에너지의 종류는 인류에게 알려진 에너지의 종류입니다. 에너지와 그 종류

그리스어로 번역 된 "에너지"라는 단어는 "행동"을 의미합니다. 우리는 다양한 행동을 하면서 활발하게 움직이는 활기찬 사람이라고 부릅니다.

물리학의 에너지

그리고 삶에서 사람의 에너지를 주로 그의 활동의 결과로 평가할 수 있다면 물리학에서 에너지는 다양한 방식으로 측정되고 연구될 수 있습니다. 당신의 쾌활한 친구나 이웃은 그의 에너지 현상을 조사하기 위해 갑자기 마음이 떠오를 때 같은 행동을 30~50번 반복하기를 거부할 것입니다.

그러나 물리학에서는 거의 모든 실험을 원하는 만큼 반복할 수 있으므로 필요한 연구를 수행할 수 있습니다. 에너지 연구도 마찬가지입니다. 연구 과학자들은 물리학에서 많은 유형의 에너지를 연구하고 확인했습니다. 이들은 전기, 자기, 원자 에너지 등입니다. 그러나 이제 우리는 기계적 에너지에 대해 이야기 할 것입니다. 그리고 더 구체적으로 운동 및 위치 에너지에 대해.

운동 및 위치 에너지

역학에서는 신체의 움직임과 상호 작용을 연구합니다. 따라서 두 가지 유형의 기계적 에너지, 즉 물체의 움직임으로 인한 에너지 또는 운동 에너지와 물체의 상호 작용으로 인한 에너지 또는 위치 에너지를 구별하는 것이 일반적입니다.

물리학에는 에너지와 일을 연결하는 일반적인 규칙이 있습니다. 신체의 에너지를 찾으려면 신체를 0에서 주어진 상태, 즉 에너지가 0과 같은 상태로 옮기는 데 필요한 일을 찾아야합니다.

잠재력

물리학에서 위치 에너지는 에너지라고 하며, 이는 상호 작용하는 신체 또는 같은 신체의 일부의 상호 위치에 의해 결정됩니다. 즉, 몸이 땅 위로 올라가면 넘어지고 일을 할 수 있는 능력이 있습니다.

그리고 이 작업의 가능한 양은 높이 h에서 신체의 위치 에너지와 같습니다. 위치 에너지의 경우 공식은 다음 계획에 따라 결정됩니다.

A = Fs = Ft * h = mgh, 또는 Ep = mgh,

여기서 Ep는 신체의 잠재적 에너지이고,
m 체중,
h -지면 위의 신체 높이,
g 중력 가속도.

또한 지구 표면뿐만 아니라 수행되는 실험 및 측정 조건에 따라 신체의 영점 위치에 대해 우리에게 편리한 모든 위치를 취할 수 있습니다. 이것은 바닥, 테이블 등의 표면이 될 수 있습니다.

운동 에너지

몸이 힘의 영향을 받아 움직일 때, 그것은 할 수 있을 뿐만 아니라 어떤 일을 한다. 물리학에서 운동 에너지는 운동으로 인해 신체가 보유하는 에너지입니다. 몸은 움직이며 에너지를 소비하고 일을 합니다. 운동 에너지의 경우 공식은 다음과 같이 계산됩니다.

A = Fs = mas = m * v / t * vt / 2 = (mv ^ 2) / 2 또는 Eк = (mv ^ 2) / 2,

여기서 Eк는 신체의 운동 에너지이고,
m 체중,
v 신체 속도.

공식은 신체의 질량과 속도가 클수록 운동 에너지가 높다는 것을 보여줍니다.

각 몸체는 운동 에너지나 위치 에너지, 또는 예를 들어 비행하는 비행기와 같이 동시에 둘 다 있습니다.

강의 계획:

1) 에너지의 개념. 에너지의 주요 유형, 특성.

2) 전통적인 에너지와 그 특성.

3) 열 및 전기 에너지를 얻는 방법.

에너지 개념입니다. 에너지의 주요 유형.에너지(그리스어 - 행동, 활동) - 물질의 다양한 형태의 운동에 대한 일반적인 양적 측정.

이 정의는 다음을 의미합니다.

· 에너지는 우리를 둘러싼 세계의 다양한 물체의 상태(위치)가 변할 때만 나타나는 것입니다.

· 에너지는 한 형태에서 다른 형태로 전달될 수 있는 것입니다.

· 에너지는 사람에게 유용한 작업을 생성하는 능력이 특징입니다.

· 에너지는 객관적으로 결정되고 정량화될 수 있는 것입니다.

에너지는 지구 생명체의 기초입니다. 식물은 광합성을 통해 태양 에너지를 흡수합니다. 동물은 식물과 다른 동물을 먹음으로써 간접적으로 이 에너지를 소비합니다. 사람은 음식을 포함하여 다양한 방법으로 태양 에너지를 소비합니다. 고대에도 인간은 생물학적 물질(예: 나무나 거름)을 태워 태양 에너지를 처리하는 방법을 배웠습니다. 그리고 오늘날 수백만 명의 사람들이 인간의 첫 번째 필요인 집을 요리하거나 난방하기 위해 이 중요한 에너지원을 사용합니다.

현대 에너지 시스템은 사회 기반 시설의 필수 구성 요소입니다. 특히 산업화된 국가에서는 에너지 운반체의 약 4/5를 소비하고 세계 인구의 4분의 1만 살고 있습니다. 세계 인구의 3/4이 살고 있는 제3세계 국가는 세계 에너지 소비의 약 1/5을 차지합니다.

