أنواع الطاقة - أنواع الطاقة الشهيرة من الطاقة. الطاقة وأنواعها

كلمة "الطاقة" المترجمة من اليونانية تعني "العمل". نسمي الشخص النشط الذي يتحرك بنشاط، وإنتاج العديد من الإجراءات المختلفة.

الطاقة في الفيزياء

وإذا كان في الحياة، يمكننا تقييم طاقة الإنسان بشكل رئيسي من حيث عواقب أنشطتها، عند الفيزياء، يمكن قياس الطاقة واستكشافها من قبل العديد من الطرق المختلفة. من المرجح أن يرفض صديقك البغيض أو جارك تكرار خمسين مرة في نفس الخمسين نفس الشيء عندما يكون فجأة ستفعله في الاعتبار لاستكشاف ظاهرة تعريضه.

ولكن في الفيزياء، يمكنك تكرار أي تجارب تقريبا عدة مرات عدة مرات، وإنتاج الأبحاث التي تحتاجها. لذلك مع دراسة الطاقة. درس الباحثون العلماء وحددوا العديد من أنواع الطاقة في الفيزياء. هذه هي الطاقة الكهربائية والمغناطيسية والطاقة الذرية وما إلى ذلك. ولكن الآن سنتحدث عن الطاقة الميكانيكية. وبشكل أكثر تحديدا حول الطاقة الحركية والإمكانية.

الطاقة الحركية والمحتملة

في الميكانيكا، هناك حركة وتفاعل الهيئات مع بعضها البعض. لذلك، من المعتاد التمييز بين نوعين من الطاقة الميكانيكية: الطاقة الناجمة عن حركة الهيئات، أو الطاقة الحركية، والطاقة الناجمة عن تفاعل الهيئات، أو الطاقة المحتملة.

في الفيزياء، هناك قاعدة عامة تربط الطاقة والعمل. للعثور على طاقة الجسم، من الضروري إيجاد وظيفة ضرورية لنقل الجسم إلى هذه الحالة الصفرية، وهذا هو، وهذا هو طاقتها صفرية.

الطاقة الكامنة

في الفيزياء، تسمى الطاقة المحتملة للطاقة، والتي تحددها الموقف المتبادل للجهات أو أجزاء التفاعل من نفس الجسم. وهذا هو، إذا تم رفع الجسم فوق الأرض، فهذا لديه القدرة على السقوط، مما يجعل أي وظيفة.

والكمية الممكنة من هذا العمل سيكون مساويا للطاقة المحتملة للجسم في الارتفاع H. يتم تحديد الطاقة المحتملة للصيغة من خلال المخطط التالي:

a \u003d fs \u003d ft * h \u003d mgh، أو ep \u003d mgh،

حيث EP هو الطاقة المحتملة للجسم،
م وزن الجسم
h - ارتفاع الجسم فوق سطح الأرض،
ز تسارع الخريف الحرة.

علاوة على ذلك، من أجل موقف الصفر من الجسم، قد يتم إجراء أي موقف مناسب لنا اعتمادا على شروط التجربة والقياسات، وليس فقط سطح الأرض. قد يكون سطح الأرض، الجدول وهلم جرا.

الطاقة الحركية

في الحالة عندما يتحرك الجسم تحت تأثير القوة، لم يعد الأمر ربما، ولكن أيضا يجعل نوعا من العمل. في الفيزياء، تسمى الطاقة الحركية الطاقة التي يرجعها الجسم إلى حركتها. الجسم، والانتقال، يستهلك طاقته ويجعل وظيفة. يتم احتساب الطاقة الحركية للصيغة على النحو التالي:

a \u003d fs \u003d mas \u003d m * v / t * vt / 2 \u003d (mv ^ 2) / 2، أو ek \u003d (mv ^ 2) / 2،

حيث الطاقة الحركية للهيئة،
م وزن الجسم
v سرعة الجسم.

يمكن أن ينظر إليه من الصيغة التي تزيد من كتلة الجسم وسرعة الجسم، وهي أعلى طاقتها الحركية.

كل جسم لديه إما طاقة حركية أو محتملة، أو كل من والآخر، مثل، على سبيل المثال، طائرة الطيران.

خطة المحاضرة:

1). تأثير الطاقة. الأنواع الرئيسية من الطاقة، خصائصها.

2). الطاقة وخاصيةها.

3). العروض الترويجية للطاقة الحرارية والكهربائية.

مفهوم الطاقة. الأنواع الرئيسية من الطاقة.طاقة (العمل اليوناني، نشاط) - التدبير الكمي المشترك لأشكال مختلفة من حركة المسألة.

من هذا التعريف يتبع:

· الطاقة هي شيء يتجلى إلا عندما تتغير الدولة (المناصب) من أشياء مختلفة من العالم من حولنا؛

الطاقة هي شيء قادر على الانتقال من نموذج إلى آخر؛

تتميز الطاقة بالقدرة على إنتاج وظيفة مفيدة للشخص؛

· الطاقة هي شيء يمكن تحديده بموضوعية، لتحديد.

الطاقة هي أساس الحياة على الأرض. تمتص النباتات الطاقة الشمسية في عملية التمثيل الضوئي؛ تستهلك الحيوانات هذه الطاقة بشكل غير مباشر، عن طريق إدخال النباتات والحيوانات الأخرى. شخص يستهلك الطاقة الشمسية بطرق مختلفة، بما في ذلك الغذاء. حتى في العصور القديمة العميقة، تعلم شخص كيفية معالجة طاقة الشمس عن طريق حرق المسألة البيولوجية (على سبيل المثال، الخشب أو السماد). وفي الوقت الحاضر، يستخدم ملايين الأشخاص هذه مصادر الطاقة الهامة للطهي أو تسخين المساكن - أول احتياجات بشرية.

تعد أنظمة الطاقة الحديثة مكونا لا يتجزأ من البنية التحتية للشركة، وخاصة البلدان الصناعية التي تستهلك حوالي 4/5 من شركات الطاقة والطاقة التي سوى ¼ سكان الكوكب. فيما يتعلق ببلدان العالم الثالث، حيث يعيش سكان الأرض، يمثل حوالي 1/5 استهلاك الطاقة العالمي.

