ist jedoch auch die übliche Art und Weise, wie Energie verschwendet wird. Dies ist das Ergebnis des Mangels an Aufklärung der Öffentlichkeit darüber, wie man täglich Energie spart.

Kommerzielle Verwendung:

Die gewerbliche Nutzung umfasst Heizung, Kühlung und Beleuchtung von Gewerbegebäuden und -räumen sowie Strom, der von Organisationen und Unternehmen genutzt wird. Die Nutzung von Energie ist hier mehr oder weniger ähnlich der Nutzung im Industriebereich, außer für den persönlichen Gebrauch.

Transportzwecke:

Diese vollständig von Energie abhängige Seite des Energieverbrauchs, dh über siebzig Prozent des Erdöls, wird im Verkehrssektor verbraucht. Der Transportsektor umfasst alle Fahrzeuge vom Pkw über Lkw bis hin zu Bussen und Motorrädern. Dazu gehören auch Flugzeuge, Schiffe, Züge und Pipelines.

Im Folgenden sind die gemeinsame Bedeutung von Energie um uns herum aufgeführt:

• Energie treibt Kommunikation, Transport, Computer, hochmoderne medizinische Geräte usw. an
• Energie unterstützt den wirtschaftlichen und sozialen Fortschritt und schafft eine bessere Lebensqualität.
• Zuverlässige und erschwingliche Energie ermöglicht Produkte und Dienstleistungen, die das Leben bereichern und verlängern.
• Energie kann Leben verbessern und sogar retten.
• Es unterstützt die erweiterte Industrie, die moderne Landwirtschaft, den verstärkten Handel und den verbesserten Transport.
• Es schafft ein besseres Leben und reduziert die Armut.

Energieformen und -arten

Es gibt verschiedene Energieformen, die alle in kinetisch oder potentiell kategorisiert werden. Die mit Bewegung verbundene Energie wird als kinetische Energie bezeichnet, während potentielle Energie eine mit der Position verbundene Energie ist, aber keine „gespeicherte Energie“.

kinetische Energie

• kinetische Energie – Bewegung
  • mechanische Energie – Bewegung makroskopischer Systeme
    • Maschinen
    • Windenergie
    • Wellenenergie
    • Schall-(Schall-, akustische) Energie
  • Thermische Energie – Bewegung von Materieteilchen
    • Geothermie
  • elektrische Energie – Bewegung von Ladungen
    • Haushaltsstrom
    • Blitz
  • Elektromagnetische Strahlung – Störung elektrischer und magnetischer Felder (klassische Physik) oder der Bewegung von Photonen (Quantenphysik)
    • Radio, Mikrowellen, Infrarot, Licht, Ultraviolett, Röntgenstrahlen, Gammastrahlen

Sonnenenergie

potentielle Energie

• potentielle Energie – Position oder Anordnung
  • potenzielle Energie der Gravitation
    • Achterbahn
    • Wasserrad
    • Wasserkraft
  • elektromagnetische potentielle Energie
    • elektrische potentielle Energie
    • magnetische potentielle Energie
    • chemische potentielle Energie
    • elastische potentielle Energie
  • starke potenzielle Kernenergie
    • Atomkraft
    • Atomwaffen
  • schwache potentielle Kernenergie

radioaktiver Zerfall

Wärme, kinetische oder mechanische Energie, Licht, potentielle Energie und elektrische Energie sind die verschiedenen Formen, in denen Energie existiert.

Hitze wird auch als thermische Energie aus der Bewegung von Atomen oder Molekülen bezeichnet. Es kann als Energie in Bezug auf die Temperatur betrachtet werden.

Kinetische Energie ist die Energie der Bewegung. Ein gutes Beispiel ist ein schwingender Pendelbob.

Potenzielle Energie ist auf die Position eines Objekts zurückzuführen. Ein gutes Beispiel ist ein Ball, der in Bezug auf den Boden auf einem Tisch sitzt, weil die Schwerkraft auf ihn einwirkt.

Mechanische Energie ist die Summe aus kinetischer Energie und potentieller Energie eines Körpers.

Lichtenergie ist als Photon verfügbar.

Elektrische Energie ist Energie aus der Bewegung geladener Teilchen wie Protonen, Elektronen oder Ionen.

Magnetische Energie ist eine Energieform, die aus einem Magnetfeld gewonnen wird.

Chemische Energie wird durch chemische Reaktionen freigesetzt oder erhalten, die durch Aufbrechen oder Bilden chemischer Bindungen zwischen Atomen und Molekülen entstehen.

Kernenergie ist Energie aus Wechselwirkungen mit den Protonen und Neutronen eines Atoms. Ein gutes Beispiel ist Energie, die durch Spaltung und Fusion freigesetzt wird.

Energieeinheiten

Die SI-Einheit der Energie ist Joule (J) oder Newtonmeter (N * m). Das Joule ist auch die SI-Einheit der Arbeit. Es ist nach James Prescott Joule benannt, der das mechanische Äquivalent in einer Reihe von Experimenten unabhängig voneinander entdeckte. Die SI-Einheit der Energierate (Energie pro Zeiteinheit) ist das Watt, also ein Joule pro Sekunde.