에너지가 모든 국가의 지속 가능한 개발의 필수 요소임을 고려하여 각 국가는 특히 개발 도상국에서 사람들의 개발을 가장 잘 보장하고 삶의 질을 향상시키는 동시에 다음의 영향을 최소화하는 에너지 공급 방법을 개발하려고 합니다. 인간의 건강과 환경에 대한 인간의 활동.

전력 산업은 제품(전기 에너지)이 보편적인 유형의 에너지이기 때문에 모든 국가 경제의 가장 중요한 분야입니다. 많은 수의 소비자로 분할되어 상당한 거리에 걸쳐 쉽게 전송될 수 있습니다. 현대의 통신 수단을 사용하여 난방, 조명, 냉방, 운송, TV, 냉장고, 세탁기, 진공 청소기, 다리미 없이는 일상 생활을 상상할 수 없듯이 전기 에너지 없이 많은 기술 프로세스를 수행하는 것은 불가능합니다. 전화, 전신, 팩스, 컴퓨터)도 전기를 소비합니다.

전력산업의 특징 중 하나는 전력산업의 제품이 다른 산업과 달리 창고에 비축해 두었다가 나중에 소비할 수 없다는 점이다. 매 순간 생산은 소비와 일치해야 합니다.

에너지는 자연에 따라 다음과 같은 유형으로 나뉩니다.

기계적 에너지는 상호 작용, 개별 몸체 또는 입자의 이동 중에 나타납니다. 여기에는 신체의 이동 또는 회전 에너지, 굽힘, 신축, 비틀림, 탄성체(스프링) 압축 시 변형 에너지가 포함됩니다. 이 에너지는 다양한 차량, 운송 및 기술 분야에서 가장 널리 사용됩니다.

열 에너지는 물질 분자의 무질서한(무질서한) 운동 및 상호 작용의 에너지입니다. 다양한 유형의 연료의 연소에서 가장 자주 얻어지는 열 에너지는 가열에 널리 사용되며 수많은 기술 프로세스(가열, 용융, 건조, 증발, 증류 등)를 수행합니다.

전기 에너지는 전기 회로를 따라 움직이는 전자(전류)의 에너지입니다. 전기 에너지는 전기 모터를 사용하여 기계적 에너지를 얻고 재료 가공을 위한 기계적 공정을 수행하는 데 사용됩니다. 전기 화학 반응을 수행하기 위해; 전기 가열 장치 및 용광로에서 열 에너지 얻기; 재료의 직접 가공용(방전 가공).

화학 에너지는 물질 간의 화학 반응에 의해 방출되거나 흡수되는 물질의 원자에 "저장된" 에너지입니다. 화학 에너지는 발열 반응(예: 연료 연소) 동안 열의 형태로 방출되거나 갈바니 전지 및 배터리에서 전기 에너지로 변환됩니다. 이러한 에너지원은 효율이 높지만(최대 98%) 낮은 용량이 특징입니다.

자기 에너지는 에너지를 많이 공급하지만 마지 못해 "포기"하는 영구 자석의 에너지입니다. 그러나 전류는 자체 주위에 확장되고 강한 자기장을 생성하므로 대부분 전자기 에너지에 대해 이야기합니다.

전기 및 자기 에너지는 서로 밀접하게 상호 연결되어 있으며, 각각은 서로의 "반대" 측면으로 간주될 수 있습니다.

전자기 에너지는 전자기파의 에너지입니다. 움직이는 전기장과 자기장. 여기에는 가시광선, 적외선, 자외선, X선 및 전파가 포함됩니다. 따라서 전자기 에너지는 복사 에너지입니다. 방사선은 전자기파 에너지의 형태로 에너지를 전달합니다. 방사선이 흡수되면 그 에너지는 다른 형태로 변환되며 대부분 열입니다.

원자력은 소위 방사성 물질의 원자핵에 국한된 에너지입니다. 무거운 핵의 분열(핵 반응) 또는 가벼운 핵의 융합(열핵 반응) 중에 방출됩니다.

중력 에너지는 무거운 물체의 상호 작용(중력)에 의해 발생하는 에너지로, 특히 우주 공간에서 두드러집니다. 지상 조건에서 이것은 예를 들어 열에 의해 "저장된" 에너지로, 지구 표면 위의 특정 높이, 즉 중력 에너지로 상승합니다.

따라서 발현 수준에 따라 대우주의 에너지 - 신체 상호 작용의 중력 에너지 - 기계적, 분자 상호 작용의 에너지 - 열을 구별하는 것이 가능합니다. 원자 상호 작용의 에너지 - 방사선의 화학 에너지 - 전자기, 원자 핵에 포함된 에너지 - 핵.

현대 과학은 아직 기록되지 않은 다른 유형의 에너지의 존재를 배제하지 않지만 세계에 대한 단일 자연 과학 그림과 에너지 개념을 위반하지 않습니다.

대체로 에너지의 개념, 에너지에 대한 아이디어는 인공적이며 우리 주변 세계에 대한 우리의 반성의 결과를 위해 특별히 만들어졌습니다. 우리가 존재한다고 말할 수 있는 물질과 달리 에너지는 인간의 생각의 산물인 '발명'으로 주변 세계의 다양한 변화를 묘사함과 동시에 불변성을 이야기할 수 있도록 만들어졌습니다. 에너지에 대한 우리의 이해가 해마다 바뀌더라도 에너지라고 불리는 것을 보존하는 것입니다.