بالنظر إلى أن الطاقة هي أهم عنصر في التنمية المستدامة لأي دولة، يسعى كل واحد منهم إلى تطوير هذه الأساليب إمدادات الطاقة من شأنها أن تضمن أفضل حياة الناس وتحسينها، خاصة في البلدان النامية، بينما أشار في وقت واحد إلى الحد الأدنى تأثير النشاط البشري على صحة الناس والبيئة.

تعد صناعة الطاقة الكهربائية هي أهم قطاع من الاقتصاد في أي بلد، حيث يشير منتجاتها (الطاقة الكهربائية) إلى النوع العالمي للطاقة. يمكن بسهولة إرسالها لمسافات كبيرة، وتقسيم عدد كبير من المستهلكين. بدون طاقة كهربائية، من المستحيل تنفيذ العديد من العمليات التكنولوجية، حيث من المستحيل تقديم حياتنا اليومية دون تدفئة، إضاءة، تبريد، نقل، تلفزيون، ثلاجة، غسالة، مكنسة كهربائية، حديد، استخدام وسائل الاتصال الحديثة ( الهاتف، التلغراف، Telefax، الكمبيوتر)، والتي تستهلك أيضا الكهرباء.

واحدة من الميزات المحددة لصناعة الطاقة الكهربائية هي أن منتجاتها، على النقيض من الصناعات الأخرى، لا يمكن أن تتراكم في المخزون في المستودع للاستهلاك اللاحق. في أي وقت، يجب أن تمتثل إنتاجه لاستهلاكه.

يتم تقسيم الطاقة اعتمادا على الطبيعة إلى الأنواع التالية:

تتجلى الطاقة الميكانيكية بالتفاعل أو حركة الهيئات الفردية أو الجزيئات. ويشمل طاقة حركة أو دوران الجسم، طاقة التشوه أثناء الانحناء، تمتد، التواء، ضغط الهيئات المرنة (الينابيع). هذه الطاقة تستخدم على نطاق واسع في مختلف الأجهزة النقل والتكنولوجية.

طاقة الطاقة الحرارية لحركة غير مرتبة (فوضوية) وتفاعل جزيئات المواد. الطاقة الحرارية التي تم الحصول عليها في معظم الأحيان عند حرق أنواع مختلفة من الوقود تستخدم على نطاق واسع للتدفئة، حيث تنفذ العديد من العمليات التكنولوجية (التدفئة، والانصهار، والتجفيف، والتبخر، والتقطير، وما إلى ذلك).

الطاقة الكهربائية - الطاقة تتحرك عن طريق الدائرة الكهربائية الكهربائية (التيار الكهربائي). يتم استخدام الطاقة الكهربائية للحصول على الطاقة الميكانيكية باستخدام المحركات الكهربائية وتنفيذ عمليات المعالجة الميكانيكية: التكسير، طحن، خلط؛ ردود الفعل الكهروكيميائية؛ إنتاج الطاقة الحرارية في أجهزة التدفئة الكهربائية والأفران؛ للمعالجة المباشرة للمواد (المعالجة الكهربائية الإلكترونية).

الطاقة الكيميائية هي الطاقة، "المخزنة" في ذرات المواد، التي تم إصدارها أو استيعابها في التفاعلات الكيميائية بين المواد. يتم إبراز الطاقة الكيميائية في شكل حرارة عند إجراء ردود فعل دقيقة (على سبيل المثال، احتراق الوقود)، أو يتم تحويلها إلى كهرباء في عناصر الكهرباء والبطاريات. تتميز مصادر الطاقة هذه بكفاءة عالية (تصل إلى 98٪)، ولكن حاوية منخفضة.

الطاقة المغناطيسية - الطاقة المغناطيسية للمغناطيس الدائم مع هامش طاقة كبير، ولكن "إعطاء" يترددون تماما. ومع ذلك، فإن التيار الكهربائي يخلق حقول مغناطيسية ممتدة وقوية حولها، فغالبا ما يتحدثون عن الطاقة الكهرومغناطيسية.

يتم ربط الطاقة الكهربائية والمغناطيسية عن كثب مع بعضها البعض، يمكن اعتبار كل منهم كجانب "دوار" من الآخر.

الطاقة الكهرومغناطيسية هي طاقة الأمواج الكهرومغناطيسية، أي نقل الحقول الكهربائية والمغناطيسية. ويشمل الضوء المرئي والأشعة تحت الحمراء والأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية والأمواج الراديوية. وبالتالي، فإن الطاقة الكهرومغناطيسية هي طاقة الإشعاع. الإشعاع تتسامح مع الطاقة في شكل طاقة موجة كهرومغناطيسية. عند امتصاص الإشعاع، يتم تحويل طاقتها إلى أشكال أخرى، معظم الأحيان في الحرارة.

الطاقة النووية - الطاقة المحلي في نوى ذرات ما يسمى المواد المشعة. يتم إصداره عند تقسيم النواة الثقيلة (التفاعل النووي) أو توليف النواة الخفيفة (رد الفعل الحراري النووي).

طاقة الطاقة الجاذبية بسبب التفاعل (بسبب التفاعل) من الهيئات الضخمة، فهي ملموسة بشكل خاص في الفضاء الخارجي. على الشروط الأرضية، على سبيل المثال، الطاقة، "المخزنة" مع الدفء، رفعت إلى ارتفاع معين فوق سطح الأرض - طاقة الجاذبية.

وهكذا، اعتمادا على مستوى مظاهر الطاقة، فإن طاقة الطاقة الجاذبية للكائنومير لتفاعل الجسم الميكانيكية، طاقة التفاعلات الجزيئية الحرارية؛ طاقة التفاعلات الذرية - إشعاع الطاقة الكهرومغناطيسية الكهرومغناطيسية الكهرومغناطيسية، المبرمة في النواة النووية الذرية.

لا يستبعد العلوم الحديثة وجود أنواع أخرى من الطاقة، حتى لا يتم إصلاحها، ولكن لا تزعج الصورة العلوم الطبيعية الموحدة للعالم ومفهوم الطاقة.

بواسطة وكبير، مفهوم الطاقة والأفكار حولها مصطنعة وخلق خصيصا من أجل أن تكون نتيجة انعكاسنا حول العالم. على عكس مسألة المادة التي يمكننا القول فيها أنها موجودة، فإن الطاقة هي ثمرة الأفكار البشرية، "اختراعه"، بحيث تم بناؤها حتى يكون من الممكن وصف التغييرات المختلفة في العالم المحيط وفي الوقت نفسه ثبات، والحفاظ على ما حدث للطاقة، حتى لو تغيرت فكرتنا للطاقة من سنة إلى أخرى ".

