Energjia: Dallime mes rishikimesh
| [redaktim i pashqyrtuar] | [redaktim i pashqyrtuar] |
Content deleted Content added
No edit summary |
No edit summary |
||
Rreshti 14:
Koncepti i energjisë është mjaft e përhapur në të gjitha shkencat.
*Në gjeologji, drift kontinentale, vargjet malore, [[Vullkani]], dhe [[tërmetet]] janë dukuri që mund të shpjegohet në terma të energjisë në transformimet e brendshme e tokës. [10] Ndërsa dukuritë meteorologjike si [[era]], [[shiu]], [[breshri]], [[bora]], [[rrufeja]], [[tornadot]] dhe [[uragane]] , janë të gjitha rezultat i transformimeve të energjisë e sjella nga [[energjia diellore]] në atmosferën e planetit Tokë.
*Në [[kozmologji]] dhe astronomi fenomenet e [[yjeve]], [[Nova]], [[supernova]], quasars dhe breshëri [[rreze gama]] janë transformimet më të lartë-univers e prodhimit të energjisë e materies. Të gjitha fenomenet yjor (duke përfshirë aktivitetin diellor) janë të nxitur nga lloje të ndryshme të transformimeve të energjisë. Energjisë në transformimet e tillë është ose nga kolapsi gravitacionale e lendes (hidrogjen zakonisht molekular) në klasa të ndryshme të objekteve astronomike (yjet, vrimat e zeza, etj.), Apo nga fuzionit bërthamor (e elementeve të lehtë, kryesisht me hidrogjen).
Transformimet të Energjisë në univers me kalimin e kohës janë Karakterizohet nga lloje të ndryshme të energjisë potenciale Cili ka qenë në dispozicion që nga [[Big Bang]], që më vonë u "lirua" (transformohet në llojet më aktive të energjisë, si energji kinetike apo rrezatues), kur një mekanizëm është duke shkaktuar i disponueshëm.
Familiar shembuj të proceseve të tilla përfshijnë shkatërrim bërthamore, në të cilën është lëshuar energji e cila ishte fillimisht "ruajtur" në [[Izotopet]] e rënda (si uraniumi dhe toriumit), nga nucleosynthesis, proceset Në fund të fundit i cili përdor të energjisë potenciale gravitacionale të lëshuar nga kolapsi gravitacionale e supernovae , për të ruajtur të energjisë në krijimin e këtyre elementeve të rëndë para se ata ishin përfshirë në sistemin diellor dhe Toka. Kjo energji është e shkaktuar dhe u lirua në bomba atomike bërthamore. Në një proces i ngadaltë, ngrohje nga kalbje bërthamore të këtyre atomeve në thelbin e ngrohjes lëshon Tokës, gjë që mund të heqë malet, nëpërmjet formim maleve. Kjo ngritje të ngadaltë përfaqëson një lloj të energjisë potenciale gravitacionale ruajtje e energjisë për ngrohje, të cilat mund të lëshohen për të energjisë kinetike në shkarjet aktiv, pasi një ngjarje e shkaktuar. Tërmetet edhe lirimin e ruajtur të energjisë potenciale elastike në shkëmbinj, një dyqan Në fund të fundit Cili ka qenë prodhuar nga burimet e njëjta ngrohjes radioaktiv. Kështu, sipas të paraqesin të kuptuarit, ngjarje e njohur si rrëshqitje të tokës dhe tërmetet e energjisë lirimin Cili ka qenë ruajtur si në fushën e energjisë potenciale gravitacionale e Tokës apo tendosje elastik (energjia mekanike potenciale) në shkëmbinj, por para kësaj, paraqet energjinë që është ruajtur në atomet e rënda që nga rënia e gjatë-yjet shkatërruar krijuar këto atomet.