에너지 측정 단위는 1J(줄)이며, 기계적 에너지를 측정하려면 1kgm = 9.8J, 전기 에너지 - 1kW/h = 3.6MJ, 1J = 1W/S의 값을 사용합니다.

자연 과학 문헌에서 열, 화학 및 원자력 에너지는 때때로 내부 에너지의 개념과 결합됩니다. 물질 안에 봉인되어 있다.

1차 에너지는 목재, 석탄, 석유, 천연 가스, 우라늄, 풍력, 태양열, 수력과 같은 유형의 천연(원) 자원에 포함되어 있으며 전기, 열, 기계, 화학으로 변환될 수 있는 에너지입니다.

2차 에너지는 전기 및 가솔린과 같이 1차 에너지를 변환할 수 있는 보다 유용한 형태입니다. 2차 에너지는 특수 설비에서 1차 에너지를 변환한 후 얻습니다.

기본 에너지가 부족하지 않습니다. 태양은 매일 우리에게 에너지를 줍니다. 우리는 그 표현을 다양한 형태로 봅니다. 예를 들어, 태양 광선을 통과하는 나무와 식물은 이 에너지를 식물 바이오매스로 변환합니다. 엄청난 양의 태양 에너지가 지각의 물질(토탄, 기름, 석탄)에 축적되었습니다.

인류가 의지할 수 있는 1차 에너지의 총 매장량은 재생 가능 및 재생 불가능의 두 가지 큰 그룹으로 나눌 수 있는 자원으로 추정됩니다.

재생 가능 에너지는 태양, 바람, 파도, 바이오매스(목재 또는 식물), 지열 및 수력의 에너지입니다.

재생 에너지:

· 지구 표면에 떨어지는 태양 에너지;

· 지구물리학적 에너지(바람, 강, 조수 및 밀물);

· 바이오매스 에너지(목재, 농작물 폐기물, 동물성 폐기물).

재생 불가능 에너지는 화석 연료에 포함된 에너지입니다. 석탄, 석유, 천연 가스는 오늘날 에너지의 80% 이상을 차지합니다. 플러스 우라늄(토륨 등).

화석 연료 매장량의 사용은 개발, 이러한 자원의 운송, 노동 보호 및 환경에 대한 높은 비용과 관련될 수 있습니다.

전통적인 에너지크게 전력공학과 화력공학으로 나뉜다.

가장 편리한 형태의 에너지는 문명의 기초라고 할 수 있는 전기이다. 1차 에너지를 전기 에너지로 변환하는 것은 발전소(화력 발전소, 수력 발전소, 원자력 발전소)에서 수행됩니다.

전통적인 전력 공학의 특징은 장기간의 우수한 개발이며 다양한 작동 조건에서 오랜 기간 동안 테스트되었습니다. 세계에서 전기의 주요 부분은 전통적인 발전소에서 정확하게 얻어지며 단위 전기 용량은 종종 1000MW를 초과합니다. 전통적인 에너지는 여러 영역으로 나뉩니다.

· 화력 공학;

· 수력 공학;

· 원자력 에너지.

이 에너지는 2차 에너지 생산을 위해 석유, 가스, 우라늄과 같은 재생 불가능한 자원을 사용하기 때문에 전통적입니다. 수력 발전은 물 흐름의 에너지를 사용합니다. 전통적인 에너지 만 사용하면 지구의 장의 고갈뿐만 아니라 지구의 생태 상황이 크게 악화됩니다. 주요 문제는 석탄, 석유 및 천연 가스의 연소로 인해 대기 중으로 이산화탄소가 많이 배출된다는 것입니다. 삼림 벌채, 늪의 배수 등만 행성 생태계의 악화에 영향을 미칩니다.

전력 산업은 소비자에게 전기를 필요로 하고 공급합니다. 여기에는 발전소, 변전소, 전력선 및 전기 에너지 소비 센터가 포함됩니다.

화력산업은 열에너지(증기, 온수)를 생산하여 소비자에게 공급합니다. 여기에는 열 스테이션, 열 그리드(온수 및 증기 파이프라인), 열 에너지 소비 센터가 포함됩니다.

가장 편리한 유형의 에너지는 문명의 기초로 정당하게 간주되는 전기입니다.

다른 유형의 에너지에 비해 전기 에너지의 장점, 즉:

· 전기 에너지는 다른 유형의 에너지(기계, 열, 빛, 화학 등)로 쉽게 변환될 수 있으며 그 반대의 경우도 마찬가지입니다. 다른 유형의 에너지는 전기 에너지로 쉽게 변환됩니다.

· 전기 에너지는 거의 모든 거리에 걸쳐 전송될 수 있습니다. 이를 통해 천연 에너지 자원을 이용할 수 있는 곳에 발전소를 건설할 수 있고, 산업 원자재의 공급원이 있지만 지역 에너지 기반이 없는 곳으로 전기 에너지를 전달할 수 있습니다.

· 전기 에너지를 전기 회로의 모든 부분으로 분할하는 것이 편리합니다(전기 수신기의 전력은 와트의 분수에서 천 킬로와트까지일 수 있음).

· 전기를 수신, 전송 및 소비하는 프로세스는 쉽게 자동화할 수 있습니다.