وحدة قياس الطاقة هي 1 J (Joule)، لقياس الطاقة الميكانيكية، والقيمة هي 1 KGM \u003d 9.8 J، Electric Energy-1 KW / H \u003d 3.6 MJ، و 1 J \u003d 1 W / S.

تجدر الإشارة إلى أنه في أدب العلوم الطبيعية، تعمل الطاقة الحرارية والكيميائية والنووية في بعض الأحيان مع مفهوم الطاقة الداخلية، أي. سجين الداخل.

الطاقة الأولية هي الطاقة الواردة في أنواع الموارد الطبيعية (المصادر) من الموارد، مثل الخشب والفحم والنفط والغاز الطبيعي واليورانيوم وطاقة الرياح والشمس والطاقة الكهرومائية، ويمكن تحويلها إلى كهرباء، حرارية، ميكانيكية، كيميائية وبعد

الطاقة الثانوية هي أشكال، أكثر ملاءمة للعمل، والتي يمكن تحويل الطاقة الأولية، مثل الكهرباء والبنزين. يتم الحصول على الطاقة الثانوية بعد التحول الابتدائي في المنشآت الخاصة.

في الطاقة الأولية، لا يوجد نقص. الشمس تعطينا طاقته كل يوم. نرى مظهرها في أشكال مختلفة. على سبيل المثال، فإن الأشجار والنباتات، تمر عبر أنفسهم أشعة الشمس، يحول هذه الطاقة إلى الكتلة الحيوية النباتية. كمية هائلة من الطاقة الشمسية المتراكمة في مواد قشرة الأرض (الخث والنفط والفحم).

إجمالي احتياطيات الطاقة الأولية، التي يمكن تقييمها من قبل الموارد التي يمكن تقييمها من قبل الموارد التي يمكن تقسيمها إلى مجموعتين كبيرتين: قابلة للتجديد وغير المتجدد.

قابلة للتجديد هي طاقة الشمس، الرياح، الأمواج، الكتلة الحيوية (الخشب أو النباتات)، الطاقة الحرارية الأرضية والطاقة الكهرومائية.

طاقة متجددة:

الطاقة الشمسية تسقط على السطح؛

· الطاقة الجيوفيزيائية (الرياح والأنهار والمدازات البحرية والجزر)؛

· طاقة الكتلة الحيوية (الخشب، نفايات المحاصيل، نفايات الثروة الحيوانية).

الطاقة غير المتجددة هي الطاقة الواردة في الوقود العضوي: الفحم والنفط والغاز الطبيعي الذي يعطي اليوم أكثر من 80٪ من الطاقة. بالإضافة إلى اليورانيوم (الثوريوم، إلخ).

قد يرتبط استخدام احتياطيات الوقود العضوية بتكاليف تطوير عالية ونقل هذه الموارد وحماية العمل والبيئة.

الطاقة التقليدية مقسمة أساسا إلى الكهرباء والطاقة الحرارية.

النوع الأكثر ملاءمة من الطاقة الكهربائية، والتي يمكن اعتبارها أساس الحضارة. يتم تحويل الطاقة الأولية إلى كهرباء على محطات الطاقة: TPP، HPP، NPP.

ميزة مميزة للطاقة التقليدية هي تطورها الطويل الأمد والجيدة، فقد اجتاز اختبارا طويلا في مجموعة متنوعة من ظروف التشغيل. يتم الحصول على الحصة الرئيسية من الكهرباء في جميع أنحاء العالم على وجه التحديد على مصانع الطاقة التقليدية، وغالبا ما تتجاوز قوة الوحدة الكهربائية 1000 ميجاوات. تنقسم الطاقة التقليدية إلى عدة اتجاهات:

· طاقة حرارية؛

الطاقة الهيدروليكية؛

· الطاقة النووية.

هذه الطاقة تقليدية، لأن هذه الموارد غير المتجددة مثل النفط والغاز واليورانيوم تستخدم لإنتاج موارد الطاقة الثانوية. يستخدم الطاقة الكهرومائية الطاقة الطاقة التيار الكهربائي. إن استخدام الطاقة التقليدية فقط يؤدي ليس فقط لاستنفاد تحت الأرض من الأرض، ولكن أيضا إلى تدهور كبير في الوضع البيئي على هذا الكوكب. المشكلة الرئيسية هي انبعاث ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي الناجم عن حرق الفحم والنفط والغاز الطبيعي. فقط على تدهور البيئة على الكوكب يؤثر على إزالة الغابات من الغابات، استنزاف المستنقعات، إلخ.

صناعة الطاقة الكهربائية تتطلب وتزود مستهلكي الطاقة الكهربائية. ويشمل المحطات الكهربائية، وحدات فرعية، وخطوط الطاقة، ومراكز استهلاك الطاقة الكهربائية.

تنتج الحرارة والطاقة وتزود الطاقة الحرارية المستهلك (أزواج، الماء الساخن). ويشمل محطات حرارية، والشبكات الحرارية (خطوط أنابيب المياه الساخنة والبخار)، ومراكز استهلاك الطاقة الحرارية.

النوع الأكثر ملاءمة من الطاقة هو كهربائي، والذي يعتبر بحق أساس الحضارة.

