In der Physik und Chemie gibt es zwei grundlegende Energiearten: Kinetik und Potenzial.
Kinetische Energie ist die Energie im Zusammenhang mit Bewegung. Wir können es in der Natur im Wasser der Flüsse, den Wellen am Strand, dem Wind oder der Erwärmung von Gegenständen sehen.
Die potentielle Energie hängt ihrerseits von der ab Zustand eines Körpers in Bezug auf eine Referenz. Zum Beispiel hat ein Felsen auf einem Berggipfel eine höhere potentielle Energie als derselbe Felsen am Fuße des Berges..
Kinetische und potentielle Energie kann in der Natur auf vielfältige Weise auftreten, wie wir weiter unten sehen werden.
Die Quelle der Sonnenenergie ist Kernfusion von Wasserstoff. In der Sonne verschmelzen vier Wasserstoffkerne (vier Protonen) zu einem Heliumkern, der weniger Masse hat als die vier Wasserstoffkerne.
Die Energie aus dem Kernfusionsprozess wird in Strahlungsenergie umgewandelt. Es bewegt sich als ultraviolette (UV) elektromagnetische Wellen, sichtbares Licht und Infrarotstrahlen durch den Weltraum. Das Leben auf der Erde hängt grundlegend von der Sonnenenergie ab.
Strahlung wie Licht, Röntgenstrahlen und Wärme sind Energieformen, die wir kennen Strahlungsenergie. Sie erscheinen als elektromagnetische Wellen, die durch die gleichzeitige Schwingung von Elektronen in einem elektrischen und magnetischen Feld entstehen. Diese Wellen bewegen sich mit einer Lichtgeschwindigkeit von 300.000 km / s durch den Weltraum.
Das Kernenergie Es ist dasjenige, das im Kern des Atoms gespeichert ist, ein Ergebnis der Kräfte, die die Protonen und Neutronen zusammenhalten.
Bei einer Kernreaktion wird ein Atom unter Freisetzung von Energie in ein anderes umgewandelt, entweder durch radioaktiven Zerfall, Kernspaltung oder Kernfusion..
Bei der Kernspaltung erhält ein schwerer Kern ein Neutron, das ihn instabil macht und Energie und zwei neue Atome freisetzt.
Eine andere Form potentieller Energie ist das, was wir zwischen Atomen bekommen, die zusammenkommen. Dies ist das chemische Energie, das hängt von der Atomstruktur und den Anziehungskräften in den Bindungen eines Moleküls ab. Chemische Energie kann durch freigesetzt werden chemische Reaktion.
Beispielsweise ist Benzin ein Gemisch von Kohlenwasserstoffen, das bei einer Verbrennungsreaktion seine chemische Energie in Wärmeenergie umwandelt, die zum Antrieb von Motoren verwendet wird. Die chemische Energie von Benzin wird durch Verbrennung in den Kolben freigesetzt und erzeugt Bewegung.
Die Bindungsenergie in der Chemie ist die Maß für die Stärke der Bindung zwischen zwei Atomen. Sie wird experimentell berechnet, indem die Wärme gemessen wird, die erforderlich ist, um ein Mol Moleküle in ihre einzelnen Atome zu zerlegen. Je höher die Bindungsenergie ist, desto stärker und enger werden die Atome miteinander verbunden..
Beispielsweise beträgt im HOH-Wassermolekül die Bindungsenergie 460 KiloJoule pro Mol (kJ / Mol), was der Aussage entspricht, dass es sich um die Energie handelt, die erforderlich ist, um die Bindung zwischen Sauerstoff und den beiden Wasserstoffatomen in a zu lösen Mol Wasser.
Elektrische Energie ist das Produkt der Anziehung positiv und negativ geladener Teilchen und der Bewegung elektrischer Ladungen, die sich in der Elektrizität. Es ist eine Form von Potential und kinetischer Energie.
In Atomen können sich negativ geladene Elektronen in bestimmten Materialien, die als Leiter bezeichnet werden, frei bewegen. Die Bewegung oder der Fluss dieser Elektronen ist das, was wir kennen elektrischer Strom.
