Ynni - yw'r ... potensial ac cinetig egni. Beth yw ynni mewn ffiseg?

Ynni - mae hyn fel nad oes dim ond bywydau ar ein planed, ond hefyd o ran y bydysawd. Ar yr un pryd, gall fod yn wahanol iawn. Er enghraifft, gwres, sain, golau, trydan, microdonnau, calorïau yw'r gwahanol fathau o ynni. Am yr holl brosesau sy'n digwydd o'n cwmpas, mae angen sylwedd hwn. Mae'r rhan fwyaf o'r ynni pob peth ar y Ddaear yn ei dderbyn gan yr haul ond mae yna ffynonellau eraill ohono. Mae'r haul yn anfon ei blaned cymaint ag y byddai yn cael ei ddatblygu ar yr un pryd 100 miliwn yn y grym mwyaf pwerus.

Beth yw ynni?

Y ddamcaniaeth a gyflwynwyd Albertom Eynshteynom, rydym yn astudio'r berthynas rhwng mater ac ynni. Mae'r gwyddonydd gwych yn gallu dangos y gallu i drawsnewid un sylwedd i un arall. Mae'n troi allan fod ynni yw'r ffactor mwyaf pwysig yn y bodolaeth cyrff, a bod y mater yn uwchradd.

Ynni - yw, ar y cyfan, mae'r gallu i berfformio rhywfaint o waith. Hi a sefyll y tu ôl i'r cysyniad o rym gallu symud y corff neu ei roi eiddo newydd. Beth mae'r term "ynni"? Ffiseg - mae'n wyddoniaeth sylfaenol, a neilltuo ei fywyd, mae llawer o wyddonwyr o wahanol gyfnodau a gwledydd. Defnyddir Aristotle y gair "ynni" er mwyn cyfeirio at weithgareddau dynol. Cyfieithwyd o'r Groeg "ynni" - mae hyn yn "weithgaredd", "pŵer", "gweithredu", "pŵer". Y tro cyntaf y gair yn ymddangos yn y traethawd yr ysgolhaig Groegaidd a elwir yn "Physics".

Yn yr ystyr arferol, y mae yn awr mae'r term wedi cael ei fathodd y ffisegydd Saesneg Thomas Young. Digwyddodd y digwyddiad hwn pwysig yn y pell 1807. Yn 50-au y ganrif XIX. defnyddio peiriannydd Saesneg Uilyam Tomson gyntaf y term "engergiya cinetig", ac yn 1853 y ffisegydd Albanaidd Uilyam Renkin fathodd y term "egni potensial".

Heddiw, mae hwn yn swm sgalar yn bresennol ym mhob maes o ffiseg. Mae'n mesur cyffredin o'r gwahanol fathau o symudiad a rhyngweithio mater. Mewn geiriau eraill, mae'n fesur o drosi un ffurf i un arall.

Unedau a symbolau

Mae faint o ynni yn cael ei fesur mewn joules (J). Gall yr uned hon arbennig, yn dibynnu ar y math o ynni gwahanol ddynodiadau, megis:

• W - ynni gyfan o'r system.
• Q - gwres.
• U - potensial.

mathau o ynni

Yn natur, mae llawer o wahanol fathau o ynni. Y prif rai yw:

• mecanyddol;
• electromagnetig;
• trydan;
• cemegol;
• thermol;
• niwclear (atomig).

Mae mathau eraill o ynni: golau, sain, magnetig. Yn y blynyddoedd diwethaf, mae nifer cynyddol o ffisegwyr, gwyddonwyr yn tueddu i ddamcaniaeth o fodolaeth yr hyn a elwir yn ynni "dywyll". Mae gan bob un o'r mathau uchod o sylwedd hwn ei nodweddion ei hun. Er enghraifft, mae'r egni sain yn gallu cael ei drosglwyddo drwy gyfrwng tonnau. Maent yn cyfrannu at y digwyddiad o drwm y glust dirgryniad yn y glust pobl ac anifeiliaid, lle gallwch glywed y synau. Yn ystod gwahanol adweithiau cemegol yn rhyddhau egni sy'n ofynnol ar gyfer bywyd pob organeb. Unrhyw danwydd, cynhyrchion bwyd, batris, batris yn storio ynni hwn.