مزايا الطاقة الكهربائية أمام أنواع الطاقة الأخرى، وهي:

· الطاقة الكهربائية سهلة التحويل إلى أنواع أخرى من الطاقة (الميكانيكية، الحرارية، الضوء، الكيميائية، الكيميائية، إلخ)، والعكس صحيح، يتم تحويل أي أنواع أخرى من الطاقة إلى طاقة كهربائية؛

يمكن نقل الطاقة الكهربائية أي مسافات تقريبا. هذا يجعل من الممكن بناء محطات توليد الطاقة في الأماكن التي توجد فيها موارد طاقة طبيعية، ونقل الطاقة الكهربائية إلى الأماكن التي توجد فيها مصادر المواد الخام الصناعية، ولكن لا توجد قاعدة طاقة محلية؛

يتم سحق الطاقة الكهربائية بسهولة إلى أي أجزاء في الدوائر الكهربائية (يمكن أن تكون قوة أجهزة استقبال الكهرباء من حصة واط إلى ألف كيلووات)؛

· تعد عمليات الحصول على الكهرباء وإرسالها واستهلاكها؛

· العمليات التي تستخدم فيها الطاقة الكهربائية، السماح بتحكم بسيط (الضغط على الزر، التبديل، إلخ)

تجدر الإشارة إلى أن السهولة الأساسية لاستخدام الطاقة الكهربائية في أتمتة عمليات الإنتاج، بسبب دقة وحساسية أساليب التحكم الكهربائي والسيطرة. جعل استخدام الطاقة الكهربائية زيادة الإنتاجية في جميع مجالات النشاط البشري، وأتمتة جميع العمليات التكنولوجية تقريبا في الصناعة، في مجال النقل والزراعة وفي الحياة اليومية، وكذلك إنشاء الراحة في المباني الصناعية والسكنية. بالإضافة إلى ذلك، يتم استخدام الطاقة الكهربائية على نطاق واسع في المنشآت التكنولوجية لمنتجات التدفئة، والمعادن ذوبان باستخدام الكيمياء الكهروكية، ومواد التنظيف والغازات، إلخ.

حاليا، الطاقة الكهربائية هي تقريبا النوع الوحيد من الطاقة للإضاءة الاصطناعية. يمكن القول أن الحياة الطبيعية للمجتمع الحديث مستحيل بدون طاقة كهربائية.

العيب الوحيد للطاقة الكهربائية هو عدم القدرة على تخزينها بكميات كبيرة والحفاظ على هذه الاحتياطيات لفترة طويلة. احتياطيات الطاقة الكهربائية في البطاريات وعناصر الكهربائي والمكثفات كافية فقط لعمل أجهزة منخفضة الطاقة نسبيا، وتوقيت حفظه محدود. لذلك، يجب إجراء الطاقة الكهربائية عندما يتطلب المستهلك، وفي المبلغ الذي هو ضروري لذلك.

مستهلكي الطاقة هم: الصناعة والنقل والزراعة والإسكان والخدمات المجتمعية والمبيعات قطاع الخدمات. إذا كان الطاقة الإجمالية للطاقة الأساسية المستخدمة هي أن تأخذ بنسبة 100٪، فستكون الطاقة المفيدة المستخدمة 35-40٪ فقط، والباقي ضائع، ومعظم الحرارة في شكل حرارة.

الطاقة هي أساس عالمي للظواهر الطبيعية، أساس الثقافة وجميع النشاط البشري. في نفس الوقت تحت طاقة (اليونانية - نشاط) من المفهوم أنه التقييم الكمي لأشكال مختلفة من حركة المسألة التي يمكن أن تتحول إلى واحد آخر.
وفقا لأفكار العلوم الفيزيائية، فإن الطاقة هي قدرة الجسم أو نظام الجسم على العمل. هناك اختصاصات مختلفة للأنواع وأشكال الطاقة. غالبا ما يتم العثور على شخص في حياته اليومية مع الأنواع التالية من الطاقة: الميكانيكية، الكهربائية، الكهرومغناطيسية، الحرارية، الكيميائية، الذرية (الاستمرارية الداخلية). الأنواع الثلاثة الأخيرة تنتمي إلى الشكل الداخلي للطاقة، أي نظرا للطاقة المحتملة لتفاعل الجزيئات التي تشكل الجسم، أو الطاقة الحركية لحركةهم العشوائية.
إذا كانت الطاقة نتيجة لتغيير حالة نقاط أو هيئات المواد، فستسمح الحركية ؛ إنه ينتمي إلى الطاقة الميكانيكية لحركة الهيئات، الطاقة الحرارية بسبب حركة الجزيئات.
إذا كانت الطاقة هي نتيجة لتغيير الموقع المتبادل لأجزاء من هذا النظام أو موقفها فيما يتعلق بالأجسام الأخرى، ثم يسمى القدره ؛ ويشمل طاقة الجماهير التي تجذب قانون العالم، وهي طاقة منصب الجزيئات المتجانسة، على سبيل المثال، طاقة الهيئة المشوهة المرنة، الطاقة الكيميائية.
الطاقة في العلوم الطبيعية، اعتمادا على الطبيعة، تقسم إلى الأنواع التالية.
الطاقة الميكانيكية - تتجلى نفسها عند التفاعل أو حركة الأجسام أو الجسيمات الفردية.
ويشمل طاقة حركة أو دوران الجسم، طاقة التشوه أثناء الانحناء، تمتد، التواء، ضغط الهيئات المرنة (الينابيع). هذه الطاقة تستخدم على نطاق واسع في الآلات المختلفة - النقل والتكنولوجي.
طاقة حرارية - طاقة الحركة المضطربة (الفوضوية) والتفاعل جزيئات المواد.
الطاقة الحرارية التي تم الحصول عليها في معظم الأحيان عند حرق أنواع مختلفة من الوقود تستخدم على نطاق واسع للتدفئة، حيث تنفذ العديد من العمليات التكنولوجية (التدفئة، والانصهار، والتجفيف، والتبخر، والتقطير، وما إلى ذلك).
الطاقة الكهربائية – طاقة الحركة على طول الدائرة الكهربائية للإلكترونات (التيار الكهربائي).
يتم استخدام الطاقة الكهربائية للحصول على الطاقة الميكانيكية باستخدام المحركات الكهربائية وتنفيذ عمليات المعالجة الميكانيكية: التكسير، طحن، خلط؛ ردود الفعل الكهروكيميائية؛ إنتاج الطاقة الحرارية في أجهزة التدفئة الكهربائية والأفران؛ للتجهيز المباشر للمواد (معالجة التآكلات الكهربائية).
الطاقة الكيميائية – هذه الطاقة، "المخزنة" في ذرات المواد، التي تم إصدارها أو امتصاصها في التفاعلات الكيميائية بين المواد.
يتم إبراز الطاقة الكيميائية في شكل حراري عند إجراء ردود فعل دقيقة (على سبيل المثال، حرق الوقود)، أو يتم تحويلها إلى الكهرباء في عناصر الكهرباء والبطاريات. تتميز مصادر الطاقة هذه بكفاءة عالية (تصل إلى 98٪)، ولكن حاوية منخفضة.
الطاقة المغناطيسية - طاقة المغناطيس الدائم مع هامش طاقة كبير، ولكن "إعطاء" مترددة تماما. ومع ذلك، فإن التيار الكهربائي يخلق حقول مغناطيسية ممتدة وقوية حولها، فغالبا ما يتحدثون عن الطاقة الكهرومغناطيسية.
يتم ربط الطاقة الكهربائية والمغناطيسية عن كثب مع بعضها البعض، يمكن اعتبار كل منهم كجانب "دوار" من الآخر.
الطاقة الكهرومغناطيسية - هذه هي طاقة الأمواج الكهرومغناطيسية، أي نقل الحقول الكهربائية والمغناطيسية. ويشمل الضوء المرئي والأشعة تحت الحمراء والأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية والأمواج الراديوية.
وبالتالي، فإن الطاقة الكهرومغناطيسية هي طاقة الإشعاع. الإشعاع تتسامح مع الطاقة في شكل طاقة موجة كهرومغناطيسية. عند امتصاص الإشعاع، يتم تحويل طاقتها إلى أشكال أخرى، معظم الأحيان في الحرارة.
الطاقة النووية - الطاقة المحلية في نوى ذرات ما يسمى المواد المشعة. يتم إصداره عند تقسيم النواة الثقيلة (التفاعل النووي) أو توليف النواة الخفيفة (رد الفعل الحراري النووي).
هذا الاسم القديم لهذا النوع من الطاقة هو الطاقة الذرية، ومع ذلك، يعرض هذا الاسم بشكل غير دقيق جوهر الظواهر، مما يؤدي إلى إطلاق كميات هائلة من الطاقة، في معظم الأحيان في شكل حراري وميكانيكي.
طاقة الجاذبية - الطاقة بسبب التفاعل (مع الكثير من الهيئات الضخمة، فهي ملموسة بشكل خاص في الفضاء الخارجي. على الظروف الأرضية، على سبيل المثال، على سبيل المثال، الطاقة "المخزنة" مع الجهة التي أثيرت على ارتفاع معين فوق سطح الأرض - طاقة الجاذبية.
في هذا الطريق، اعتمادا على مستوى المظهر، يمكن معزولة طاقة Macromir - الجاذبية، طاقة هيئة التفاعل ميكانيكية، طاقة التفاعلات الجزيئية الحرارية، طاقة التفاعلات الذرية - الطاقة الكيميائية، الطاقة الكهرومغناطيسية، في نوى الذرات - النووية.
لا يستبعد العلوم الحديثة وجود أنواع أخرى من الطاقة، حتى لا يتم إصلاحها، ولكن لا تزعج الصورة العلوم الطبيعية الموحدة للعالم ومفهوم الطاقة.
في النظام الدولي لوحدات الأمم المتحدة كوحدة قياس الطاقة 1 جول (ي). 1 j أي ما يعادل
1 نيوتن متر (نانومتر). إذا ترتبط العمليات الحسابية بالحرارة والبيولوجية والعديد من أنواع الطاقة الأخرى، فإن وحدة نظام إضافي تستخدم كوحدة طاقة - السعرات الحرارية (البراز) أو Kilocaloria (KCAL)، 1 Kal \u003d 4.18 J. لقياس الكهربائية الطاقة، مثل هذه الوحدة تستخدم ك Watt · ساعة (W · H، KW · H، MW · H)، 1 W · H \u003d 3.6 MJ. لقياس الطاقة الميكانيكية استخدام قيمة 1 كجم · م \u003d 9.8 J.
الطاقة إزالتها مباشرة في الطبيعة(طاقة الوقود، المياه، الرياح، الطاقة الحرارية للأرض، النووية، والتي يمكن تحويلها إلى كهربائية، حرارية، ميكانيكية، مادة كيميائية خبراتوبعد وفقا لتصنيف موارد الطاقة على أساس التأكيد، من الممكن تصنيف الطاقة الأولية. في التين. 2.1 يوضح مخطط تصنيف الطاقة الأولية.

