Тема З РУКОТВОРНІ СИСТЕМИ
§ 24. ЕНЕРГІЯ. ПЕРЕТВОРЕННЯ ЕНЕРГІЇ
Енергія. Ви, напевне, чули вислів “енергійна людина”. Так називають людей, здатних активно виконувати роботу. Проте не тільки люди здатні виконувати роботу. Вода, що падає з греблі, виконує роботу – обертає турбіни електростанції, вітер обертає лопаті вітряка. Тобто рухомі вода і повітря виконують роботу, отже, вони мають енергію. Здатність тіла виконувати роботу називають енергією. Енергію рухомого тіла називають кінетичною.
Енергію мають не тільки рухомі тіла.
Санки (мал. 92, 2) або камінь, розташовані на горі, також мають енергію. Вони здатні рухатися самі чи рухати інші тіла, тобто виконувати роботу. Енергію, яка залежить від взаємного розташування тіл, називають потенціальною. Кінетичну і потенціальну енергію називають механічною.
Чи бачили ви, як закипає вода в каструлі, закритій кришкою? З-під кришки виривається пара, кришка починає рухатися. За рахунок якої енергії виконується
Мал. 92. 1 – рух бруска під дією пружини; 2 – тіло (санки), розташоване на горі, здатне виконувати роботу
Мал. 93. Приклади використання енергії людиною
Внутрішня енергія тіла залежить від його температури і взаємодії між частинками, з яких воно складається. Якщо змінюються температура тіла і взаємодія його частинок, то змінюється і внутрішня енергія тіла. Чим вища температура тіла, тим більша його внутрішня енергія, бо температура тіла зумовлена кінетичною енергією його частинок.
Завдяки зміні внутрішньої енергії пального виконується робота у двигунах автомобілів, літаків. їжа, яку ви споживаєте, також має внутрішню енергію. Завдяки їй ви живете і працюєте.
Перетворення енергії відбувається навколо вас щомиті. Наприклад, у вашій оселі увімкнений телевізор, працює комп’ютер. Подивіться на ваш електролічильник, зверніть увагу на швидкість обертання його диска. Вимкніть телевізор і комп’ютер. Чи змінилася швидкість руху диска?
Обертається диск? Робота будь-якого електричного пристрою у вашій оселі оплачується коштом ваших батьків, бо дія приладів відбувається за рахунок електроенергії, яка надходить від електростанцій, що виробляють електричний струм (атомних, теплових тощо).
У будь-яких процесах і явищах природи енергія не зникає і не виникає з нічого, вона лише перетворюється з одного виду на інший. У цьому полягає зміст одного з основних, загальних законів природи – закону перетворення і збереження енергії. Розгляньте мал. 93 і подумайте, про які перетворення енергії він допоможе розповісти.
Погляньте у вікно. Навіть за тихої погоди шелестить листя, хитаються гілки дерев, по небу пливуть хмари. Вітер переміщує ці тіла, тобто виконує роботу. Де вітер бере енергію? Сонце нерівномірно нагріває земну поверхню і атмосферу, над нагрітими ділянками повітря розширюється, має меншу густину. Холодне повітря переміщується у бік більш прогрітої ділянки земної поверхні – так утворюється вітер. Отже, енергія вітру – це перетворена енергія сонячного випромінювання.
У кам’яному вугіллі, нафті, торфі, інших горючих корисних копалинах “законсервована” енергія сонячного випромінювання, що надійшла на Землю багато років тому і була поглинута рослинами, з яких із часом утворилися ці корисні копалини.
Рослини створюють їжу для всього живого на Землі, поглинаючи енергію сонячного випромінювання. Щоб жити, людина використовує внутрішню енергію поживних речовин рослинного чи тваринного походження. У цих речовинах “законсервована” сонячна енергія. Завдяки сонячній енергії відбуваються кругообіг води, переміщення повітряних мас в атмосфері. Що б ми не робили – розв’язували задачі, рухалися чи відпочивали, – ми використовуємо перетворену енергію сонячного випромінювання.
У довкіллі відбувається перетворення механічної, внутрішньої, електричної, атомної енергії, сонячного випромінювання тощо.
Енергія може перетворюватися із одного виду на інший, але при цьому вона не виникає з нічого і не зникає безслідно.
1. Які види енергії ти знаєш? 2. Наведи приклади тіл, що мають механічну енергію. 3. Наведи приклади прояву внутрішньої енергії.
4. Які перетворення електроенергії відбуваються у вашій оселі?
5. Назви джерела електроенергії.
? 1. У яких явищах природи відбувається перетворення енергії сонячного випромінювання? 2. Які джерела енергії використовує людина для отримання електроенергії?
1. Доведіть, що Сонце – джерело енергії на Землі. 2. Як можна довести, що їжа, яку ви споживаєте, має внутрішню енергію?
Для допитливих
Про спрямованість процесів при перетворенні енергії
Розгляньте мал. 93-96. Про які перетворення енергії можна розповісти, використавши їх? На гідроелектростанції вода з греблі падає на турбіни, приводячи їх у рух. За допомогою турбін механічна енергія води перетворюється на енергію електричного струму. Її можна одержати також за рахунок інших видів енергії: атомної енергії, внутрішньої енергії палива, механічної енергії вітру, сонячної енергії.
Електрична енергія за допомогою різних пристроїв (споживачів електричного струму) перетворюється на інші види енергії. Праска, електроплита перетворюють її на внутрішню енергію, електролампа – на світлову, вентилятор – на механічну (мал. 95).
Мал. 94. Екологічно чисті джерела електроенергії: 1 – сонячні батареї; 2 – вітроелектростанція
Мал. 95. Використання електричної енергії у побуті
Електролампа освітлює кімнату, але лише невелика частина електроенергії, яку вона споживає, перетворюється на світлову. Більша її частина перетворюється на внутрішню енергію, нагріваючи повітря в кімнаті. Від нагрітих електропраски, телевізора, електроплити енергія передається довкіллю. Тому температура повітря й тіл довкола підвищується. Отже, значна частина електроенергії при перетворенні розсіюється в довкіллі.
Рухаючись, тіла нагріваються внаслідок тертя їхніх поверхонь. Під час руху тіл завжди діє сила тертя. Унаслідок її дії механічна енергія, енергія рухомих тіл перетворюється на внутрішню енергію довкілля, розсіюється в ньому.
Будь-яке перетворення енергії в довкіллі супроводжується нагріванням навколишнього середовища. Енергія при цьому не зникає. Вона перетворюється на внутрішню енергію довкілля, яку неможливо використати на виконання роботи, корисної для людини. Ця енергія розсіюється і знецінюється.
(2 votes, average: 4,50 out of 5)