Mae ein goleuni yn rhoi'r egni byd ar ffurf tonnau electromagnetig. Yr unig ffordd y gall hi oresgyn y ehangder y cosmos. Diolch i dechnoleg fodern, megis paneli solar, gallwn ei ddefnyddio fwyaf effeithiol. ynni dros ben heb ei ddefnyddio yn cael ei storio mewn energohranilischah arbennig. Ynghyd â'r mathau uchod o egni yn aml yn cael eu defnyddio ffynhonnau thermol, afonydd, llanw y môr, biodanwydd.

ynni mecanyddol

Mae'r math hwn o ynni yn cael ei hastudio yn y gangen o ffiseg o'r enw "mecaneg". Mae'n cael ei dynodi gan y llythyren fesur E. Mae ei cael ei wneud mewn joule (J). Beth yw ynni hon? Astudiaethau Ffiseg cynnig mecaneg cyrff a'u rhyngweithio â'i gilydd neu â chaeau allanol. Mae'r ynni oherwydd y cynnig o gyrff, a elwir yn cinetig (ddynodir Ek), ac ynni oherwydd y rhyngweithio rhwng cyrff neu gaeau allanol, a elwir y potensial (D). Mae faint o symud a rhyngweithio yw cyfanswm yr egni mecanyddol y system.

Am y cyfrifiad o ddwy rywogaeth mae rheol gyffredinol. Er mwyn penderfynu faint o ynni sy'n angenrheidiol i gyfrifo'r gwaith sydd ei angen i gyfieithu y corff o'r sero wladwriaeth sefyllfa bresennol. Po fwyaf y gwaith, bydd y mwyaf o egni gael corff yn y cyflwr.

Dadfwndelu o wahanol arwyddion

Mae sawl math o is-adran ynni. Ar sail gwahanol fe'i rhennir yn: allanol (cinetig a photensial) a mewnol (mecanyddol, thermol, electromagnetig, niwclear, disgyrchiant). ynni electromagnetig yn cael ei yn ei dro yn rhannu'n magnetig a thrydan a niwclear - rhyngweithiadau ynni gwan a chryf.

cinetig

Unrhyw gorff sy'n symud nodedig gan bresenoldeb egni cinetig. Yn aml yn cael ei alw'n - gyrru. ynni y corff sy'n symud, yn cael ei golli wrth arafu. Felly, y cyflymaf y cyflymder, y mwyaf o egni cinetig.

Ar cyswllt y corff yn symud i wrthrych llonydd a drosglwyddir rhan olaf yr egni cinetig, ac yn arwain yn y cynnig. fformiwla egni cinetig fel a ganlyn:

• E _i = mv ^2: 2,
  lle mae m - màs y corff, v - cyflymder symudiad y corff.

Yng ngeiriau fformiwla hon gellir ei fynegi fel a ganlyn: yr egni cinetig gwrthrych yn hafal i hanner y cynnyrch ei màs a y sgwâr ei gyflymder.

potensial

Mae'r math hwn o ynni yn gorff, sydd mewn unrhyw faes o rym. Felly, mae'r magnetig codi pan fydd y gwrthrych yn dan ddylanwad maes magnetig. Mae pob corff ar y ddaear, yn cael yr egni disgyrchiant posibl.

Yn dibynnu ar yr astudiaeth y priodweddau gwrthrychau sydd ganddynt wahanol fathau o ynni posibl. Felly, mae'r corff yn wydn ac yn elastig sy'n gallu ymestyn yn cael egni potensial elastig neu densiwn. Unrhyw gorff sy'n dod o, sydd wedi bod yn sefydlog yn flaenorol, yn colli potensial ac egni cinetig yn caffael. Bydd gwerth y ddwy rywogaeth yn gyfwerth. Ym maes fformiwla egni potensial disgyrchiant ein planed fel a ganlyn:

• E _n = MHG,
  lle mae m - pwysau corff; h - uchder y craidd màs y corff yn uwch na lefel sero; g - cyflymiad disgyrchiant.

Yng ngeiriau fformiwla hon gellir ei fynegi fel a ganlyn: yr egni potensial gwrthrych sy'n rhyngweithio â'r Ddaear, yn gynnyrch ei fàs, cyflymiad oherwydd disgyrchiant ac uchder lle mae wedi'i leoli.

Mae'r swm sgalar yn bwynt nodwedd ddeunydd wrth gefn ynni (corff), a leolir yn y maes posibl grym ac ymestyn i gaffael ynni cinetig drwy waith maes yr heddlu. Y cyfeirir ato weithiau fel swyddogaeth o gyfesurynnau, sef y term yn y system langranzhiane (Lagrange swyddogaeth system ddynamig). Mae'r system hon yn disgrifio eu rhyngweithio.

Mae'r egni potensial yn cyfateb i sero ar gyfer rhai ffurfweddau o gyrff a waredwyd yn y gofod. benderfynol ffurfweddu hwylustod cyfrifiadau bellach ac fe'i gelwir yn "normaleiddio o'r ynni posibl."

Cyfraith arbed ynni

Un o ddaliadau mwyaf sylfaenol ffiseg yn y ddeddf cadwraeth ynni. Yn ôl iddo, nid yw'r egni yn codi tu allan i unman ac nid yw'n diflannu. Mae'n symud yn gyson o un ffurf i un arall. Mewn geiriau eraill, dim ond y newid egni yn digwydd. Er enghraifft, mae'r egni cemegol batri flashlight cael ei drawsnewid yn egni trydanol, ac oddi wrtho - mewn golau a gwres. Mae gwahanol offer trydanol yn cael eu trawsnewid i golau, gwres neu sain. Yn y rhan fwyaf o achosion, mae'r canlyniad diwedd newidiadau'n gwres a golau. Ar ôl hynny, yr ynni mynd i mewn i'r gofod o amgylch.