تين. 2.1. تصنيف الطاقة الأولية

عند تصنيف تخصيص الطاقة الأولية تقليدي و غير تقليدى أنواع الطاقة. تشمل التقليدية مثل هذه الأنواع من الطاقة التي استخدمها الرجل على نطاق واسع لسنوات عديدة. تشمل أنواع الطاقة غير التقليدية مثل هذه الأنواع التي بدأت تستخدم مؤخرا نسبيا.
تشمل الأنواع التقليدية للطاقة الأولية الوقود العضوي (الفحم والنفط وما إلى ذلك) وربرو الطاقة الكهرومائية والوقود النووي (اليورانيوم والثوريوم وما إلى ذلك).
الطاقة التي حصل عليها الرجل بعد تحويل الطاقة الأولية في المنشآت الخاصة - المحطات، دعا الثانوية (الطاقة الكهربائية، الطاقة البخارية، الماء الساخن، إلخ).
مزايا الطاقة الكهربائية. الطاقة الكهربائية هي النوع الأكثر ملاءمة من الطاقة ويمكن اعتباره بحق أساس الحضارة الحديثة. الغالبية العظمى من الوسائل الفنية لميكنها وأتمتة عمليات الإنتاج (المعدات، أجهزة الكمبيوتر)، استبدال العمالة البشرية من قبل الآلات في الحياة اليومية لديها أساس كهربائي.
يتم استخدام أكثر من نصف الطاقة بالكامل المستهلكة كحرارة للاحتياجات الفنية، والتدفئة، والطبخ، والجزء المتبقي - في شكل ميكانيكي، في المقام الأول في منشآت النقل، الطاقة الكهربائية. وحصة الطاقة الكهربائية تنمو كل عام
(الشكل 2.2).
الطاقة الكهربائية - نوع أكثر عالمية من الطاقة. كانت تستخدم على نطاق واسع في الجميع وفي جميع قطاعات الاقتصاد الوطني. هناك أكثر من أربعمائة أسماء للأجهزة الكهربائية: ثلاجات، غسالات، مكيفات الهواء، مراوح، أجهزة تلفزيون، مسجلات الشريط، الإضاءة، إلخ. من المستحيل تقديم هذه الصناعة دون طاقة كهربائية. في الزراعة، يتوسع استخدام الكهرباء بشكل مستمر: إطعام الحيوانات وإصدارها، والرعاية لهم، والتدفئة والتهوية، والحاضنات، والعراسيات، والمجففات، إلخ.
كهربة - أساس التقدم الفني لأي صناعة في الاقتصاد الوطني. يسمح لك باستبدال موارد الطاقة غير المريحة من خلال نوع عالمي من الطاقة - الطاقة الكهربائية، والتي يمكن أن تنتقل إلى أي مسافة، لتحويلها إلى أنواع أخرى من الطاقة، على سبيل المثال، الميكانيكية أو الحرارية، مشاركتها بين المستهلكين. كهرباء - مريحة للغاية للاستخدام والنوع الاقتصادي من الطاقة.

