Energie

Druhy energie:

• Pohybová (kinetická) energie – tělesa v pohybu
• Polohová (potenciální) energie – tělesa nacházející se v silových polích jiných těles
• Mechanická energie – kinetická + potenciální dohromady
• Elektrická energie
• Vnitřní energie – souvisí s částicemi z které je těleso složeno
  • a) polohová a pohybová energie částic – jejíchž změny se projevují při tepelných jevech
  • b) jaderná energie – vazebná energie jader
  • c) chemická energie – vazebná energie molekul
• Energie záření

• Během volného pádu nějakého předmětu se postupně zvětšuje kinetická energie předmětu, zatímco o stejné hodnoty se zmenšuje její potenciální energie v gravitačním poli země – celková mechanická energie se nemění
• Vyhodíme-li do vzduchu míč mění se postupně jeho počáteční kinetická energie v potenciální energii – mechanická energie se nemění

Energie nemůže sama od sebe vznikat a zanikat, ale může přeměňovat z jednoho druhu na druhý

Při mechanických dějích se mění kinetická energie v potenciální energii a naopak, přičemž celková mechanická energie izolované soustavy zůstává stejná   

Izolovaná soustava – bez odporu vzduchu, třecích sil atd.

Při reálných pokusech však zjišťujeme že se energie zmenšuje, protože se mění ve vnitřní energii těles (změna teploty, tvaru)

Zákon zachování mechanické energie je tak jen zvláštním případem obecného zákona o zachování energie   

· Hmotnosti (čím větší hmotnost, tím větší polohová energie

· Rychlosti (na druhé mocnině rychlosti)

Polohová energie tělesa v gravitačním poli Země závisí na:

· Hmotnosti (čím větší hmotnost, tím větší polohová energie

· Výšce (čím větší výška, tím větší polohová energie)

 m je hmotnost, h je relativní výška a g je gravitační konstanta.

Pokud je hmotnost v kg, výška v metrech a g=10 N/kg, pak polohová energie je v Joulech (J)

Polohová energie závisí na místě, ke kterému tuto energii počítáme. Když stojíme v prvním patře, je naše polohová energie vzhledem i podlaze nulová, ale naše polohová energie vzhledem k chodníku už bude velká.

Práce (W)

• Síla (F)
• Dráha (s)
• Práce (W)

W=F*s

síla F  v Newtonech (N)

dráha s v metrech (m)

jednotka práce joule (J)

1 joule= působíme-li na těleso sílu 1 newtonu a posuneme ho o 1 metr

Převody: 

• 1KJ= 1 000J
• 1MJ= 1 000 000J = 10⁶ J
• 1Kg= 10N (při zemském povrchu)

Zvedáme-li těleso pomocí pevné kladky po určité dráze vykonáváme stejně velkou práci jako bychom vykonali při jeho zvednutí do stejné výšky bez použití kladky

Výkon (P)

Výkon (P) spočítáme pokud dělíme práci W časem t

P=W/t

práce W v joulech (J)

čas t v sekundách (s)

jednotka výkonu Watt (W)

stroj má výkon 1 watt, jestliže vykoná práci 1 joule za 1 sekundu

Převody:

1kW= 1000 W= 10³ W

1MW= 1 000 000 W= 10⁶ W

Zdroje rozdělujeme na obnovitelné a neobnovitelné:

• Obnovitelné – zdroje které se průběžně doplňují jsou zdánlivě nevyčerpatelné (vítr, voda, slunce)
• Neobnovitelné – takovéto zdroje se znovu netvoří, nebo bude trvat stovky milionů let, než se vytvoří (ropa, uhlí, uran) – po jejich spotřebování se bude muset přejít na zdroje jiné

• Jaderná energie – štěpení U235 v jaderných elektrárnách
• Energie jádra planety – do jisté míry způsobena tím, že naše planeta od svého vzniku ještě nevychladla a tím, že v jádru jsou obsaženy nejtěžší prvky jako uran, které se rozpadají
• Uhlí- energie vazeb uhlovodíků vzniklých karbonizací (zuhelnatěním) dřeva a těl rostlin

Energie slunce

Energie záření

Slunce – slučuje vodík na těžší prvky, v poslední fázi svého života bude rudým obrem a vybuchne do krásné a obyčejné supernovy typu Ia

• 1/3 slunečního záření odráží od atmosféry a povrchu
• 1/5 se pohltí v atmosféře
• 1/2 je pohlcena povrchem pevniny a moří a mění se v tepelnou energii
• 1/2 je vyzářena zpět do vesmíru

Sluneční energii (energii záření) lze měnit v elektrickou energie pomocí fotovoltaických článků

Energie větru

Pohybová energie

Použití motoru který díky změně magnetického pole indukuje proud a napětí

Energie vody

Pohybová energie      

Vodní turbína – stejný princip jako větrná, pouze je pod vodou

• Průtočné elektrárny – využívají stálého proudu nějaké řeky
• Akumulační vodní elektrárny – využívají vody nahromaděné v přehradním jezeře
• Přečerpávací vodní elektrárny – využívají přebytku energie v době nízké spotřeby (noc) k načerpání vody do výše položené nádrže – odtud se voda v době vysoké spotřeby pouští přes turbínu
• Přílivové elektrárny – využívají pohybovou energii přílivu- vliv gravitace měsíce