· 전기 에너지를 사용하는 공정을 쉽게 조작할 수 있습니다(버튼, 스위치 등을 누름).

특히 주목할만한 것은 전기 제어 및 관리 방법의 정확성과 감도로 인해 생산 공정 자동화에서 전기 에너지를 사용하는 상당한 편의성입니다. 전기 에너지를 사용하면 인간 활동의 모든 영역에서 노동 생산성을 높이고 산업, 운송, 농업 및 일상 생활의 거의 모든 기술 프로세스를 자동화할 수 있을 뿐만 아니라 산업 및 주거 지역에서 편안함을 조성할 수 있습니다. 또한 전기 에너지는 제품 가열, 전기 화학을 사용한 금속 용융, 재료 및 가스 세척 등의 기술 설비에 널리 사용됩니다.

현재 전기 에너지는 사실상 인공 조명을 위한 유일한 형태의 에너지입니다. 현대 사회의 정상적인 생활은 전기 없이는 불가능하다고 할 수 있습니다.

전기 에너지의 유일한 단점은 많은 양을 저장하고 이러한 매장량을 오랫동안 유지할 수 없다는 것입니다. 배터리, 갈바니 전지 및 커패시터의 전기 에너지 매장량은 상대적으로 저전력 장치의 작동에만 충분하며 저장 기간은 제한적입니다. 따라서 전기 에너지는 소비자가 필요할 때 필요한 양만큼 생산되어야 합니다.

에너지 소비자는 산업, 운송, 농업, 주택 및 공동 서비스, 판매 및 서비스입니다. 적용된 1차 에너지 자원의 총 에너지를 100%로 하면 유용한 에너지는 35-40%에 불과하고 나머지는 손실되며 대부분이 열의 형태입니다.

에너지는 자연 현상의 보편적인 기초이며 문화와 모든 인간 활동의 기초입니다. 같은 시간에 아래에 에너지(그리스 어 - 행동, 활동)은 서로를 변형시킬 수 있는 다양한 형태의 물질 운동에 대한 정량적 평가로 이해됩니다.
물리학의 개념에 따르면 에너지는 일을 할 수 있는 신체 또는 신체 시스템의 능력입니다. 에너지의 유형과 형태에는 다양한 분류가 있습니다. 일상 생활에서 사람은 기계, 전기, 전자기, 열, 화학, 원자 (핵 내)와 같은 유형의 에너지를 가장 자주 접합니다. 마지막 세 가지 유형은 에너지의 내부 형태를 나타냅니다. 신체를 구성하는 입자의 상호 작용의 잠재적 에너지 또는 무작위 운동의 운동 에너지 때문입니다.
에너지가 물질 점이나 물체의 운동 상태 변화의 결과라면, 그것을 운동 ; 여기에는 신체 운동의 기계적 에너지, 분자 운동으로 인한 열 에너지가 포함됩니다.
에너지가 주어진 시스템 부분의 상호 배열 또는 다른 물체에 대한 위치 변화의 결과라면, 잠재적 인 ; 여기에는 만유인력의 법칙에 의해 끌리는 질량의 에너지, 균질한 입자의 위치 에너지, 예를 들어 탄성 변형체의 에너지, 화학 에너지가 포함됩니다.
자연과학에서의 에너지는 자연에 따라 다음과 같이 분류된다.
기계적 에너지 - 상호 작용, 개별 신체 또는 입자의 이동 중에 나타납니다.
여기에는 신체의 이동 또는 회전 에너지, 굽힘, 신축, 비틀림, 탄성체(스프링) 압축 시 변형 에너지가 포함됩니다. 이 에너지는 운송 및 기술과 같은 다양한 기계에서 가장 널리 사용됩니다.
열에너지 - 무질서한(무질서한) 운동 에너지 및 물질 분자의 상호 작용.
다양한 유형의 연료 연소에서 가장 자주 얻어지는 열 에너지는 가열에 널리 사용되며 수많은 기술 프로세스(가열, 용융, 건조, 증발, 증류 등)를 수행합니다.
전기 에너지 – 전기 회로를 따라 움직이는 전자의 에너지(전류).
전기 에너지는 전기 모터를 사용하여 기계적 에너지를 얻고 재료 가공을 위한 기계적 공정을 수행하는 데 사용됩니다. 전기 화학 반응을 수행하기 위해; 전기 가열 장치 및 용광로에서 열 에너지 얻기; 재료의 직접 가공용(방전 가공).
화학 에너지 – 물질 사이의 화학 반응 중에 방출되거나 흡수되는 물질의 원자에 "저장된" 에너지입니다.
화학 에너지는 발열 반응(예: 연료 연소) 동안 열의 형태로 방출되거나 갈바니 전지 및 배터리에서 전기 에너지로 변환됩니다. 이러한 에너지원은 효율이 높지만(최대 98%) 낮은 용량이 특징입니다.
자기 에너지 - 에너지 공급량이 많지만 마지 못해 "포기"하는 영구 자석의 에너지. 그러나 전류는 자체 주위에 확장되고 강한 자기장을 생성하므로 대부분 전자기 에너지에 대해 이야기합니다.
전기 및 자기 에너지는 서로 밀접하게 상호 연결되어 있으며, 각각은 서로의 "반대" 측면으로 간주될 수 있습니다.
전자기 에너지 전자기파의 에너지, 즉 움직이는 전기장과 자기장. 여기에는 가시광선, 적외선, 자외선, X선 및 전파가 포함됩니다.
따라서 전자기 에너지는 복사 에너지입니다. 방사선은 전자기파 에너지의 형태로 에너지를 전달합니다. 방사선이 흡수되면 그 에너지는 다른 형태로 변환되며 대부분 열입니다.
원자력 -소위 방사성 물질의 원자 핵에 국한된 에너지. 무거운 핵의 분열(핵 반응) 또는 가벼운 핵의 융합(열핵 반응) 중에 방출됩니다.
이 유형의 에너지(원자 에너지)에 대한 오래된 이름도 있지만 이 이름은 대부분 열 및 기계적 형태로 엄청난 양의 에너지를 방출하는 현상의 본질을 부정확하게 반영합니다.
중력 에너지 - 질량이 큰 물체의 상호작용(중력)으로 인한 에너지는 우주 공간에서 특히 두드러집니다. 지상 조건에서 이것은 예를 들어 지구 표면 위의 특정 높이로 올려진 신체에 의해 "저장된" 에너지인 중력 에너지입니다.
이런 식으로, 발현 수준에 따라 거대 우주의 에너지 - 중력, 신체 상호 작용의 에너지 - 기계적, 분자 상호 작용의 에너지 - 열, 원자 상호 작용의 에너지 - 화학, 방사선 에너지 - 전자기, 에너지 원자의 핵에 포함되어 있습니다 - 핵.
현대 과학은 아직 기록되지 않은 다른 유형의 에너지의 존재를 배제하지 않지만 세계에 대한 단일 자연 과학 그림과 에너지 개념을 위반하지 않습니다.
국제 단위 SI 시스템에서 1줄(J)은 에너지 측정 단위로 사용됩니다. 1J 상당
1뉴턴 미터(Nm). 계산이 열, 생물학적 및 기타 여러 유형의 에너지와 관련된 경우 오프 시스템 단위가 에너지 단위로 사용됩니다 - 칼로리(cal) 또는 킬로칼로리(kcal), 1cal = 4.18 J. 전기 에너지를 측정하려면, Watt · hour(Wh, kWh, MWh), 1Wh = 3.6MJ와 같은 단위를 사용하십시오. 기계적 에너지를 측정하려면 1kg m = 9.8J 값을 사용합니다.
자연에서 직접 추출한 에너지(연료의 에너지, 물, 바람, 지구의 열에너지, 원자력), 전기, 열, 기계, 화학으로 변환될 수 있는 것을 일 순위... 고갈에 따른 에너지 자원의 분류에 따라 1차 에너지도 분류할 수 있습니다. 그림에서. 2.1은 1차 에너지의 분류 체계를 보여줍니다.