تين. 2.2. ديناميات استهلاك الطاقة الكهربائية

الطاقة الكهربائية لديها هذه الخصائص التي تجعلها لا غنى عنها في ميكنة وأتمتة الإنتاج وفي الحياة اليومية لشخص:
1. الطاقة الكهربائية عالمية، يمكن استخدامها لمجموعة واسعة من الأغراض. على وجه الخصوص، من السهل جدا أن تتحول إلى حرارة. يتم ذلك، على سبيل المثال، في المصادر الكهربائية للضوء (المصابيح المتوهجة)، في الأفران التكنولوجية المستخدمة في المعادن، في أجهزة التدفئة والتدفئة المختلفة المختلفة. يستخدم تحويل الطاقة الكهربائية إلى ميكانيكي في محركات المحركات الكهربائية.
2. عند استهلاك الطاقة الكهربائية، يمكن سحقها بلا حدود. وبالتالي، فإن قوة الآلات الكهربائية، اعتمادا على الغرض منها، مختلفة: من جزء من كسب وات في ميكروموتر المستخدمة في العديد من الصناعات والمنتجات المنزلية، إلى قيم ضخمة تتجاوز مليون كيلووات، في مولدات محطة الطاقة.
3. في عملية إنتاج ونقل الطاقة الكهربائية، من الممكن تركيز قوتها، وزيادة الجهد ونقل الأسلاك إلى مسافات صغيرة وطويلة، أي كمية من الطاقة الكهربائية من محطة الطاقة، حيث يتم إنتاجها، لجميع المستهلكين.

قانون الحفاظ على الطاقة

بموجب أي مناقشات للقضايا المتعلقة باستخدام الطاقة، من الضروري التمييز بين طاقة حركة مرتبة، المعروفة في هذه التقنية التي تسمى الطاقة الحرة (الميكانيكية، الكيميائية، الكهربائية، الكهرومغناطيسية، النووية) وطاقة الحركة الفوضوية، بمعنى آخر دافئ.
يمكن استخدام أي من أشكال الطاقة المجانية بالكامل تقريبا. في الوقت نفسه، تضيع الطاقة الفوضوية للحرارة عند تشغيل الطاقة الميكانيكية مرة أخرى في شكل حرارة. نحن لسنا قادرين على تبسيط الحركة العشوائية للجزيئات بشكل كامل، وتحويل طاقتها إلى حرة. علاوة على ذلك، توجد حاليا أي طريقة للتحويل المباشر للطاقة الكيميائية والنووية إلى كهربائية وميكانيكية، حيث كانت الأكثر استخداما. هناك طاقة داخلية للمواد التي تتحول إلى حراري، ثم إلى الميكانيكية أو الكهربائية مع خطوط حرارية كبيرة لا مفر منها.
وبالتالي، فإن جميع أنواع الطاقة بعد عملها المفيد تتحول إلى حرارة مع درجة حرارة أقل، والتي لا تكون غير مناسبة تقريبا لمزيد من الاستخدام.
إن تطوير العلوم الطبيعية في جميع أنحاء حياة البشرية أثبتت أنه لا يحصى، وأي نوع جديد من الطاقة قد فتحت، وسرعان ما اكتشفت قاعدة كبيرة. ظل مجموع جميع أنواع الطاقة ثابتا، مما أدى في النهاية إلى البيان: لا يتم إنشاء الطاقة أبدا من لا شيء ولا يتم تدميرها دون تتبع، فإنه يمر فقط من نوع واحد إلى آخر.
في العلوم والممارسة الحديثة، يكون هذا المخطط مفيدا جدا لأنه قادر على التنبؤ بظهور أنواع جديدة من الطاقة.
إذا تم العثور على تغيير في الطاقة، التي لا يتم تضمينها في قائمة الطاقة الحالية المعروفة،، إذا اتضح أن الطاقة تختفي أو تظهر من لا شيء، فستكون "اخترعت" أولا، ثم وجدت نوعا جديدا من الطاقة التي سوف تدفع لهذا الانحراف عن ثبات الطاقة. قانون الحفاظ على الطاقة.
وجد قانون الحفاظ على الطاقة تأكيدا في مختلف المجالات - من ميكانيكا نيوتن للفيزياء النووية. علاوة على ذلك، فإن قانون الحفاظ على الطاقة ليس فقط ثمرة الخيال أو التعميم التجارب. هذا هو السبب في أنه يمكنك الاتفاق الكامل على بيان أحد أكبر الفيزياء الفيزيائيين النظريين: "نظرا لأننا لسنا قادرين على إعطاء تعريف الطاقة العامة، فإن مبدأ حفظه يعني أن هناك شيئا ما، ثابت المتبقية. لذلك، لعدم وجود أفكار جديدة حول العالم، نعرف التجارب المستقبلية، ونحن نعلم مقدما: سيكون لديهم شيء لا يزال دائم، يمكن أن يسمى الطاقة ".
بالنظر إلى ما تقدمه، فإن المصطلحات الصحيحة لن يكون "توفير الطاقة"، لأن طاقة "حفظ" مستحيلة، ولكن "استخدام الطاقة الفعالة".
إلخ.................

الطاقة هي القدرة على العمل: حرك أو نقل العناصر أو إنتاج الحرارة أو الصوت أو الكهرباء.

ما هي الطاقة؟

تعمل الطاقة في كل مكان - في أشعة الشمس في شكل حرارة وطاقة خفيفة، في اللاعب في شكل طاقة سليمة وحتى في قطعة من الفحم في شكل الطاقة الكيميائية المتراكمة. نحصل على طاقة من الطعام، ومحرك السيارات يستخرجه من الوقود - البنزين أو الغاز. في كلتا الحالتين، هذه هي الطاقة الكيميائية. هناك أشكال أخرى من الطاقة: الحرارية، الضوء، الصوت، الكهرباء، النووية. الطاقة هي شيء غير مرئي وغير ملموس، ولكن قادرة على التراكم والانتقال من نموذج إلى آخر. انها لا تختفي أبدا.

