Τι είναι η Ενέργεια;

Τι είναι ενέργεια; Σύμφωνα με τους ειδικούς, ενέργεια είναι η ικανότητα εκτέλεσης εργασίας. Μελέτες έχουν δείξει ότι είναι δυνατή η μεταφορά ενέργειας από το ένα μέσο σε ένα άλλο και η χρήση της για την εκτέλεση εργασιών που επιτρέπουν την ύπαρξη του τρόπου ζωής. Το περπάτημα, το μαγείρεμα, η οδήγηση και άλλες καθημερινές δραστηριότητες απαιτούν μια ποσότητα ενέργειας.

Απαιτείται ενέργεια για όλα τα έμβια όντα και τις διαδικασίες που συμβαίνουν σε όλο το σύμπαν. Ο ήλιος είναι η πιο σημαντική πηγή ενέργειας για τα ζωντανά πράγματα στη Γη. Η ηλιακή ενέργεια είναι διαθέσιμη ενεργά με τη μορφή φωτοσύνθεσης και παθητικά με τη μορφή ενέργειας άνθρακα.

Ορισμός της ενέργειας

Η ενέργεια είναι μια θεμελιώδης φυσική οντότητα που μεταφέρεται μεταξύ τμημάτων ενός συστήματος για να προκαλέσει μια σημαντική αντίδραση μέσα στο σύστημα.

Η ενέργεια μιας ουσίας είναι μια ιδιότητα που προκύπτει από τα άτομα, τα μόρια ή τις συνδυασμένες συνθέσεις της. Δεδομένου ότι μια χημική εξέλιξη σχετίζεται με μια μετάβαση σε ορισμένες δομές που αναφέρονται παραπάνω, μπορεί να υπάρξει διακύμανση στη συνολική υπάρχουσα ενέργεια, η οποία είναι γενικά μικρότερη αλλά αυξάνεται σε σπάνιες περιπτώσεις. Κάποια ποσότητα ενέργειας μπορεί να ανακατανεμηθεί μεταξύ του περιβάλλοντος και των ενδιάμεσων προϊόντων με τη μορφή θερμότητας που παράγεται ή φωτισμού. Τα αποτελέσματα ενός μετασχηματισμού μπορεί επίσης να περιέχουν μεγαλύτερη ποσότητα ενέργειας σε σύγκριση με τα αντιδρώντα, αλλά αυτό δεν συμβαίνει πάντα.

Χαρακτηριστικά της ενέργειας

Τα τρία θεμελιώδη χαρακτηριστικά της ενέργειας είναι:

1. Η δυνατότητα πρόκλησης μετασχηματισμού ή εκτέλεσης εργασιών σε ένα αντικείμενο
2. Η ενέργεια που έχει μια οντότητα όταν εξακολουθεί να κινείται
3. Η ενέργεια που έχει μια οντότητα όταν είναι ακίνητη

Οι διάφορες μορφές ενέργειας είναι:

• Θέρμανση
• Φως
• Κίνηση
• Ηλεκτρισμός
• Βάσει χημικών ουσιών
• Βαρύτητα

Ανάλογα με τον τύπο της ενέργειας που καταναλώνεται, η ενέργεια μπορεί να εκφραστεί σε διαφορετικές μονάδες μέτρησης. Είναι οι εξής:

Διαφορετικές μονάδες μέτρησης ενέργειας

Μονάδα	Εφαρμογή	Επεξήγηση
Βρετανικές Θερμικές Μονάδες	Βιομηχανική	Θέρμανση/Ψύξη
Θερμίδες	Βιομηχανική	Αύξηση της θερμοκρασίας του Νερού
KCAL	Φωτιστικά	Ενέργεια στα τρόφιμα
Joule	Βιομηχανική	Μέτρηση μικρότερων βρετανικών θερμικών μονάδων
Κιλοβάτ	Ηλεκτρισμός	Απαιτείται ενέργεια για ωριαία κατανάλωση
Θερμ	Συσκευές	Φυσικό Αέριο

Νόμος διατήρησης της ενέργειας

Σύμφωνα με το νόμο της διατήρησης της ενέργειας, η ενέργεια δεν μπορεί να δημιουργηθεί ούτε να καταστραφεί. μπορεί να μετατραπεί μόνο από τη μια μορφή ενέργειας στην άλλη. Για παράδειγμα, από τη βενζίνη μέχρι τον κινητήρα εσωτερικής καύσης ενός αυτοκινήτου. Σημαίνει ότι μέχρι να εφαρμοστεί η ενέργεια από αλλού, ένα πλαίσιο θα έχει πάντα την ακριβή ενεργειακή μονάδα. Αυτό είναι ιδιαίτερα αινιγματικό στην περίπτωση των μη συντηρητικών δυνάμεων, στις οποίες η ενέργεια μετατρέπεται από μηχανική σε θερμική ισχύ ενώ η συνολική ενέργεια παραμένει σταθερή. Η ενέργεια μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνο με τη μετατροπή της από μια μορφή σε άλλη.