Energieumwandlung

Es gibt verschiedene Formen der Energieumwandlung, die mit unterschiedlichen Wirkungsgraden auftreten können. Die Gegenstände, die sich zwischen diesen Formen umwandeln, werden als Wandler bezeichnet. Ein gutes Beispiel für Wandler ist eine Batterie, deren Umwandlung von chemischer Energie in elektrische Energie stattfindet. Ein Damm wandelt potentielle Gravitationsenergie in kinetische Energie von sich bewegendem Wasser und auch Schaufeln einer Turbine um. Auch elektrische Energie durch einen elektrischen Generator oder eine Wärmekraftmaschine.

Gute Beispiele für die Energieumwandlung sind die Erzeugung elektrischer Energie aus Energie durch eine Dampfturbine oder das Heben eines Objekts gegen die Schwerkraft unter Verwendung elektrischer Energie, die einen Kranmotor antreibt. Das Anheben gegen die Schwerkraft verrichtet mechanische Arbeit am Objekt und speichert Gravitationspotentialenergie im Objekt. Das Fallen des Objekts auf den Boden ermöglicht es, durch die Schwerkraft mechanische Arbeit an dem Objekt zu verrichten. Dadurch wird die potentielle Energie im Gravitationsfeld in die kinetische Energie umgewandelt, die beim Aufprall auf den Boden als Wärme freigesetzt wird.

Ein weiteres gutes Beispiel für Energie ist die Sonne, die potenzielle Kernenergie in andere Energieformen umwandelt. Allerdings nimmt seine Gesamtmasse nicht ab, da es immer noch die gleiche Gesamtenergie enthält, auch wenn es in verschiedenen Formen auftritt. Seine Masse nimmt jedoch ab, wenn die Energie größtenteils als Strahlungsenergie an die Umgebung abgegeben wird.

Sehen Sie sich das folgende Video an, um mehr über die Energiewende zu erfahren:

Ein Experiment hat gezeigt, dass es Grenzen gibt, wie Wärme in einem Kreisprozess, z. B. in einer Wärmekraftmaschine, effizient in Arbeit umgewandelt werden kann. Der Satz von Carnot und der zweite Hauptsatz der Thermodynamik verdeutlichen dies sehr gut. Trotzdem sind einige Energieumwandlungen hocheffizient, auch wenn einige Faktoren zu berücksichtigen sind. Entropie hilft uns, die Richtung von Energieumwandlungen zu bestimmen (welche Art von Energie wird umgewandelt und in welche Art)

Energieerhaltung

Wie bereits erwähnt, besagt der Energieerhaltungssatz, dass Energie weder erzeugt noch vernichtet werden kann. Der erste Hauptsatz der Thermodynamik besagt, dass die Energie eines geschlossenen Systems konstant ist, es sei denn, Energie wird durch Arbeit oder Wärme übertragen oder abgegeben, und dass bei der Übertragung keine Energie verloren geht. Das heißt, der gesamte Energiezufluss in ein System muss gleich dem gesamten Energieabfluss aus dem System plus der Änderung der im System enthaltenen Energie sein. Die Gesamtenergie eines Systems bleibt immer konstant, wenn jemand die Gesamtenergie eines Systems von Teilchen misst oder berechnet, deren Wechselwirkungen nicht von der Zeit abhängen.

Ein gutes Beispiel ist, wenn zwei Billardkugeln kollidieren, die zum Stillstand kommen können, wobei die resultierende Energie am Kollisionspunkt zu Schall und vielleicht zu wenig Wärme wird. Wenn die Kugeln in Bewegung sind, entsteht kinetische Energie. Sie haben potentielle Energie, ob in Bewegung oder stationär, weil sie sich auf einem Tisch über dem Boden befinden.

Eine der gängigen Formen der Energieumwandlung ist die Umwandlung von Wärme in Arbeit bei einer reversiblen isothermen Expansion eines idealen Gases. Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik besagt, dass das arbeitende System immer etwas Energie als Abwärme verliert. Dadurch wird der Menge an Wärmeenergie, die in einem Kreisprozess Arbeit verrichten kann, eine Grenze gesetzt. Mechanische und andere Energieformen können jedoch ohne solche Einschränkungen in die andere Richtung in thermische Energie umgewandelt werden. Die Gesamtenergie eines Systems kann durch Addition aller Energieformen im System berechnet werden.

Schlussfolgerung

Energie ist die Fähigkeit eines physikalischen Systems, Arbeit zu verrichten, d. h. ein System besitzt Energie, wenn es die Fähigkeit hat, Arbeit zu verrichten. Mit anderen Worten, bei jeder Arbeit wird Energie übertragen oder umgewandelt. Das ist alles für diesen Beitrag, in dem die Definition, Verwendung, Bedeutung, Beispiele, Arten und Formen von Energie diskutiert werden. Sie haben auch die Maßeinheit, Transformation, Energieerhaltung gelernt.

Ich hoffe, Sie bekommen genug von der Lektüre, wenn ja, teilen Sie sie bitte mit anderen Studenten. Danke fürs Lesen, bis zum nächsten Mal!