حركة ميكانيكية

واحدة من الأنواع الرئيسية للطاقة هي الحركية - طاقة الحركة. العناصر الثقيلة تتحرك بسرعة ضخمة تحمل طاقة حركية أكثر من الضوء أو تتحرك ببطء. على سبيل المثال، فإن الطاقة الحركية لسيارة الركاب أقل من ركوب الطاقة الشاحنة بنفس السرعة.

طاقة حرارية

الطاقة الحرارية لا يمكن أن توجد بدون حركية. تعتمد درجة حرارة الجسم المادي على سرعة الذرات، والتي تتكون منها. تتحرك الذرات أسرع، وهو أقوى يتم تسخين الكائن. لذلك، تعتبر الطاقة الحرارية للجسم الطاقة الحركية لذراتها.

تداول الطاقة

الشمس هي المصدر الرئيسي للطاقة على الأرض. يتم تحويلها باستمرار إلى أنواع أخرى من الطاقة. تشمل مصادر الطاقة الطبيعية أيضا النفط والغاز والفحم، والتي في الواقع، لديها احتياطي كاف للطاقة الشمسية.

مخزون المستقبل

يمكن تتراكم الطاقة. الربيع تتراكم الطاقة في الضغط. عند إصدارها، فإنه يسير، تحويل الطاقة المحتملة إلى الحركية. يحتوي الحجر الكذب على الجزء العلوي من الصخرة أيضا طاقة محتملة، يتم تحويله إلى الحركية أثناء سقوطه.

تحول الطاقة

ينص قانون الحفاظ على الطاقة على أن الطاقة لا تختفي أبدا، فهي ببساطة تحولت إلى مظهر آخر. على سبيل المثال، إذا كان الصبي يركب دراجة يبطئ وتتوقف، فإن طاقةها الحركية تنخفض إلى الصفر. لكنها لا تختفي على الإطلاق، ولكنها تدخل في أنواع الطاقة الأخرى - الحرارية والصوت. الأرض الاحتكاكية الأرضية تولد التدفئة الحرارية والأرض والعجلات. وتتجلى الطاقة الصوتية في وضع الفرامل والإطارات.

العمل والطاقة والقوة

انتقال الطاقة هو وظيفة. يعتمد مقدار العمل الذي تم إجراؤه على مقدار القوة والمسافة للموضوع. على سبيل المثال، الوزن الثقيل، رفع الشريط، يجعل وظيفة رائعة. تسمى السرعة التي يتم بها تنفيذ العمل السلطة. أسرع قضيب يثير الوزن، وكلما زادت قوتها. يتم قياس الطاقة في جول (ي)، والقوة في واتس (W).

استهلاك الطاقة

لا تختفي الطاقة أبدا، إذا لم يتم استخدامها للعمل، فسيتم فركها. في معظم الأحيان، فإن الطاقة متحمسة لإنتاج الحرارة.

على سبيل المثال، يتحول المصباح الناتج إلى ضوء خمس وجزء من طاقة الكهرباء فقط، وذهب كل شيء آخر إلى حرارة غير ضرورية. يؤدي كفاءة محركات السيارات المنخفضة إلى حقيقة أن الكمية العادلة من الوقود مثبتة.

ألعاب طاقة الألوان

عند تشغيل الطاقة يغير باستمرار حالتها - إن الإمكانات يذهب إلى الحركية. تسعى الكرة المتحركة إلى التوقف بسبب الاحتكاك على تفاصيل الجهاز. تنفق طاقتها على التغلب على قوة الاحتكاك، لكنها لا تختفي، ولكنها تتحول إلى حرارة. عندما يخبر اللاعب الكرة بأجهزة طاقة إضافية إلى الزخم، يتم تسريع حركة الكرة.

كل هذه أنواع مختلفة من الطاقة. لجميع العمليات التي تحدث في الطبيعة تتطلب الطاقة. لأية عملية، يتم تحويل نوع واحد من الطاقة إلى أخرى. الغذاء - البطاطا والخبز وما إلى ذلك هذه هي مرافق تخزين الطاقة. تقريبا كل الطاقة المستخدمة على الأرض نحصل عليها من الشمس. يمر الكثير من الطاقة مثل الأرض، والتي من شأنها أن تنتج 100 مليون محطة توليد الطاقة القوية.

أنواع الطاقة

الطاقة موجودة في مجموعة متنوعة من الأنواع. بالإضافة إلى الحرارية والضوء والطاقة لا تزال الطاقة الكيميائية والحركية والإمكانات. المصباح الكهربائي يشع الطاقة الحرارية والخفيفة. يتم نقل الطاقة الصوتية باستخدام. تتسبب الأمواج في طبلة الأذن الاهتزاز، وبالتالي نسمع الأصوات. يتم إطلاق الطاقة الكيميائية أثناء. الطعام والوقود (الفحم والبنزين)، وكذلك البطاريات - هي تخزين الطاقة الكيميائية. المنتجات الغذائية هي مستودعات الطاقة الكيميائية صدرت داخل الجسم.

الأجسام المتحركة لها طاقة حركية، أي طاقة الحركة. أسرع يتحرك الجسم، كلما زادت طاقته الحركية. فقدان السرعة، يخسر الجسم الطاقة الحركية. بعد إحراجه حول الكائن الثابت، ينقل الجسم المتحرك إنه بعض طاقته الحركية ويؤدي إليه. جزء من الطاقة التي تم الحصول عليها مع الطعام، يتم التعامل مع الحيوانات بالحصوي.

الطاقة المحتملة لديها جثث في مجال الطاقة، على سبيل المثال في الجاذبية أو المغناطيسي. الهيئات المرنة أو المرنة (امتلاك القدرة على التمدد) لديها الطاقة المحتملة للتوتر أو مرونة. البندول لديه أقصى طاقة محتملة عندما تكون في المرحلة الأولى. نشر، الربيع يحرر طاقته المحتملة ويجعل العجلات في الساعة تدور. تتلقى النباتات الطاقة من وإنتاج المواد الغذائية - إنشاء احتياطيات الطاقة الكيميائية.