Elektrizität ist der Motor der modernen Zivilisation, wie wir sie heute kennen. Elektrische Energie steckt in elektrischen und elektronischen Geräten, in unseren Transportmitteln, in unserer Unterhaltung und in vielen anderen menschlichen Aktivitäten..
Die potentielle Energie der Gravitation ist eine der Formen der potentiellen Energie. In diesem Fall verwenden wir als Referenzkörper der Erde mit dem ein Gravitationsfeld verbunden ist. Die Erde übt eine anziehende Kraft auf Objekte in Richtung ihres Zentrums aus. Deshalb sagen wir, dass die Dinge "fallen".
Die Dissoziationsenergie der Bindung oder Bindungsenthalpie wird in der Chemie verwendet, um die Änderung der Gesamtenergie des Systems zu definieren, wenn eine kovalente Bindung durch Homolyse bricht, dh bei der Trennung der Atome werden die Elektronen gleichmäßig aufgeteilt. Zum Beispiel in Ethan (C.zweiH.6) Die Dissoziationsenergie einer der CH-Bindungen beträgt 423 kJ / mol.
Jede Bindung in einem Molekül hat ihre eigene Dissoziationsenergie, sodass ein Molekül mit vier Bindungen mehr Energie zum Aufbrechen benötigt als ein Molekül mit nur einer Bindung..
In der Chemie wird der Begriff "Aktivierungsenergie" verwendet, um die zu bezeichnen Energiemenge, die für das Auftreten einer Reaktion erforderlich ist. Viele chemische Reaktionen in Lebewesen treten nicht spontan auf, daher ist ein "Energieschub" erforderlich, damit sie stattfinden. Die Quelle der Aktivierungsenergie ist normalerweise die Wärmeenergie der Umgebung.
Elastische potentielle Energie ist eine Form von potentieller Energie, da sie sich auf einen Anfangszustand eines Objekts bezieht, der gedehnt, komprimiert oder verdreht werden kann. Wenn ein Gummiband gedehnt wird, steigt seine potentielle Energie, so dass Arbeit geleistet werden kann. Dies ist das Arbeitsprinzip von Pfeilen und Katapulten.
Mechanische Energie kombiniert potentielle Energie und kinetische Energie, das heißt, Bewegung und Position eines Objekts kommen zusammen, um Arbeit zu leisten. Zum Beispiel hat das Karussell auf einer Achterbahn mechanische Energie, die die Summe seiner potentiellen Energie ist, wenn es sich auf dem Gipfel des Berges befindet, und kinetischer Energie, wenn es an Geschwindigkeit gewinnt. Zu jeder Zeit ist die mechanische Energie gleich, das Potential und die kinetischen Energien variieren je nach Höhe und Geschwindigkeit des Wagens.
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Schallenergie ist die Energie bekommen wir in Ton. Es wird als Wellen reflektiert, die durch physikalische Medien wie Wasser, Luft und feste Materialien vibrieren. Es ist eine Form mechanischer Energie, bei der es um die Schwingung der Partikel und die Entfernung geht, die sie zurücklegen.
Schallenergie wird verwendet in:
Eine Möglichkeit, kinetische Energie darzustellen, ist Wärmeenergie oder innere Energie. Es ist kinetische Energie, weil sie aus den Schwingungen oder Bewegungen der Moleküle abgeleitet wird und Atome, aus denen Körper bestehen. Wir können diese Energie mit dem Thermometer messen, da die Temperatur ein Spiegelbild dieser Bewegung ist. Ein Körper mit einer Temperatur von 50 ° C hat bei 0 ° C mehr Wärmeenergie als derselbe Körper..
Das Wärme ist der Fluss von Wärmeenergie zwischen den Körpern. Dieser Prozess kann auf drei Phänomene zurückzuführen sein:
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Geothermie entspricht Die Hitze der Erde, eine Energiequelle, die unter der Oberfläche liegt. Obwohl angenommen wird, dass sich Geothermie in heißen Quellen und Geysiren manifestiert, geht sie noch weiter. Das in der Erde gespeicherte Energiepotential kann durch geothermische Brunnen genutzt werden.