Në një tjetër varg të ngjashëm të transformimeve duke filluar në agim të universit, fuzionit bërthamor të hidrogjenit në Sun lëshon një tjetër depo e energjisë potenciale që ishte krijuar në kohën e Big Bang. Në atë kohë, sipas teorisë, hapësirë zgjeruar dhe universit ftohur shumë shpejt për të hidrogjenit për të siguresave tërësisht në elemente më të rënda. Kjo do të thotë se hidrogjeni përbën një dyqan të energjisë potenciale që mund të lirohet nga fuzioni. Ky proces shkrirje është e shkaktuar nga i nxehti dhe presionit të gjeneruara nga kolapsi gravitacionale e re me hidrogjen, kur ata prodhojnë yjet, dhe disa të energjisë pas shkrirjes është transformuar në rrezet e diellit. Rrezet e diellit i tillë nga Dielli ynë përsëri mund të ruhet si energjia gravitacionale potenciale pasi greva e Tokës, si (për shembull) uji avullohet nga oqeanet dhe është depozituar mbi malet (ku, pasi u lirua në një digë hidroelektrike, ajo mund të përdoret për të përzënë turbinë / gjeneratorë për të prodhuar energji elektrike). Rrezet e diellit edhe disqet shumë fenomene atmosferike, përveç atyre të krijuara nga ngjarjet vullkanike. Një shembull i një ngjarje diellor-ndërmjetësuara është një stuhi e motit, të paqëndrueshme Cila ndodh kur zona të mëdha të oqeanit të ngrohtë, gjatë muajve të nxehtë, të heqë dorë nga disa prej tyre të energjisë termike në pushtet papritmas disa ditë e lëvizjes së ajrit të dhunshme. Rrezet e diellit është kapur edhe nga bimët si energjia kimike potenciale, kur dioksidi i karbonit dhe uji janë konvertuar në një kombinim djegëse të karbohidrateve, lipideve, dhe oksigjen. Lëshimi i këtij energji të nxehtësisë dhe të lehta mund të papritur të jetë shkaktuar nga një shkëndijë elektrike në një zjarr në pyll, apo ajo mund të jetë në dispozicion më shumë ngadalë për të kafshëve apo metabolizmin e njeriut, kur këto molekula të prekje, dhe Katabolizmi është shkaktuar nga veprimi enzimë. Nëpërmjet të gjitha këto pranga të transformimit, energjia potenciale të depozituara në kohën e Big Bang është liruar më vonë nga ngjarjet e ndërmjetme, nganjëherë duke u ruajtur në një numër mënyrash me kalimin e kohës në mes njoftime, sa më shumë energji aktive. Në të gjitha këto ngjarje, një lloj i energjisë është konvertuar në llojet e tjera të energjisë, duke përfshirë të ngrohjes.
== Aplikimet e konceptit të energjisë ==
Energjisë është subjekt i një ligji të rreptë globale të ruajtjes, që është, sa herë që një masa (ose llogarit) energjinë totale e një sistemi të grimcave ndërveprimeve të cilit nuk varet nga koha në mënyrë eksplicite, është gjetur se energjia totale e sistemit gjithmonë mbetet konstante.
*Energjisë totale e një sistemi mund të ndahet dhe klasifikohet në mënyra të ndryshme. Për shembull, ndonjëherë është i përshtatshëm për të energjisë potenciale dallimin (i cili është një funksion i koordinatave vetëm) nga energjia kinetike (i cili është një funksion i bashkërenduar derivateve të kohës vetëm). Ajo mund të jetë i përshtatshëm për të energjisë dallimin gravitacionale, energjia elektrike, energji termale, dhe të tjera forma. Këto klasifikime mbivendosen, për shembull energji termike zakonisht përbëhet pjesërisht nga kinetike dhe pjesërisht e [[energjisë potenciale]].
* Transferimin e energjisë mund të marrin forma të ndryshme; shembuj të njohura përfshijnë punës, rrjedhës së ngrohjes, dhe advection, siç diskutohet më poshtë.