쌀. 2.1. 1차 에너지 분류

1차 에너지를 분류할 때 방출하는 전통적인 그리고 틀에 얽매이지 않는 에너지의 종류. 전통적인 유형의 에너지는 수년 동안 인간이 널리 사용해온 에너지입니다. 비전통적인 유형의 에너지에는 비교적 최근에 사용되기 시작한 유형이 포함됩니다.
전통적인 유형의 1차 에너지에는 화석 연료(석탄, 석유 등), 강 수력 발전 및 원자력 연료(우라늄, 토륨 등)가 포함됩니다.
특수 설비 - 스테이션, 1차 에너지 변환 후 사람이 받는 에너지 2차라고 불리는 (전기 에너지, 증기 에너지, 온수 등).
전기 에너지의 이점.전기 에너지는 가장 편리한 형태의 에너지이며 현대 문명의 기초라고 할 수 있습니다. 생산 공정(장비, 컴퓨터 장치)의 기계화 및 자동화, 일상 생활에서 인간 노동을 기계 노동으로 대체하는 기술 수단의 압도적인 대다수는 전기 기반입니다.
소비되는 모든 에너지의 약간 이상은 기술적 요구, 난방, 요리 및 나머지를 위한 열의 형태로 사용되며, 주로 운송 설비 및 전기 에너지에서 기계적 형태로 사용됩니다. 또한 전기 에너지의 비중은 매년 증가하고 있습니다.
(그림 2.2).
전기 에너지 - 보다 다양한 형태의 에너지. 그녀는 일상 생활과 국가 경제의 모든 부문에서 폭넓게 적용되었습니다. 냉장고, 세탁기, 에어컨, 선풍기, 텔레비전, 녹음기, 조명기기 등 가전제품의 이름은 400가지가 넘습니다. 산업은 전력 없이는 상상할 수 없습니다. 농업에서는 동물에게 먹이를 주고 물을 주고, 돌보고, 난방 및 환기, 인큐베이터, 공기 히터, 건조기 등 전기 사용이 지속적으로 확대되고 있습니다.
대전 - 국가 경제의 모든 분야에서 기술 진보의 기초. 그것은 사용에 불편한 에너지 자원을 보편적 인 유형의 에너지로 대체 할 수 있습니다. 전기 에너지는 거리에 관계없이 전송되고 다른 유형의 에너지 (예 : 기계적 또는 열적)로 변환되어 소비자간에 분배됩니다. 전기 - 사용하기에 매우 편리하고 경제적인 형태의 에너지.

