Vypracovala: Božena Horváthová

 

 

 

Dnes patrí energia k najčastejšie diskutovanému pojmu v každej spoločnosti.

Ak hľadáme veličinu, ktorej hodnota sa mení účinkom práce vykonanej vonkajšími silami na určitej sústave, tak touto fyzikálnou veličinou je energia.

 

 

Mechanická energia E je skalárna fyzikálna veličina, ktorá charakterizuje stav sústavy. Jej prírastok sa rovná práci vykonanej vonkajšími silami, ktoré pôsobia na sústavu. Meriame ju v rovnakých jednotkách

Práca, ktorú vykonajú vonkajšie sily, spôsobí prírastok energie.Tento prírastok energie sa prejaví zmenou polohy sústavy alebo zmenou pohybového stavu sústavy.

 

Kinetickú energiu vypočítame zo vzťahu: Ak rýchlosť telesa je nulová, potom jeho kinetická energia je tiež nulová. Kinetická energia je relatívna vzhľadom k súradnicovému systému, vzhľadom ku ktorému sme určili rýchlosť telesa.

 

 

Potenciálna energia Ep je mechanická energia, ktorú získa teleso pri zmene polohy v silovom poli.V homogénnom tiažovom poli pri zväčšení výšky platí:

Ak teleso po uvolnení začne padať z výšky h mení sa jeho potenciálna energia a nadobúda rýchlosť

 

Potenciálna energia, ktorú môže získať teleso pri pružnej deformácii sa nazýva elastická energia. Elastickú energiu ktorú získa ideálna pružina o tuhosti k pri predĺžení o x určíme zo vzťahu:

 

 

Energia sústavy sa môže meniť len účinkom vonkajších síl. Ak je výslednica vonkajších síl pôsobiacich na sústavu rovná nule- sústava je izolovaná.

 

Celková energia izolovanej sústavy telies je vždy konštantná. Pre mechanickú energiu možno zákon zachovania vyjadriť v tvare

 

V telese alebo sústave sú rôzne druhy energie, čo súvisí s časticovou štruktúrou látky . Ich spoločný názov je vnútorná energie U.

 

 

Vnútorná energia U je určená energiou pohybovou a vzájomným silovým pôsobením častíc sústavy. Závisí len od stavu ktorý je daný stavovými veličinami a nezávisí od toho ako sa do tohto stavu dostala.

 

Teleso sa pôsobením sily deformuje, menia sa jeho rozmery i tvar. Pri deformácii sa menia vzdialenosti medzi molekulami, teda súvisí aj so zmenou vnútornej energie.

 

Zmena vnútornej energie telesa nastáva aj pri tepelných procesoch.

 

Zmena teploty súvisí so zmenou kinetickej energie pohybujúcich sa molekúl, ale aj dochádza k zmenám vzdialeností medzi časticami.

 

Zmena vnútornej energie nastáva pri chemických procesoch. Chemické reakcie sú procesy ktoré súvisia so zmenou štruktúry látky, s rozpadom na jednoduchšie alebo zoskupovaním na zložitejšie konfigurácie častíc.

 

V určitých podmienkach sa jadrá atómov menia na iné, pri jadrových reakciách. Pri jadrových reakciách dochádza k vzájomným interakciám jadier s rôznymi časticami navzájom a uvoľňuje sa energia. Pri jadrových premenách dochádza k zmene vnútornej energie celého telesa, ktoré pozostáva z týchto jadier. Posúdenie hmotnosti vstupujúcich a vystupujúcich produktov nám umožňuje vyjadriť energetickú zmenu.

 

 

Zdroje energie na Zemi

Hlavným zdrojom energie a aj podmienkou života živých organizmov je slnečné žiarenie.

 

Zrážky protónov a voľných elektrónov sa končia vytvorením héliových jadier, pričom sa uvoľňuje veľké množstvo energie. Slnko pri tejto činnosti stráca za každú sekundu 4,3 miliónov ton svojej hmotnosti a okolo 700 miliónov ton vodíka sa mení na hélium.

 

Množstvo žiarivej slnečnej energie, ktoré sa dostane na hranicu zemskej atmosféry sa označuje ako solárna konštanta.

 

Na zemský povrch sa za jasnej oblohy dostáva približne 70% žiarenia.

 

Energia ultrafialového žiarenia stačí na rozštiepenie kovalentných väzieb základných monomérov bielkovín a nukleových kyselín. V tomto spočíva význam ozónovej vrstvy v stratosfére, ktorá zachytáva ultrafialové žiarenie a chráni tak život na Zemi.

 

Stále je veľký záujem o zdroje energie, bez ktorých by bol život človeka ohrozený.

Na výrobu elektrickej energie sa v súčasnosti používajú hlavne tradičné palivá. Pre názornosť tabuľka uvádza výhrevnosť niektorých.

 

 

 

Problematika zdrojov palív je dôležitá pre každého človeka tak ako otázka potravy.

 

Rastliny pohltia vodu a CO2 zo vzduchu, premenia ich na cukor, škrob a celulózu, čo sú vlastne hlavé zdroje energie živočíchov.

 

Živočíchy z potravy získaju jednoduchšie molekuly cukru. Škrob sa štiepi a zásobuje svaly cukrom. Ak sa svaly skrátia vykonajú prácu. Časť energie sa spotrebuje aj na zohriatie tela.

 

 

 

 

 

 

 

Použitá literatúra:

 

Stanislav Holec a kol.: Prírodné vedy integrovaný prístup

 

Vladimír Lank, Miroslav Vondra - Fyzika v kocke pre stredné školy

 

Gobel, Schulze-fyzika pre maturantov