Bez energie sa nič nemôže pohybovať
ani meniť, ba dokonca ani existovať. Skutočne, všetko, čo sa udeje - od
mihnutia obrvou až po vznik galaxie – si vyžaduje energiu.
ČO JE ENERGIA ?
Energia je v skutočnosti sila
potrebná na to, aby sa niečo udialo. To isté majú na mysli vedci, keď definujú
energiu ako „schopnosť konať prácu“. Energia nie je iba teplo získané
bezprostredne pri spaľovaní uhlia alebo dreva, či elektrina vyrobená
v elektrárni, je to zdroj každej zmeny vo vesmíre. Nech sa deje čokoľvek –
rastie tráva, letia rakety alebo vybuchujú hviezdy – môže sa to diať len vďaka
energii.
Energia má veľa podôb, od chemickej,
uzavretej v cukre, až po mechanickú energiu pohybujúceho sa bicykla. Vždy
sa však prejavuje dvoma spôsobmi – ako prenos energie a ako premena
energie. Prenos energie znamená, že sa energia jednoducho premiesťuje
z jedného miesta na iné, napríklad keď hodíte loptu alebo keď stúpa dym.
Premena energie znamená zmenu jednej formy energie na inú. Napríklad v bežcových
svaloch sa chemická energia premieňa na pohyb, v elektrárňach generátory
premieňajú tepelnú energiu pary na elektrinu.
Skrytá
a pohybová energia. Energia sa niekedy delí na dva druhy. Potenciálna
energia je skrytá energia, pripravená na použitie. Poznáme potenciálnu energiu
ukrytú v skrútenom gumenom pásiku, v stlačenej pružine či
v potrave, uhlí, dreve, rope a ďalších palivách. Potenciálna energia
je skrytá aj v predmetoch vysoko nad povrchom Zeme, pretože gravitácia ich
môže prinútiť, aby spadli.
Kinetická energia je energia niečoho, čo sa
pohybuje, termín pochádza z gréckeho slova kine, čo znamená pohyb.
Kinetickú energiu má kotúľajúca sa guľa,
pohybujúce sa auto či vlna, alebo povedzme padajúci kameň.
PREMENY ENERGIE.
Keď
ste vyčerpaní po dlhej prechádzke, môžete povedať, že ste spotrebovali energiu.
Vaša energia však nezmizla – kým ste sa prechádzali, premenila sa na teplo
a uchovala sa vo vzduchu i v zemskom povrchu, ktoré sa trošičku
oteplili. Naozaj, energiu nemožno zničiť, Môže sa len premiestiť alebo premeniť
z jednej formy na inú. To hovorí zákon zachovania energie, Znamená to, že
celkové množstvo energie je po akejkoľvek premene rovnaké ako pred ňou, Energia
sa v skutočnosti nikdy nestráca, len sa mení z jednej podoby na inú.
Tepelná strata. Energia sa nikdy nestráca, môže sa však
spotrebovať. Vždy keď sa spotrebúva, v každom okamihu sa časť z nej
zmení na teplo. Práve preto je vám po behu horúco a preto sa žiarovka
zohrieva. Deje sa to preto, lebo teplo sa jemne rozptyľuje všetkými smermi.
Teda hoci sa energia nikdy nestráca, nastáva jej disipácia čiže rozptýlenie ( jej koncentrácia sa znižuje)
a je oveľa ťažšie ju znova využiť.
Napríklad keď drevo horí, jeho energia sa
rozptýli do vzduchu a ťažko sa znova zužitkuje. Vždy keď sa energia
spotrebúva, časť z nej sa stáva nepoužiteľnou, takže je čoraz menej
energie schopnej spôsobiť, aby sa
čokoľvek udialo (nazýva sa voľná energia). Aby vedci opísali, koľko energie sa
nedá využiť, používajú termín entropia.
Čím
je voľnej energie menej, tým je entropia väčšia. Maximum dosiahne vtedy, keď
neexistuje nijaká voľná energia.
Prenos
tepla. Ak je niečo horúce, vždy odovzdá svoje teplo okoliu, zohrieva ho a samo sa ochladzuje. Poznáme
tri spôsoby prenosu tepla: vedením, prúdením a žiarením. Vedenie tepla je
ako štafetový beh – molekuly narážajú na svojich susedov a odovzdávajú im
energiu. Prúdenie tepla (konvekcia)
nastáva vtedy, keď teplý vzduch(alebo voda) stúpa nahor, pretože je
redší než okolitý studený vzduch. O žiarení hovoríme vtedy, keď
z otvoreného ohňa dopadajú na naše telo lúče tepla. Nazývame ich
infračervené lúče. Podobne ako svetlo majú elektromagnetický pôvod a môžu
sa šíriť prázdnym priestorom.
Teplo
a teplota. Teplo je pohyb molekúl. Čím rýchlejšie sa pohybujú, tým je
viac tepla. Teplota je miera rýchlosti pohybu molekúl, kým teplo je celková
energia všetkých pohybujúcich sa molekúl. Keď sa látka zohrieva, jej teplota sa
zvyšuje, pretože molekuly sa pohybujú rýchlejšie. O koľko sa pri dodávaní
tepla zvýši teplota, závisí od konkrétnej látky. Napríklad určitým množstvom
tepla zvýši teplota plynného argónu zvýši viac než plynného kyslíka.
A dôvod? Keďže kyslíkové molekuly majú iný tvar než molekuly argónu, časť
prijatého tepla sa nevyužije na zrýchlenie ich pohybu, ale sa premení na
otáčavý pohyb týchto molekúl. Keď sa horúca látka spojí so studenou, časť jej
častíc sa zrazí s časticami studenej látky a zrýchli ich pohyb,
zatiaľ čo niektoré častice studenej sa zasa zrazia s horúcimi, takže ich
pohyb spomalia. Takýto prenos energie prebieha dovtedy, kým sa teploty
obidvoch látok nevyrovnajú.