쌀. 2.2. 전력 소비 역학

전기 에너지는 생산의 기계화 및 자동화와 사람의 일상 생활에서 없어서는 안될 속성을 가지고 있습니다.
1. 전기 에너지는 보편적이며 다양한 용도로 사용할 수 있습니다. 특히, 열로 바꾸는 것은 매우 쉽습니다. 이것은 예를 들어 전기 광원(백열 전구), 야금에 사용되는 기술 용광로, 다양한 가열 및 가열 장치에서 수행됩니다. 전기 에너지를 기계 에너지로 변환하는 것은 전기 모터의 구동에 사용됩니다.
2. 전기에너지가 소모되면 무한히 분할될 수 있다. 따라서 전기 기계의 전력은 목적에 따라 다릅니다. 많은 기술 분야 및 가정용 제품에 사용되는 마이크로 모터의 와트 부분에서 발전소 발전기의 백만 킬로와트를 초과하는 거대한 값에 이르기까지 다양합니다.
3. 전기 에너지의 생산 및 전송 과정에서 전력을 집중하고 전압을 높이며 전력이 생성된 발전소에서 모든 양의 전기 에너지를 단기간 및 짧은 기간 동안 모든 소비자에게 전달할 수 있습니다. 장거리.

에너지 절약 법칙

에너지 사용과 관련된 문제를 논의할 때 기술에서 자유 에너지(기계, 화학, 전기, 전자기, 핵)로 알려진 질서 운동 에너지와 혼돈 운동 에너지, 즉 혼돈 운동 에너지를 구별하는 것이 필요합니다. 따뜻함.
모든 형태의 자유 에너지는 거의 완전히 사용될 수 있습니다. 동시에 열의 혼돈 에너지는 기계적 에너지로 변환될 때 다시 열의 형태로 손실됩니다. 우리는 분자의 무작위적인 움직임을 완전히 조절할 수 없어 에너지를 자유 에너지로 바꿉니다. 더욱이 현재 가장 많이 사용되는 화학 및 원자력 에너지를 전기 및 기계 에너지로 직접 변환하는 방법은 사실상 없습니다. 물질의 내부 에너지를 열 에너지로 변환한 다음 필연적으로 큰 열 손실을 수반하는 기계적 또는 전기적 에너지로 변환해야 합니다.
따라서 모든 유형의 에너지는 유용한 작업을 수행한 후 더 낮은 온도의 열로 변환되어 실제로 더 이상 사용하기에 적합하지 않습니다.
인류의 일생에 걸친 자연과학의 발전은 어떤 새로운 유형의 에너지가 발견되더라도 곧 하나의 위대한 법칙이 밝혀졌다는 것을 반박할 여지 없이 증명했습니다. 모든 유형의 에너지의 합은 일정하게 유지되어 궁극적으로 다음과 같은 결과를 낳았습니다. 에너지는 무에서 생성되지 않으며 흔적 없이 소멸되지 않으며, 한 유형에서 다른 유형으로만 전달됩니다.
현대 과학 및 실습에서 이 계획은 매우 유용하여 새로운 유형의 에너지의 출현을 예측할 수 있습니다.
현재 알려진 유형의 에너지 목록에 포함되지 않은 에너지의 변화가 감지되면 에너지가 사라지거나 무에서 나타나는 것으로 밝혀지면 새로운 유형의 에너지가 먼저 "발명"된 다음 새로운 유형의 에너지가 발견됩니다. 에너지의 불변성에서 이러한 편차를 고려할 에너지 유형, 즉 에너지 보존 법칙.
에너지 보존 법칙은 뉴턴 역학에서 핵 물리학에 이르기까지 다양한 분야에서 확인되었습니다. 더욱이 에너지 보존 법칙은 실험의 상상이나 일반화에 불과한 것이 아니다. 그렇기 때문에 가장 위대한 이론 물리학자 푸앵카레의 말에 전적으로 동의할 수 있습니다. “에너지에 대한 일반적인 정의를 내릴 수 없기 때문에 에너지 보존 원리는 무엇,일정하게 남아 있습니다. 따라서 세계 미래 실험에 대한 새로운 아이디어가 우리를 이끌어 내더라도 우리는 미리 알고 있습니다. 일정하게 유지되는 무언가가있을 것입니다. 에너지라고 부를 수 있습니다. "
위와 같은 점을 고려할 때 에너지를 '절약'하는 것은 불가능하므로 '에너지 절약'이 아니라 '에너지 효율적 사용'이라고 하는 것이 용어상 맞을 것입니다.
등.................

에너지는 일을 할 수 있는 능력입니다: 움직이고, 물체를 움직이고, 열, 소리 또는 전기를 생성합니다.

에너지란?

에너지는 열과 빛 에너지 형태의 태양 광선, 건강한 에너지 형태의 플레이어, 축적 된 화학 에너지 형태의 석탄 덩어리에도 어디에나 숨겨져 있습니다. 우리는 음식에서 에너지를 얻고 자동차 엔진은 휘발유 또는 가스 연료에서 에너지를 얻습니다. 두 경우 모두 화학 에너지입니다. 열, 빛, 소리, 전기, 핵과 같은 다른 형태의 에너지가 있습니다. 에너지는 보이지 않고 무형이지만 축적될 수 있고 한 형태에서 다른 형태로 이동할 수 있습니다. 절대 사라지지 않습니다.

기계적 움직임

주요 유형의 에너지 중 하나는 운동 에너지인 운동 에너지입니다. 빠른 속도로 움직이는 무거운 물체는 가볍거나 느리게 움직이는 물체보다 더 많은 운동 에너지를 전달합니다. 예를 들어 승용차의 운동 에너지는 같은 속도로 주행하는 트럭의 운동 에너지보다 작습니다.