Eine der ältesten Verwendungen von Geothermie war Raumheizung, Erholung und Therapie unter Verwendung von Thermalwasser. Island ist eines der Länder, die am meisten von Geothermie profitieren
Das magnetische Energie Es ist das Energieprodukt der Anziehung und Position von Körpern in einem magnetischen Kraftfeld, das arbeitsfähig ist. Das klassische Beispiel erhalten wir in zwei Magneten, wenn wir sie getrennt halten. Zu diesem Zeitpunkt ist ihre magnetische potentielle Energie größer als wenn sie zusammen sind..
Jeder Magnet hat ein Magnetfeld, das der Wirkungsbereich ist, in dem die Anziehung zu spüren ist, und zwei gegenüberliegende positive und negative Bereiche, die als Magnetpole bezeichnet werden. Der positive Pol zieht den negativen Pol an, während sich die gleichen Pole abstoßen.
Magnetschwebebahnen sind Eisenbahnen, die sich dank magnetischer Energie bewegen. Diese schweben oder schweben in Abständen auf einer magnetisierten Plattform und erzeugen Bewegung. Es ist auch ein Beispiel dafür, wie magnetische Energie in kinetische Energie umgewandelt wird..
Wenn der Luft setzt sich in Bewegung Es ist das, was wir als Wind kennen. Die kinetische Energie des Windes wird seit der Antike genutzt, um eine Vielzahl von Aufgaben zu erledigen, z. B. Segeln, Mahlen von Getreide (Windmühlen) und in jüngerer Zeit zur Stromerzeugung durch Windkraftanlagen.
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Die kinetische Energie der Meeresströmungen nutzt den Anstieg und Abfall des Meerwassers, der durch die Gravitationskräfte von Sonne und Mond in Form von erzeugt wird Meerwasserenergie.
Das Energie aus dem Ozean ist als blaue Energie bekannt und beinhaltet:
Der Ozean ist eine der am häufigsten vorkommenden Energiequellen auf der Erde, aber wahrscheinlich die am wenigsten genutzte. Theoretisch könnten die Ozeane den gesamten Planeten mit Energie versorgen, ohne zuverlässiger und vorhersehbarer als die Sonne und der Wind zu verschmutzen..
Dunkle Energie ist ein Energie durchdringenden Raum, Tatsächlich repräsentiert es ungefähr 70% der Komponenten des Universums. Der Begriff "Dunkle Energie" wurde 1998 vom Kosmologen Michael Turner geprägt, um der von Einstein zu Beginn des 20. Jahrhunderts vorgeschlagenen kosmologischen Konstante einen Namen zu geben..
Ende des 20. Jahrhunderts untersuchten zwei Gruppen von Astronomen die Helligkeit einer bestimmten Art von Supernova, Supernovae Ia. Dies sind weiße Zwergsterne, die mit einer solchen Intensität und Helligkeit explodieren, dass sie wie eine Milliarde Sonnen aussehen..
Beide Gruppen stellten fest, dass die Helligkeit der Supernovae weniger intensiv war als erwartet, dh sie waren weiter voneinander entfernt als die ursprüngliche Schätzung, die nur für ein Universum der Materie erhalten wurde. Diese beschleunigte Expansion des Universums wird durch eine Komponente mit einem stark negativen Druck erklärt, die als Dunkle Energie bezeichnet wird..
1905 stellte Albert Einstein die "Spezielle Relativitätstheorie" vor, aus der er seine berühmte Gleichung ableitete E = mczwei, manchmal das Gesetz der Masse-Energie-Äquivalenz genannt. Diese Formel gibt an, dass die Masse eines Körpers (m) ist ein Maß für den Energiegehalt (UND) und die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum (c) ist eine Konstante von ungefähr 300 Millionen Metern pro Sekunde.
Radioaktive Elemente wandeln einen Teil ihrer Masse in Energie um. Mit dieser Formel können Sie die Energie berechnen, die bei einer Kernreaktion freigesetzt wird. Dies ist die Bindungsenergie, die den Kern des Atoms kompakt hält.
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