Energ; a és fenntartható fejlődés La energ; nak nek

• 1. Fizikai fogalmak az energiáról.
• 1.1. Meghatározás?.
• 1.2. Az energia formái.
• 1.3. A termodinamika törvényei.
• 1.4. Mérési egységek.
• 2. Energia a természetes ökoszisztémákban.
• 3. Irodalomjegyzék.

1. Fizikai fogalmak az energiáról.

1.1. Meghatározás.

A fizikában az energiát a munkavégzés képességének definiálják. Amikor az egyik rendszer munkát végez a másikon, az energia átkerül a két rendszer között.

Elmondható, hogy az energia a munka elvégzésében nyilvánul meg. Jó példa erre egy bizonyos tömegre alkalmazott munka. Ha megemeljük, akkor egy bizonyos távolságra erőt alkalmazunk. Az elvégzett munkát potenciális energia formájában tárolják a tömeg helyzete a Föld gravitációs mezőjén belül. Ha felszabadul, a tömeg esik, és visszaadja a tárolt energiát.

1.2. Az energia formái.

Az energia bemutatásának módjait két nagy csoportba sorolhatjuk:

• Külső vagy makroszkopikus energia.
• Belső vagy mikroszkopikus energia.

A makroszkopikus energiának két oka lehet:

• Egy bizonyos test tömege és sebessége, amely az úgynevezett kinetikus energiát eredményezi.
• Pozíciója egy referenciakeretben, amely a potenciális energiát generálja.

A mozgási energia a mozgásnak köszönhető, és egy m tömegű objektum esetében, amely egyenes vonalban, állandó állandó v sebességgel mozog, a következő képlet szerint kell kiszámítani:

E kinetika = 1/2 mv 2

Egy példa szemlélteti a potenciális energia fogalmát. A Föld bolygó olyan gravitációs mezőt hoz létre, amely vonzza az összes testet. Ezeknek a földfelszínhez viszonyított relatív helyzetük függvényében potenciális energiája van, amelyet a következő képlet alapján számolunk: E potenciál = mgh, ahol m a test tömege, g a gravitáció gyorsulása és h, annak relatív helyzete a föld felszínéhez képest.

Mind az energiák, mind a kinetikus, mind a potenciális összegeket mechanikai energiának nevezzük:

Mechanikai energia = kinetikus energia + potenciális energia

A belső vagy mikroszkopikus energia az anyag szerkezetében, az azt alkotó molekulákban, atomokban és részecskékben rejlik.

Attól függően, hogy milyen formában vagy milyen fizikai rendszerben nyilvánul meg, az energia különböző formáinak tekinthetők:

• Mechanikai energia, amely a tömeg mozgásával (kinetikus) vagy annak köszönhető, hogy a pozíciótól (potenciáltól) függő erő hat az említett tömegre.
• Az elektromos töltések áramlásával vagy felhalmozásával kapcsolatos elektromos energia.
• Elektromágneses energia, amelyet elektromágneses hullámok szállítanak, és amely a foton, az elektromágneses hullámokkal társított részecske által hordozott energiaként értelmezhető.
• Hőenergia, amely a testet alkotó részecskék, atomok és molekulák belső kinetikus energiájaként értelmezhető. A hőmérséklet méri. A hő az az energia, amely az egyik testből a másikba kerül át, különböző hőmérsékletük alapján.
• Kémiai energia, a különböző molekulákat alkotó atomok közötti kötésekben tárolva.
• Atommagokban rejlő atomenergia.
• Végül, a tömegenergia minden tömegben benne van, annak létezése miatt. Einstein 1905-ben hozta létre a képletet: E = mc 2, amely meghatározza az energiamennyiséget, amely szabad marad, ha egy m tömegmennyiség eltűnik, ahol a c állandó 300 000 km/s, amely a vákuum fénysebessége.

1.3. A termodinamika törvényei.

Láttuk, hogy az energia egyik formából a másikba, többféle módon is átalakulhat. A felhalmozódott potenciális energia átalakul kinetikus energiává és fordítva. Az üzemanyag kémiai energiája belső égésű motorban hőenergiává, majd mechanikai energiává alakul. Az elektromos energiát kémiai energia formájában tároljuk az akkumulátorban, míg az elektromos energiát elektromotorban mechanikai energiává alakíthatjuk, hogy csak néhány példát említsek.

Mindezeket az energiaátalakításokat a termodinamika alapelveinek nevezett két törvény határozza meg, amelyek korlátozzák őket, és amelyek egyszerű módon megfogalmazva:

• A termodinamika 1. törvénye: az energia nem jön létre és nem semmisül meg, csak egyik formájából alakítható át a másikba. Más szavakkal, az Univerzum teljes energiája állandó. Más néven az energiatakarékosság törvénye.
• A termodinamika 2. törvénye: az energiát folyamatosan hőenergiává bontják le. Más szóval, bármilyen energiaátalakítás során soha nem érhető el 100% -os hatásfok, mivel egy rész elkerülhetetlenül leromlik és hő formájában elveszik.

---