Доступ та матеріали Сила та імпульс
Шляхи до ЕНЕРГЕТИКИ
"Класична" послідовність: Кінематика -> Сила -> Робота -> Енергія.
ОГЛЯД: Розгорнути доступ до складних термінів. Безпосередність розуміння похована, сила концепції зменшена. Визначення типу: "Енергія - це здатність виконувати роботу"Енергія веде свій початок від більш складного терміну робота і, як правило, означає механічну роботу, скалярний продукт двох векторів. Один проходить довгий шлях до терміна, який легше розвивати безпосередньо з повсякденного терміну.
Те, що в повсякденному житті називають силою, зазвичай ближче до фізичної енергії. Речення типу "Сьогодні у мене багато енергії " можна продовжити. Здається, доцільно розробляти цей термін безпосередньо з повсякденних ідей і використовувати в якості підходів такі відомі аспекти, як харчові цінності або одиниця вати.
Енергія є скалярною і може бути описана як кількісний розмір осмислити. (Див .: Курс фізики Карлсруе)
Інформаційний лист (kpk.pdf, 115 кБ)
М. Аполін (Механіка головоломка, hpt-Verlag) починає обсяг механіки безпосередньо з міркувань про енергію, не припускаючи інших термінів.
Можлива послідовність
1. Що таке енергія?
У будь-якому випадку, це один з найважливіших і далекосяжних термінів у фізиці, який також набув великого значення в повсякденному житті - думайте про енергію як про економічний фактор.
2. Форми та носії енергії
Енергія буває в різних «формах». Це необхідно, коли щось приводиться в рух, прогрівається, піднімається. має бути. Замість: "Енергія - це здатність виконувати роботу" можна поставити запитання: Як можна виробляти тепло?
Формами енергії у повсякденному формулюванні є, наприклад: механічна енергія (рух, положення), електрична енергія, хімічна енергія та тепло.
Різні форми насправді визначаються Перевізник або. Розміри носіїв (наприклад: імпульс, ентропія, електричний заряд). Їх можна перетворити один на одного, завдяки чому зберігається загальна сума.
3. Діаграми потоків енергії
Енергозбереження показана (довгостроковою) однаково великою кількістю вхідної та вихідної енергії. Це може бути використано для більш реального пояснення закону збереження енергії у відкритій системі. Також можуть утворюватися цілі ланцюги перетворення енергії - наприклад, від теплових електростанцій до лампочок.
Ми працюємо з інструментом, який також використовується в економіка використовується. Діаграми економічних потоків енергії виглядають подібними, але замість фізичних носіїв енергії там описуються економічні. Це призводить до економічних форм енергії ПЕРВИННА ЕНЕРГЕТИКА, ЗАКІНЧЕННЯ ЕНЕРГЕТИКИ і ПЕРЕВАГА ЕНЕРГЕТИКИ.
Енергія тече в Австрії та в машині: Схема потоку енергії.pdf, 70 кБ
4. Значення енергії
Форми енергії мають різні "значення", перетворення не є довільними або без втрат.
З фізичної точки зору це значення пов'язане з порядок, Спрямованість енергії. У автомобілі, що рухається, (майже) всі атоми рухаються з однаковою швидкістю в одному напрямку. При гальмуванні ця енергія перетворюється в тепло, тобто в невпорядковану кінетичну енергію молекул повітря або компонентів автомобіля. Високо впорядковані "цінні" форми енергії теоретично повністю перетворюються в інші форми. Найвище значення представлено електричною та механічною енергією, найнижче - тепловою (або внутрішньою енергією).
Як перше наближення, фізична величина також відповідає економічній вартості: Найдорожчі форми енергії - це ті, які можна використовувати найбільш гнучко - наприклад, електрична енергія.
споживання енергії стає девальвацією енергії тут, покоління або забезпечення модернізації.
5. Робота та продуктивність
Такі діаграми також розрізняють енергію та робота або визначення потужність можливо. У фізиці розрізняють енергію як розмір системи (скільки в системі, скільки зберігається) та приплив або відтік енергії - це зазвичай називають роботою.
Механічна робота завжди пов’язаний із впливом сил на шляху; він залишається окремо від (теплових) втрат (наприклад, закон важеля). Електромонтажні роботи виникає в електричних ланцюгах, коли струми знаходяться під напругою. Відповідна величина в термодинаміці називається Теплота.
Сила цих енергетичних потоків (тобто енергія за час) називається потужність. Якщо призначити потужність перетворювачу енергії, це описує швидкість перетворення енергії. Взагалі, перетворювачам енергії дається номінальна потужність - перетворення енергії за час, чого вони в ідеалі можуть досягти. Наприклад: лампочка: 100 Вт, автомобіль, наприклад, 50 кВт. В Люди Постійну потужність (базове перетворення) можна вказати приблизно на 80 Вт, але можливі пікові потужності в межах кВт.
6. Як ви вимірюєте енергію?
Про виступ Перший варіант доступний нам - він відомий багатьом перетворювачам (як номінальна потужність). Це залишає вас з E = P.t обчислимо енергію, перетворену за час t, з ват і секунд отримуємо джоулі (або з кіловат і годин кВт-год). Прикладами можуть служити електричні "споживачі" в домашньому господарстві, автомобілі, електростанції .
Найвідоміший - одиниця Джоулі від Харчова цінність - (теоретичний) енергетичний вміст їжі. Це насправді вказує на хімічну енергію або роботу і розраховується на основі перетворення джерел енергії вуглеводів, білків та жирів з киснем. Це може бути використано для оцінки людського енергообігу та продуктивності. Вказані "калорії" або "джоулі" завжди складають ккал і кДж. Робочий аркуш дозволяє порівняти харчові цінності з перетвореннями продуктивності naehrwert_umsatz.pdf (125 кБ)
Крім того, енергію можна використовувати через робота (тобто потоки енергії) обчислюють, кожен з яких має свої формули.
Піднімаючи в гравітаційному полі, ми отримуємо його з ваги * висоти. Тож можна механічне перетворення енергії і оцінити результати діяльності людей - наприклад, коли піднімаються сходами, ходять і бігають. (Тестування протоколу ходьби: go_run.pdf, 150 кБ). Слід зазначити, що механічні показники становлять близько 20% -25% від загального обороту. Одиниця джоуля походить від механіки: 1 Дж = 1 Нм - наприклад, підніміть плитку шоколаду на один метр.
Це також легко підрахувати Теплота. Його використовували для визначення першої енергетичної одиниці, кілокалорій ккал: енергії, необхідної для нагрівання 1 кг води на 1 ° C. 1 ккал = 4,2 кДж.
Більша одиниця енергії кВт-год відома з Комунальні рахунки - Перетворена електрична енергія вимірюється в кВт-год. Вимірюється з добутку струму, напруги та часу.