* Fjala "energji" është përdorur edhe jashtë fizikës në shumë mënyra, të cilat mund të çojë në paqartësi dhe paqëndrueshmërisë. Terminologjinë e përditshme nuk është në përputhje me terminologjinë teknike. Për shembull, njoftimin publik të rëndësishme të shërbimit, "Të lutem ruan energji" përdor nocionet e përditshme të "ruajtjes dhe energji", "i cili ka kuptim në kontekstin e tyre, por janë krejtësisht të papërputhshme me nocionet teknike të" ruajtjes dhe energji "" ( të tilla që janë përdorur në Ligjin e Ruajtjes së Energjisë)
Në energji fizike klasike konsiderohet një sasi skalar, çift kanonik në kohë. Në energji relativitetit të veçantë është edhe një skalar (edhe pse jo një kohë të [[Lorencit skalar]] por një pjesë e energjisë-momenti-4 vektoriale). [13] Me fjalë të tjera, energjia invariant në lidhje me rotacionet e hapësirës, por nuk invariant me respekt në rotacionet e hapësirë-kohës (= nxit).
===Transferimi Energjisë ===
energjia ruhet në mënyrë rigoroze dhe gjithashtu ruhet në nivel lokal (kudo që mund të përcaktohet), është me rëndësi të mbani mend që nga përkufizimi i transferimit të energjisë me energji midis sistemit "dhe rajonet ngjitur është puna. Një shembull i njohur është puna mekanike. Në raste të thjeshtë këtë është shkruar si:
''ΔE = W''
nëse nuk ka energji të tjera të transferimit proceset e përfshira. Dhe këtu është sasia e energjisë së transferuar, dhe W paraqet punën e bërë në sistem.
Më në përgjithësi, transferimin e energjisë mund të ndahen në dy kategori:
''ΔE = W + Q''
ku Q përfaqëson rrjedhjen e nxehtësisë në sistem.
Ka mënyra të tjera në të cilat një sistem të hapur mund të fitojë apo të humbasë energji. Në sistemet kimike, energjia mund të shtohet në një sistem me anë të shtuar substanca kimike me potenciale të ndryshme, të cilat janë nxjerrë potencialet e pastaj (të dyja këto proces janë ilustruar nga një fueling automatik, Sistemit Cili fiton në energji në këtë mënyrë, pa shtimin e ose punë ose ngrohje). Gjarpëruese një orë do të jetë duke shtuar energji në një sistem mekanik. Këto kushte mund të jenë shtuar në ekuacionin më lart, apo ata në përgjithësi mund të subsumed në një sasi të quajtur "Përveç energjisë afat E", e cila i referohet çdo lloj të energjisë zhvillohet mbi sipërfaqen e një volum kontrollit ose volumin e sistemit. Shembuj mund të shihet më sipër, dhe shumë të tjerë mund të jenë imagjinuar (për shembull, energjia kinetike e grimcave një rrjedhë të hyrë në një sistem, apo energjisë nga një rreze lazer shton sistemit të energjisë, ose pa punë ose duke i bërë ose ngrohjes e shtuar , në shqisat e klasik).
''ΔE = W + Q + E''
Dhe ku në këtë ekuacion përgjithësi paraqet kushte të tjera shtesë advected energji që nuk mbulohen nga puna e bërë në një sistem, ose ngrohje shtuar në të.
Energji është transferuar edhe nga energjia potenciale (PE) për të energjisë kinetike (Dil) dhe pastaj kthehet në energji potenciale vazhdimisht. Kjo është referuar si ruajtja e energjisë. Në këtë sistem të mbyllur, të energjisë nuk mund të krijohet apo shkatërrohet, kështu që energjia fillestare dhe përfundimtare të energjisë do të jetë e barabartë me njëri-tjetrin. Kjo mund të demonstrohet nga e mëposhtme:
'''Epi = EPF Eki + + EKF'''
Ekuacion pastaj mund të jetë e thjeshtuar më tej që Ep = mgh (masë herë nxitim për shkak të gravitetit herë lartësia) dhe E_k = \ frac (1) (2) mv ^ 2 (herë e gjysmë në masë herë shpejtesi katror). Atëherë shuma e përgjithshme e energjisë mund të gjenden duke shtuar Ep + Ek = Etotal.
