Energia a teplo
Bez energie sa nič nemôže pohybovať ani meniť, ba dokonca ani existovať. Skutočne, všetko, čo sa udeje - od mihnutia obrvou až po vznik galaxie – si vyžaduje energiu.
ČO JE ENERGIA ?
Energia je v skutočnosti sila potrebná na to, aby sa niečo udialo. To isté majú na mysli vedci, keď definujú energiu ako „schopnosť konať prácu“. Energia nie je iba teplo získané bezprostredne pri spaľovaní uhlia alebo dreva, či elektrina vyrobená v elektrárni, je to zdroj každej zmeny vo vesmíre. Nech sa deje čokoľvek – rastie tráva, letia rakety alebo vybuchujú hviezdy – môže sa to diať len vďaka energii.
Energia má veľa podôb, od chemickej, uzavretej v cukre, až po mechanickú energiu pohybujúceho sa bicykla. Vždy sa však prejavuje dvoma spôsobmi – ako prenos energie a ako premena energie. Prenos energie znamená, že sa energia jednoducho premiesťuje z jedného miesta na iné, napríklad keď hodíte loptu alebo keď stúpa dym. Premena energie znamená zmenu jednej formy energie na inú. Napríklad v bežcových svaloch sa chemická energia premieňa na pohyb, v elektrárňach generátory premieňajú tepelnú energiu pary na elektrinu.
Skrytá a pohybová energia. Energia sa niekedy delí na dva druhy. Potenciálna energia je skrytá energia, pripravená na použitie. Poznáme potenciálnu energiu ukrytú v skrútenom gumenom pásiku, v stlačenej pružine či v potrave, uhlí, dreve, rope a ďalších palivách. Potenciálna energia je skrytá aj v predmetoch vysoko nad povrchom Zeme, pretože gravitácia ich môže prinútiť, aby spadli.
Kinetická energia je energia niečoho, čo sa pohybuje, termín pochádza z gréckeho slova kine, čo znamená pohyb. Kinetickú energiu má kotúľajúca sa guľa, pohybujúce sa auto či vlna, alebo povedzme padajúci kameň.
PREMENY ENERGIE.
Keď ste vyčerpaní po dlhej prechádzke, môžete povedať, že ste spotrebovali energiu. Vaša energia však nezmizla – kým ste sa prechádzali, premenila sa na teplo a uchovala sa vo vzduchu i v zemskom povrchu, ktoré sa trošičku oteplili. Naozaj, energiu nemožno zničiť, Môže sa len premiestiť alebo premeniť z jednej formy na inú. To hovorí zákon zachovania energie, Znamená to, že celkové množstvo energie je po akejkoľvek premene rovnaké ako pred ňou, Energia sa v skutočnosti nikdy nestráca, len sa mení z jednej podoby na inú.
Tepelná strata. Energia sa nikdy nestráca, môže sa však spotrebovať. Vždy keď sa spotrebúva, v každom okamihu sa časť z nej zmení na teplo. Práve preto je vám po behu horúco a preto sa žiarovka zohrieva. Deje sa to preto, lebo teplo sa jemne rozptyľuje všetkými smermi. Teda hoci sa energia nikdy nestráca, nastáva jej disipácia čiže rozptýlenie ( jej koncentrácia sa znižuje) a je oveľa ťažšie ju znova využiť.
Napríklad keď drevo horí, jeho energia sa rozptýli do vzduchu a ťažko sa znova zužitkuje. Vždy keď sa energia spotrebúva, časť z nej sa stáva nepoužiteľnou, takže je čoraz menej energie schopnej spôsobiť, aby sa čokoľvek udialo (nazýva sa voľná energia). Aby vedci opísali, koľko energie sa nedá využiť, používajú termín entropia.
Čím je voľnej energie menej, tým je entropia väčšia. Maximum dosiahne vtedy, keď neexistuje nijaká voľná energia.
Prenos tepla. Ak je niečo horúce, vždy odovzdá svoje teplo okoliu, zohrieva ho a samo sa ochladzuje. Poznáme tri spôsoby prenosu tepla: vedením, prúdením a žiarením. Vedenie tepla je ako štafetový beh – molekuly narážajú na svojich susedov a odovzdávajú im energiu. Prúdenie tepla (konvekcia) nastáva vtedy, keď teplý vzduch(alebo voda) stúpa nahor, pretože je redší než okolitý studený vzduch. O žiarení hovoríme vtedy, keď z otvoreného ohňa dopadajú na naše telo lúče tepla. Nazývame ich infračervené lúče. Podobne ako svetlo majú elektromagnetický pôvod a môžu sa šíriť prázdnym priestorom.
Teplo a teplota. Teplo je pohyb molekúl. Čím rýchlejšie sa pohybujú, tým je viac tepla. Teplota je miera rýchlosti pohybu molekúl, kým teplo je celková energia všetkých pohybujúcich sa molekúl. Keď sa látka zohrieva, jej teplota sa zvyšuje, pretože molekuly sa pohybujú rýchlejšie. O koľko sa pri dodávaní tepla zvýši teplota, závisí od konkrétnej látky. Napríklad určitým množstvom tepla zvýši teplota plynného argónu zvýši viac než plynného kyslíka. A dôvod? Keďže kyslíkové molekuly majú iný tvar než molekuly argónu, časť prijatého tepla sa nevyužije na zrýchlenie ich pohybu, ale sa premení na otáčavý pohyb týchto molekúl. Keď sa horúca látka spojí so studenou, časť jej častíc sa zrazí s časticami studenej látky a zrýchli ich pohyb, zatiaľ čo niektoré častice studenej sa zasa zrazia s horúcimi, takže ich pohyb spomalia. Takýto prenos energie prebieha dovtedy, kým sa teploty obidvoch látok nevyrovnajú.