Επομένως, η ποσότητα ενέργειας σε οποιοδήποτε πλαίσιο υπολογίζεται χρησιμοποιώντας τον τύπο:

KE =0,5 m v ²

Τύποι ενέργειας

Υπάρχουν διάφοροι τύποι ενέργειας. Ωστόσο, η ενέργεια κατηγοριοποιείται ευρέως σε δύο τύπους: 

1. Δυνητική ενέργεια:η ενέργεια που έχει μια οντότητα όταν στέκεται ακίνητη και μπορεί να εκδηλωθεί λόγω της εγγύτητας και της κατάστασής της.
2. Κινητική ενέργεια:η ενέργεια που έχει μια οντότητα όταν κινείται.

Μια σφαίρα γεμάτη σε ένα όπλο έχει αποθηκευμένη ενέργεια, η οποία βρίσκεται εκεί λόγω της θέσης και της σύνθεσής της. Όταν εκτοξεύεται η ίδια σφαίρα από το όπλο, διαθέτει κινητική ενέργεια λόγω της κίνησής του.

Όταν η ενέργεια από μια πηγή εφαρμόζεται σε μια άλλη, υπάρχει μια οριστική μετατροπή της ενέργειας σε άλλη μορφή. Για παράδειγμα, τα ηλιακά πάνελ απορροφούν το ηλιακό φως και το μετατρέπουν σε ηλεκτρική ενέργεια που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για διάφορους σκοπούς. Ένα άλλο παράδειγμα είναι ο τρόπος με τον οποίο εφαρμόζεται το καύσιμο αεριωθουμένων (χημική ενέργεια) σε ένα αεροπλάνο για την παραγωγή μηχανικής ενέργειας για πτήση.

Πηγές ενέργειας

Η ηλιακή ενέργεια, η ενέργεια που λαμβάνουμε από τον ήλιο, είναι η μεγαλύτερη πηγή ενέργειας που βρίσκεται παντού γύρω μας. Η διαδικασία παραγωγής ενέργειας από τον ήλιο είναι γνωστή ως πυρηνική σύντηξη.

Άλλες πρωτογενείς πηγές ενέργειας και οι εφαρμογές τους:

• Άνθρακας –  Βιομηχανίες ηλεκτρικής ενέργειας και μεταποίησης
• Ξύλο – Θερμότητα, Ηλεκτρική και Μεταφορά
• Άνεμος – Ηλεκτρισμός
• Νερό – Ηλεκτρισμός

Δευτερεύουσες πηγές ενέργειας και οι εφαρμογές τους:

• Τροφή – Ανθρώπινη ενέργεια
• Ηλεκτρική ενέργεια – Ισχύς

Εκτός από τις παραπάνω κατηγορίες, οι πηγές ενέργειας διακρίνονται επίσης σε Συμβατικές και Μη Συμβατικές πηγές ενέργειας.

Συμπέρασμα:

Η κατανόηση των διαφόρων μορφών ενέργειας και των εφαρμογών της καθιστά φανερό πόσο ζωτικής σημασίας είναι η ενέργεια για την ύπαρξη των ανθρώπων. Κάθε δραστηριότητα που κάνει ένας άνθρωπος περιλαμβάνει την εφαρμογή ενέργειας με τη μία ή την άλλη μορφή. Μετά την κατανόηση της σημασίας της ενέργειας, γίνονται προσπάθειες για την εξοικονόμηση ενέργειας και την κατανόηση των εννοιών της ενεργειακής απόδοσης. Ένα παράδειγμα των οποίων είναι οι βαθμολογίες με αστέρια σε ενεργειακές συσκευές, οι οποίες υπογραμμίζουν την ενεργειακή απόδοση των συσκευών. Ένα άλλο παράδειγμα είναι η υιοθέτηση ηλεκτρικών οχημάτων.