Ενέργεια

Το πιο διαδεδομένο αλλά και από το πλέον απρόσιτο στις αισθήσεις μας μέγεθος είναι η ενέργεια.

Είναι το φυσικό μέγεθος που συνοδεύει απαραίτητα κάθε μεταβολή στο φυσικό μας κόσμο, από την πιο απλή, όπως το ρίξιμο μιας πέτρας, μέχρι τις πιο πολύπλοκες όπως τα διάφορα βιολογικά φαινόμενα. Εν τούτοις είναι ένα μέγεθος «άγνωστο» στις αισθήσεις μας σε σχέση με άλλα, με την έννοια ότι δεν το βλέπουμε, δεν μπορούμε να το πιάσουμε, να το ακούσουμε ή να το γευτούμε. Η ενέργεια όμως παραμονεύει παντού...

Η ενέργεια είναι ένα φυσικό μέγεθος που το αντιλαμβανόμαστε κυρίως από τα αποτελέσματά της, που είναι γνωστά σαν έργο.

Είναι πολύ καλά κρυμμένη στα διάφορα σώματα και φανερώνεται μόνο όταν τα σώματα αυτά μετέχουν σε διάφορα φυσικά ή χημικά φαινόμενα.

Κανένας δεν αντιλαμβάνεται π.χ. την δυναμική ενέργεια που περικλείει μια γλάστρα στο περβάζι ενός μπαλκονιού. Όταν όμως κάποιο αδέξιο χέρι την αναγκάσει να αλλάξει θέση και να προσγειωθεί στο κεφάλι κάποιου περαστικού, τότε η ενέργεια της γλάστρας γίνεται σίγουρα αντιληπτή από το αποτέλεσμά της.

Αν και είναι δύσκολος ο ορισμός της μπορούμε να πούμε ότι:

ενέργεια είναι το φυσικό μέγεθος που προκαλεί τις διάφορες μεταβολές στον υλικό κόσμο

ή αλλιώς, στη Μηχανική ...

«ενέργεια είναι η ικανότητα ορισμένων σωμάτων να παράγουν έργο»

Τέτοιο έργο παράγει λ.χ. ο άνεμος, ο οποίος με το φύσημά του κινεί έναν ανεμόμυλο, το νερό που κινεί έναν νερόμυλο κ.λπ. Όμοια μια ρακέτα τους τένις έχει ενέργεια, γιατί δύναται να προωθήσει τη σφαίρα. Ενέργεια υπάρχει αποθηκευμένη στο ξύλο, τον άνθρακα, το πετρέλαιο και τα άτομα. Περιέχεται ακόμη στις τροφές και τους μύες.

Η ενέργεια είναι σημαντική, γιατί χωρίς αυτή η γη θα ήταν ακίνητη και ο κόσμος νεκρός, ένας κόσμος χωρίς φως, θερμότητα και ήχους.

Μονάδες μέτρησης ενέργειας

Η ενέργεια έχει τις ίδιες μονάδες με το έργο και κατά συνέπεια:

Μονάδα μέτρησης της ενέργειας σε όλες τις μορφές της, έχει οριστεί το Joule (J) και τα πολλαπλάσιά του

(kJ=10³ J – MJ=10⁶ J).

Μορφές ενέργειας

Η ενέργεια εμφανίζεται με διάφορες μορφές και διακρίνεται σε μηχανική (δυναμική και κινητική), θερμική, ηλεκτρική, χημική, μαγνητική, ατομική κ.λπ.

Όλες αυτές οι μορφές ενέργειας δύνανται να μετατραπούν η μια σε άλλη. Η αποθηκευμένη ενέργεια στον άνθρακα μπορεί να μετατραπεί σε θερμική ενέργεια και να χρησιμοποιηθεί ως ατμός σε ατμομηχανές που μπορούν να κινήσουν συρμούς και να θέσουν σε λειτουργία εργοστάσια. Η μηχανική ενέργεια είναι δυνατό να μετατραπεί σε ηλεκτρική με τη βοήθεια γεννητριών, ή η θερμική σε ηχητική στις σειρήνες των τραίνων ή των ατμόπλοιων. Η ηλεκτρική ενέργεια μπορεί να μετατραπεί σε φωτεινή κ.λπ.

Συνεπώς η συνολική ενέργεια στο σύμπαν παραμένει σταθερή και σύμφωνα με την αρχή διατήρησης της ενέργειας, ορίζεται ότι:

η ενέργεια δεν εξαφανίζεται ούτε παράγεται από το μηδέν αλλά μετατρέπεται από μια μορφή σε άλλη.

Η μετατροπή της ενέργειας συντελείται με τις μηχανές, όπως η ατμομηχανή ή ο κινητήρας.

Υπάρχουν έξι βασικοί τύποι μηχανών, με συνδυασμό των οποίων επιτυγχάνονται οι πλέον πολύπλοκες μηχανές, όπως το αυτοκίνητο ή το υδραυλικό πιεστήριο. Οι τύποι αυτοί είναι:

- ο μοχλός,
- η σφήνα,
- η τροχαλία,
- ο τροχός και ο άξονας,
- ο κοχλίας και
- το κεκλιμένο επίπεδο.

Ονομάζονται δε απλές μηχανές γιατί όσο πολύπλοκη και αν είναι μια μηχανή αποτελείται από μια ή περισσότερες «απλές μηχανές».

Οι μηχανές που αποτελούνται από δύο ή περισσότερες απλές μηχανές καλούνται σύνθετες ή πολύπλοκες μηχανές.

Μηχανική Ενέργεια

Μηχανική ενέργεια (Ε) ονομάζεται το άθροισμα της δυναμικής ενέργειας (U) και της κινητικής ενέργειας (K)

δηλαδή:

Ε = U + K

Προσομοίωση στις μετατροπές διάφορων μορφών ενέργειας

Google Sites

Report abuse