Gall Deddf Ynni esbonio llawer o ffenomenau ffisegol. Mae gwyddonwyr yn dweud bod cyfanswm y cyfaint ei cyson yn y bydysawd yn aros yn gyson. Ni all neb creu neu ddinistrio ynni eto. Cynhyrchu un o'i fath, mae pobl yn defnyddio ynni tanwydd o ddŵr yn disgyn, yr atom. Felly un o'i fath ei drawsnewid i mewn i arall.

Ym 1918, mae gwyddonwyr yn gallu profi bod y gyfraith cadwraeth egni yn ganlyniad mathemategol o gymesuredd drosiadol o amser - gwerthoedd egni paru. Mewn geiriau eraill, ynni yn cael ei gadw gan nad yw'r deddfau ffiseg yn wahanol ar adegau gwahanol.

Nodweddion ynni

Ynni - yn gallu'r corff i wneud y gwaith. Mewn systemau corfforol gaeedig mae'n cael ei gynnal drwy gydol yr amser (hyd nes y system yn cael ei gau) ac mae'n cynrychioli un o'r tri integrynnau ychwanegyn cynnig cadw gwerth wrth yrru. Mae'r rhain yn cynnwys: ynni, momentwm, momentwm. Mae cyflwyno'r cysyniad o "ynni" yn ddefnyddiol pan fydd y system corfforol yn homogenaidd mewn pryd.

Mae'r egni mewnol cyrff

Mae'n cynrychioli swm y egnïon y rhyngweithiadau moleciwlaidd a mudiant thermol y moleciwlau sy'n ffurfio ei. Ni ellir ei fesur yn uniongyrchol, oherwydd ei fod yn un o swyddogaethau unigryw y system y wladwriaeth. Pryd bynnag y system yn y cyflwr hwn, mae ei egni mewnol werth cynhenid, waeth beth yw hanes y system. Mae'r newid mewn egni mewnol yn y trawsnewid o un wladwriaeth i'r llall ffisegol bob amser yn hafal i'r gwahaniaeth rhwng y gwerthoedd yn ei datgan terfynol ac cychwynnol.

Mae'r egni mewnol y nwy

Yn ogystal â solidau, nwyon ac ynni yn cael eu. Dyma'r egni cinetig y gwres cynnig (ar hap) o ronynnau yn y system, sy'n cynnwys atomau, moleciwlau, electronau, niwclews. Mae'r egni mewnol nwy delfrydol (model mathemategol nwy) yw swm yr egni cinetig ei gronynnau. Mae hyn yn ystyried nifer y graddau o ryddid, sef y nifer o newidynnau annibynnol, sy'n penderfynu ar y sefyllfa moleciwlau yn y gofod.

Mae'r defnydd o ynni

Bob blwyddyn, dynoliaeth yn cymryd llawer mwy a mwy o ynni. Yn y rhan fwyaf o achosion, i gael ynni sydd ei angen ar gyfer goleuadau a gwresogi ein cartrefi, cerbydau a gweithredu gwahanol fecanweithiau, hydrocarbonau ffosil yn cael eu defnyddio fel glo, olew a nwy. Maent yn adnoddau anadnewyddadwy.

Yn anffodus, dim ond rhan fach o'r ynni a gynhyrchir ar y blaned trwy ddefnyddio adnoddau adnewyddadwy megis dŵr, gwynt a haul. Hyd yma, mae eu cyfran mewn grym dim ond 5%. 3% arall o bobl yn ei dderbyn ar ffurf ynni niwclear gynhyrchu mewn gorsafoedd ynni niwclear.

adnoddau anadnewyddadwy yn cael y stociau canlynol (mewn joules)

• ynni niwclear - 2 x ^{24 Hydref;}
• ynni y nwy ac olew - 2 × 10 ^23;
• gynhesu fewnol y blaned - 5 x ^{20 o Hydref.}

Mae gwerth blynyddol y adnoddau adnewyddadwy y Ddaear:

• solar egni - 2 x 10 ^24;
• Gwynt - 6 x ^{21 Hydref;}
• River - 6.5 × 10 ^19;
• llanw - 2.5 x ^{23 Hydref.}

Dim ond gyda'r newid yn amserol o gronfeydd wrth gefn ynni anadnewyddadwy o ddynoliaeth adnewyddadwy y ddaear yn cael cyfle i gael bywyd hir a hapus ar ein planed. Gweithredu'r datblygu uwch o wyddonwyr o amgylch y byd yn parhau i astudio'r gwahanol briodweddau ynni yn ofalus.