تحول الطاقة

يقول قانون الحفاظ على الطاقة إن الطاقة لا يتم إنشاؤها من لا شيء ولا تضيع دون تتبع. مع جميع العمليات التي تحدث في الطبيعة، يتحول نوع واحد من الطاقة إلى آخر. تتحول الطاقة الكيميائية للبطاريات الفانوس إلى كهرباء. في المصباح الكهربائي، تتحول الطاقة الكهربائية إلى الحرارية والضوء. أحضرنا مثالا على هذه "سلسلة الطاقة" لإظهار لك كيف يتحول نوع واحد من الطاقة إلى آخر.

الفحم هو مصنع مضغوط لا يزال يعيش منذ سنوات عديدة. بطريقة ما حصلوا على الطاقة من الشمس. الفحم هو توفير الطاقة الكيميائية. عندما يحترق الفحم، تتوقف الطاقة الكيميائية في الحرارية. الطاقة الحرارية مع ارتفاع درجات الحرارة، ويتبخر. زوجين يدور التوربينات. وبالتالي إنتاج الطاقة الحركية - طاقة الحركة. مولد يحول الطاقة الحركية إلى كهربائية. مجموعة متنوعة من الأجهزة - مصابيح، سخانات، مسجلات الشريط - تستهلك الكهرباء وترجمتها إلى صوت، خفيف وحرارة.

ينتهي النتائج في العديد من عمليات تحويل الطاقة خفيفة وحرارة. على الرغم من أن الطاقة لا تختفي، إلا أنها تدخل في الفضاء، ومن الصعب التقاطها واستخدامها.

طاقة شمسية

تأتي طاقة الشمس في شكل موجات كهرومغناطيسية. يمكن أن تنتقل الطاقة فقط إلى مساحة مفتوحة. يمكن استخدامه لإنشاء كهرباء باستخدام مصري أو لتسخين المياه في مجمعات الطاقة الشمسية. يمتص لوحة التجميع الطاقة الحرارية للشمس. يوضح الشكل لوحة جامع في السياق. تمتص اللوحة السوداء الطاقة الحرارية الواردة في الحرارة، والماء في الأنابيب مع ارتفاع درجات الحرارة. لذلك يتم ترتيب سقف المنزل مدفأة من الشمس. يتم نقل الطاقة الشمسية إلى المياه المستخدمة للاحتياجات المنزلية والتدفئة. فائض الحرارة تقع في محرك الطاقة. يتم الحفاظ على الطاقة باستخدام التفاعلات الكيميائية.

الموارد النشطة

هناك حاجة إلى الطاقة بالنسبة لنا من أجل مساكن الإضاءة والتدفئة، للطبخ، من أجل العمل المصانع وتحريك السيارات. يتم تشكيل هذه الطاقة عند احتراق الوقود. هناك طرق أخرى لإنتاج الطاقة - على سبيل المثال، يتم إنتاجها محطة الطاقة الكهرومائيةوبعد لسكان الطبخ والتدفئة، ما يقرب من نصف الحطب الحطب أو السماد أو الفحم.

وتسمى الخشب والفحم والزيت والغاز الطبيعي مصادر غير متجددةلذلك يتم استخدامها مرة واحدة فقط. الشمس والرياح والماء طاقة متجددةلأنها نفسها لا تختفي في إنتاج الطاقة. في أنشطتها، يستخدم الشخص موارد حفرية للطاقة التعدين - 77٪، الخشب - 11٪، موارد الطاقة المتجددة - 5٪ و - 3٪. الفحم والنفط والغاز الطبيعي نسمي الوقود الاحفوريمنذ أن ننتجهم من أعماق الأرض. تم تشكيلها من بقايا النباتات والحيوانات. ما يقرب من 20٪ من الطاقة التي استخدمناها مصنوعة من الفحم. عندما احتراق الوقود في ثاني أكسيد الكربون والغازات الأخرى. يتكون هذا جزئيا من سبب هذه الظواهر، مثل المطر الحمضي وتأثير الدفيئة. حوالي 5 في المئة فقط من الطاقة يتم استخراجها من مصادر متجددة. هذه هي طاقة الشمس والماء والرياح. مصدر الطاقة المتجدد آخر هو الغاز الذي تم تشكيله أثناء التعفن. عندما تعفن المواد العضوية، تتميز الغازات، ولا سيما الميثان. يتكون أساسا من الغاز الطبيعي، والذي يستخدم لمنازل التدفئة وتسخين المياه. لعدة آلاف عام، يستخدم الناس طاقة الرياح لتحريك سفن الإبحار وتدوير طاحونة الهواء. يمكن أن تنتج الرياح أيضا ماء الكهرباء والمضخة.

وحدات قياس الطاقة والطاقة

لقياس كمية الطاقة، يتم استخدام وحدة خاصة - Joule (J). ألف يوول تشكل كيلولزوزز (CJ). تحتوي Apple العادية (حوالي 100 غرام) على 150 كيلو جي من الطاقة الكيميائية. 100 غرام من الشوكولاته يحتوي على 2335 كيلو جي. القوة هي كمية الطاقة المستخدمة لكل وحدة من الوقت. يتم قياس الطاقة في واتس (W). واط واحد يساوي جولة واحدة في الثانية. كلما زادت الطاقة لفترة قصيرة تنتج آلية واحدة أو أخرى، زادت قوتها. لا يستخدم المصباح الكهربائي بسعة 60 أسبوعا 60 ي في الثانية والثانية، و 100 W Light Bulb يستخدم 100 J.

كفاءة

أي آلية تستهلك طاقة نوع واحد (على سبيل المثال، الكهربائية) وتحولها إلى طاقة أنواع أخرى. كفاءة الكفاءة (الكفاءة) من الآلية أكبر من معظم الطاقة المستهلكة تتحول إلى الطاقة اللازمة. كفاءة جميع السيارات تقريبا منخفضة. في المتوسط، تحول السيارة 15٪ فقط من الطاقة الكيميائية للبنزين إلى طاقة حركية. البقية من الطاقة تتحول إلى حرارة. كفاءة مصابيح الفلورسنت أعلى من كفاءة المصابيح الكهربائية التقليدية، لأنه في مصابيح الفلورسنت، تتحول المزيد من الكهرباء إلى ضوء وأقل تستمر في إنتاج الحرارة.