===Hamiltonit===
Energjia totale e një sistemi është quajtur nganjëherë Hamiltonit, pasi William Rowan Hamilton. Ekuacionet e levizjes klasike mund të jetë e shkruar në kushtet e Hamiltonit, edhe për shumë të ndërlikuar ose abstrakt sistemeve. Këto ekuacione klasike kanë analogs mrekullueshëm të drejtpërdrejtë në mekanikën kuantike nonrelativistic.
===Lagranzhit===
Një tjetër koncept që lidhen me energjinë quhet Lagranzhit, pasi Joseph Louis Lagrange. Kjo është edhe më thelbësore se Hamiltonit, dhe mund të përdoret për të domethënie ekuacionet e levizjes. Ajo u shpik në kontekstin e mekanikës klasike, por në përgjithësi është i dobishëm në fizikës moderne. Lagranzhit është përcaktuar si energji kinetike minus energji potenciale.
Sistemeve Zakonisht, formalizmi Lagranzhit është matematikisht më i përshtatshëm se sa Hamiltonit për jo-konservatore (si sistemet me fërkimit).
===Ligjet e termodinamikës
Sipas ligjit të dytë të termodinamikës, puna mund të kthehen krejtësisht në të nxehtit, por nuk versa.This zëvendës është pasojë matematike të mekanikës statistikore. Ligji i parë i termodinamikës thjesht pohon se energjia ruhet, [16] dhe se ngrohjes është i përfshirë si një formë e transferimit të energjisë. Zakonisht-Një konkluzion të përdoret ligji i parë është se për një sistem "i nënshtrohen vetëm të forcave të presionit dhe transferimin e ngrohjes (p.sh. një cilindër-të plotë të gazit), ndryshim diferencial në energjinë e sistemit (me një fitim në energji signified nga një sasi pozitiv) është dhënë nga:
\ Mathrm (d) E = T \ mathrm (d) S P - \ mathrm (d) V \,,
ku mandatit të parë të djathtë është e transferimit të ngrohjes në sistem, të përcaktuara në kushtet e temperaturës dhe S T entropisë (Cilat rrit dhe ndryshimi entropi dS eshte pozitive kur sistemi është i nxehtë), si dhe afatin e fundit për të djathtën anë është identifikuar si "punë", bërë në sistemin, ku presioni është P dhe vëllim V (rezultatet negative shenjë që compression i sistemit kërkon punë për të bërë mbi të dhe kështu të ndryshojë vëllimit, DV, është negativ kur puna është bërë në sistem). Edhe pse ky ekuacion është tekst standard shembull librin e ruajtjes së energjisë në termodinamikës klasike, ajo është shumë e veçantë, duke injoruar të gjitha kimike, elektrike, bërthamore, dhe forca gravitacionale, efekte të tilla si advection të çdo forme tjetër të energjisë për ngrohje, dhe Për shkak se përmban një term që varet nga temperatura. Deklarata më e përgjithshme të ligjit të parë (dmth., ruajtja e energjisë) është e vlefshme edhe në situata në të cilën temperaturës është undefinable.
Energjisë është shprehur ndonjëherë si:
\ Mathrm (d) E = \ Delta P + \ delta W \,,
Cila është e pakënaqshme [12] Për shkak se atje nuk mund të ekzistojë ndonjë shtet funksionet termodinamike P W ose që janë të rëndësishme në anën e djathtë të këtij ekuacioni, me përjashtim ndoshta në raste të parëndësishëm.
==Format e energjisë==
Line 22 ⟶ 96:
Ne jetën e përditshme , hasim shumë shpesh në raste që kanë të bëjnë me energjinë kinetike. Për njehsimin e energjisë kinetike përdorim formulën:
===Energjia potencial===
| |||