열에너지

열에너지는 운동에너지 없이 존재할 수 없다. 신체의 온도는 신체를 구성하는 원자의 이동 속도에 따라 달라집니다. 원자가 더 빨리 움직일수록 물체는 더 많이 가열됩니다. 따라서 신체의 열 에너지는 원자의 운동 에너지로 간주됩니다.

에너지 순환

태양은 지구의 주요 에너지원입니다. 그것은 끊임없이 다른 형태의 에너지로 변형되고 있습니다. 천연 에너지원에는 석유, 가스 및 석탄도 포함되며, 실제로 태양 에너지를 충분히 공급할 수 있습니다.

향후 사용을 위한 재고

에너지를 저장할 수 있습니다. 스프링은 압축될 때 에너지를 저장합니다. 방출되면 곧게 펴져 위치 에너지를 운동 에너지로 변환합니다. 바위 위에 놓여 있는 돌도 위치에너지를 가지고 있는데 떨어지면서 운동에너지로 바뀐다.

에너지 변환

에너지 보존 법칙에 따르면 에너지는 사라지지 않고 다른 형태로 변할 뿐입니다. 예를 들어, 자전거를 타는 소년이 브레이크를 밟고 멈추면 그의 운동 에너지는 0으로 떨어집니다. 그러나 그것은 완전히 사라지지 않고 열과 소리와 같은 다른 유형의 에너지로 전달됩니다. 자전거 타이어가 지면과 마찰하면 열이 발생하여 지면과 바퀴가 모두 가열됩니다. 그리고 소리 에너지는 브레이크와 타이어의 삐걱 거리는 소리에서 나타납니다.

일, 에너지 및 힘

에너지 전달은 일입니다. 수행되는 작업의 양은 힘의 크기와 물체의 이동 거리에 따라 다릅니다. 예를 들어, 헤비급은 바벨을 들어올리는 일을 훌륭하게 수행합니다. 작업이 완료되는 속도를 전력이라고 합니다. 역도 선수가 더 빨리 무게를 들어올릴수록 그의 힘은 더 커집니다. 에너지는 줄(J)로, 전력은 와트(W)로 측정됩니다.

에너지 소비

에너지는 사라지지 않지만 일에 사용하지 않으면 낭비됩니다. 대부분의 경우 열 생산에 에너지가 낭비됩니다.

예를 들어, 전구는 전기 에너지의 5분의 1만 빛으로 바꾸고 나머지는 모두 불필요한 열로 변합니다. 자동차 엔진의 낮은 효율은 상당한 양의 연료가 낭비된다는 것을 의미합니다.

페인트볼 게임의 에너지

에너지를 가지고 놀 때 상태가 끊임없이 바뀝니다. 잠재력은 운동으로 바뀝니다. 움직이는 볼은 기계 부분의 마찰로 인해 멈추는 경향이 있습니다. 그 에너지는 마찰력을 극복하는 데 소비되지만 사라지지 않고 열로 변합니다. 선수가 패들을 눌러 공에 추가 에너지를 주면 공의 움직임이 가속화됩니다.

이들은 모두 다른 유형의 에너지입니다. 자연에서 일어나는 모든 과정에는 에너지가 필요합니다. 어떤 과정에서든 한 유형의 에너지가 다른 유형으로 변환됩니다. 식품 - 감자, 빵 등 에너지 저장 시설입니다. 지구에서 사용되는 거의 모든 에너지는 태양에서 옵니다. 1억 개의 강력한 발전소에서 생산할 수 있는 양의 에너지를 지구로 전송합니다.

에너지 유형

에너지는 다양한 형태로 나타납니다. 열, 빛 및 에너지 외에도 화학 에너지, 운동 및 잠재력도 있습니다. 전구는 열과 빛 에너지를 방출합니다. 소리 에너지가 전달됩니다. 파도는 고막을 진동시켜 소리를 듣게 됩니다. 과정에서 화학 에너지가 방출됩니다. 식품, 연료(석탄, 휘발유) 및 배터리는 화학 에너지의 저장 장치입니다. 음식은 체내에서 방출되는 화학 에너지의 저장고입니다.

움직이는 물체에는 운동 에너지가 있습니다. 운동 에너지. 몸이 빨리 움직일수록 운동 에너지가 커집니다. 속도를 잃으면 몸은 운동 에너지를 잃습니다. 움직이는 물체는 정지된 물체를 때릴 때 운동 에너지의 일부를 물체로 전달하여 가져옵니다. 음식에서 받은 에너지의 일부는 동물에 의해 운동 에너지로 변환됩니다.

위치 에너지는 중력장 또는 자기장과 같은 힘장에 위치한 물체에 의해 소유됩니다. 탄력적이거나 탄력적인 신체(신장 능력이 있는)는 장력 또는 탄성의 잠재적 에너지를 갖습니다. 진자는 가장 높은 지점에 있을 때 최대 위치 에너지를 갖습니다. 그것이 펼쳐지면서 스프링은 위치 에너지를 방출하고 시계의 바퀴를 회전시킵니다. 식물은 양분으로부터 에너지를 받고 양분을 생산합니다. 식물은 화학 에너지를 저장합니다.

에너지 변환

에너지 보존 법칙에 따르면 에너지는 무에서 생성되지 않으며 흔적 없이 손실되지 않습니다. 자연에서 발생하는 모든 과정과 함께 한 유형의 에너지는 다른 유형의 에너지로 변환됩니다. 손전등 배터리의 화학 에너지는 전기 에너지로 변환됩니다. 전구에서 전기 에너지는 열과 빛으로 변환됩니다. 우리는 한 유형의 에너지가 다른 유형으로 어떻게 변환되는지 보여주기 위해 이 "에너지 사슬"의 예를 제공했습니다.

석탄은 수년 전에 살았던 식물의 압축된 잔해입니다. 옛날 옛적에 그들은 태양으로부터 에너지를 받았습니다. 석탄은 화학 에너지의 저장고입니다. 석탄을 태우면 화학 에너지가 열로 변환됩니다. 열에너지는 가열되어 증발합니다. 증기는 터빈을 돌립니다. 따라서 운동 에너지 - 운동 에너지를 생성합니다. 발전기는 운동 에너지를 전기 에너지로 변환합니다. 램프, 히터, 테이프 레코더와 같은 다양한 장치는 전기를 소비하고 이를 소리, 빛 및 열로 변환합니다.

많은 에너지 변환 과정의 최종 결과는 빛과 열입니다. 에너지는 사라지지 않지만 우주로 나가서 포착하여 사용하기가 어렵습니다.

태양 에너지

태양의 에너지는 전자기파의 형태로 도달합니다. 이것이 에너지가 우주 공간을 통해 전달될 수 있는 유일한 방법입니다. 태양 전지를 사용하여 전기를 생성하거나 태양열 집열기의 물을 가열하는 데 사용할 수 있습니다. 컬렉터 패널은 태양으로부터 열 에너지를 흡수합니다. 그림은 수집기 패널의 단면도를 보여줍니다. 검은색 패널은 태양으로부터 오는 열 에너지를 흡수하고 파이프의 물은 가열됩니다. 태양에 의해 가열된 집의 지붕은 이렇게 배열됩니다. 태양 에너지는 가정의 필요와 난방에 사용되는 물로 옮겨집니다. 과도한 열은 에너지 저장 장치로 들어갑니다. 에너지는 화학 반응을 통해 저장됩니다.

에너지 자원

우리는 공장이 작동하고 자동차가 움직일 수 있도록 가정 조명과 난방, 요리를 위한 에너지가 필요합니다. 이 에너지는 연료의 연소에 의해 생성됩니다. 에너지를 얻는 다른 방법이 있습니다. 예를 들어, 수력 발전소... 그들 중 거의 절반이 나무, 똥 또는 석탄을 사용하여 집을 요리하고 데웁니다.

목재, 석탄, 석유 및 천연 가스는 재생 불가능한 자원한 번만 사용되기 때문입니다. 태양, 바람, 물은 재생 에너지 자원, 에너지 생산 중에 자체적으로 사라지지 않기 때문입니다. 그의 활동에서 사람은 에너지 생산을 위해 화석 자원(77%, 목재 -11%, 재생 가능 에너지 자원 -5% 및 -3%)을 사용합니다. 우리가 부르는 석탄, 석유 및 천연 가스 화석 연료, 우리가 지구의 창자에서 추출하기 때문에. 그들은 식물과 동물의 잔해로 형성되었습니다. 우리가 사용하는 에너지의 거의 20%가 석탄에서 나옵니다. 연료가 연소되면 이산화탄소 및 기타 가스가 들어갑니다. 이것은 부분적으로 산성비 및 온실 효과와 같은 현상의 원인입니다. 에너지의 약 5%만이 재생 가능한 자원에서 나옵니다. 이것은 태양, 물, 바람의 에너지입니다. 또 다른 재생 가능한 에너지원은 썩어가는 가스입니다. 유기물이 분해되면 가스, 특히 메탄이 방출됩니다. 주로 천연 가스로 구성되어 주택 난방과 물 난방에 사용됩니다. 수천 년 동안 사람들은 풍력 에너지를 사용하여 범선을 움직이고 풍차를 돌렸습니다. 바람은 또한 전기를 생산하고 물을 펌핑할 수 있습니다.

에너지 및 전원 장치

에너지 양을 측정하기 위해 특수 단위인 줄(J)이 사용됩니다. 천 줄은 1킬로줄(kJ)입니다. 일반 사과(약 100g)에는 150kJ의 화학 에너지가 들어 있습니다. 초콜릿 100g에는 2335kJ가 들어 있습니다. 전력은 단위 시간당 사용되는 에너지의 양입니다. 전력은 와트(W)로 측정됩니다. 1와트는 초당 1줄과 같습니다. 특정 메커니즘이 특정 시간에 더 많은 에너지를 생산할수록 그 힘은 더 커집니다. 60와트 전구는 초당 60줄을 사용하고 100와트 전구는 초당 100줄을 사용합니다.

능률

모든 메커니즘은 한 유형의 에너지(예: 전기)를 소비하고 이를 다른 유형의 에너지로 변환합니다. 메커니즘의 효율성(효율)이 클수록 소비된 에너지의 더 많은 부분이 필요한 에너지로 변환됩니다. 거의 모든 차량의 효율성은 낮습니다. 평균적으로 자동차는 휘발유 화학 에너지의 15%만 운동 에너지로 변환합니다. 다른 모든 에너지는 열로 변환됩니다. 형광등은 더 많은 전기를 빛으로 변환하고 더 적은 에너지를 사용하여 열을 발생시키기 때문에 기존의 전구보다 효율이 높습니다.