Vad är energi och energiprincipen

Energiprincipen (eller lagen ifall energins bevarande) existerar termodynamikens inledande huvudsats samt innebär för att energi ej kunna skapas alternativt skada, utan endast omvandlas ifrån enstaka struktur mot enstaka ytterligare. en modell existerar en objekt likt faller ifrån ett höjd; mot ett start besitter detta ett viss lägesenergi, medan detta faller omvandlas lägesenergin mot kinetisk energi samt då föremålet träffar marken omvandlas rörelseenergin mot framförallt värmeenergi (temperaturen ökar) genom yttre samt inre friktion.

Föremålet (och även nedslagsplatsen) deformeras samt denna deformation existerar vad vilket återstår från processen sedan värmen avklingat, enstaka möjlig tillämpning från "teknik" (avsiktlig inom stället på grund av ej avsiktlig deformation) detta önskar yttra transaktion från energi.

Energi och energiprincipen förklaras närmare

Huvuddragen inom energiprincipen

[redigera | redigera wikitext]

Energipincipen existerar ett empiriskt grundad fysikalisk team likt postulerar för att energi varken är kapabel skapas alternativt förstöra, den förmå bara omvandlas ifrån enstaka struktur mot enstaka ytterligare. till en slutet struktur innebär detta för att den totala energin existerar oförändrad tillsammans tiden, medan detta inom en öppet struktur innebär för att summan från till- samt bortförd energi existerar precist lika massiv vilket förändringen inom systemets inre energi.

Energiprincipen förmå ej bevisas utan baseras vid oräkneliga experiment samt insamling likt varenda pekar vid för att den totala energin förblir konstant. enstaka maskin vilket hypotetiskt bryter mot denna naturlag brukar kallas perpetuum mobile från inledande slaget.

Energiprincipen formuleras såväl på papper eller digitalt såsom matematiskt inom en flertal naturvetenskapliga discipliner.

Termodynamikens inledande huvudsats existerar en formulering på grund av energiprincipen liksom postulerar för att kvantiteten tillfört värme existerar lika massiv liksom kvantiteten utfört jobb inom termodynamisk tvåhjulig.

Inom mekaniken säger Noethers sats för att energiprincipen motsvarar naturlagarnas tidsinvarians.

Termodynamikens nollte huvudsats, vilken utgör grunden för temperaturmätning

Historik

[redigera | redigera wikitext]

Den grekiske filosofen Thales ifrån Miletos (635 f.Kr.–543 f.Kr.) är kapabel nog anses existera ett från dem inledande likt föreställde sig för att naturen besitter någon struktur från bevarande. denne plats den förste kände vilket försökte förklara naturens diversitet tillsammans med någonting inuti naturen samt ej utanför.

dock energiprincipen formulerades ursprunglig från den tyske läkarenJulius Robert von Mayer (1814-1878) inom artikeln "Bemerkungen über die Kräfte der unbelebten Natur" inom tidskriften Annalen der Chemie und Pharmacie, 43, 233 (1842). Upptäckten gjordes då denne fanns vid ett sjöresa, då denne fann för att vissa patienter ägde rödare blod, eftersom dem konsumerade mindre syre, på grund av för att hålla högre kroppstemperatur inom varmare klimat.

denne insåg för att värme samt jobb existerar båda varianter från energi, samt kunde senare beräkna kvantitiva förhållanden då denne ägde börjat sätta sig in inom fysiken. Året därefter, 1843, presenterade James Prescott Joule sina experiment var denne kommit fram mot identisk slutsatser.

Energiprincipen (eller lagen om energins bevarande) är termodynamikens första huvudsats och innebär att energi inte kan skapas eller förstöras, utan endast omvandlas från en form till en annan

Klassisk mekanik

[redigera | redigera wikitext]

I klassisk mekanik existerar kinetisk energiE_kin = ½mv², var m existerar enstaka kropps massa samt v dess hastighet. nära enstaka elastisk stöt mellan numeriskt värde alternativt fler kroppar existerar summan från varenda kinetiska energier bevarad.

inom kraftfält finns detta även potentiell energi. Nära jordytan kunna denna lägesenergi beskrivas tillsammans E_pot = mgh, var g existerar tyngdaccelerationen samt h höjden ovan enstaka referensyta. nära fritt fall existerar summan från kinetisk energi samt lägesenergi konstant. enstaka mekanisk pendel oscillerar mellan tillåtelse tillsammans upphöjd potentiell energi samt en status tillsammans upphöjd kinetisk energi.

ett ytterligare form eller gestalt från potentiell energi existerar elastisk energi, liksom inom ett fjäder.

Förstå sambandet mellan energi och dess omvandlingar med hjälp av energiprincipen

ett kraft F utför mekaniskt jobb vid enstaka lekamen, betecknat vilket ett energi W = F·s, var s existerar sträckan såsom kroppen förflyttades. Friktion utför för att mekanisk energi ej existerar bevarad, utan förändras inom termisk energi.

En formel på grund av energiprincipen kunna enkelt sammanfattas i enlighet med följande;

rörelseenergi + lägesenergi + fjäderkraft + tillförd energi = rörelseenergi2 + lägesenergi2 + fjäderkraft2

eller matematiskt,

där m existerar massa, v existerar hastigheten, g existerar tyngdacceleration, k existerar fjäderkonstanten, x existerar längdförändring hos enstaka fjäder, F existerar kraft (exempelvis friktionskraft, var F = μ·m·g, var μ existerar friktionskonstant), s existerar sträcka (som kraften verkar under).

På vänstra sidan från likhetstecknet beskrivs detta inledande läget inom en händelseförlopp, vid högra sidan beskrivs detta andra läget. mot modell då enstaka tramp sparkar enstaka fotboll överförs energin mot fotbollen.

Energi, värme samt arbete

[redigera | redigera wikitext]

På senare period brukar man yttra för att olika former från energi existerar identisk sak.

Energi finns i allt ifrån mat, trä, avfall, olja, vatten och vind

Man äger valt för att definiera krafter utifrån för att partiklar växelverkar tillsammans med varandra. Krafter uppstår genom utbyte från små energikvanta, exempelvis via fotoner alternativt ett variant från fotoner, kallat fononer. dock tidigare äger man, åtminstone inom termodynamik, via experiment valt för att indela överföringen från energimängder inom storheterna värme samt sysselsättning.

Denna kategorisering existerar tekniskt användbar, eftersom den anger vilket liksom blir värme samt vilket vilket går för att nyttja.

Värme motsvarar ett oordnad energimängd, representerad från exempelvis gasmolekyler liksom rör sig inom slumpvisa riktningar.

Lär dig hur lagen om energins bevarande hjälper dig i mekanikuppgifter

Värme överförs naturligt ifrån detta varmare mediet mot detta kallare, inom enlighet tillsammans med termodynamikens andra huvudsats. inom flera tekniska tillämpningar existerar detta önskvärt för att minimera överföringen från värme. Samtidigt önskar man maximera arbetet, eftersom denna energimängd översätts mot rörelse inom motorer, elektricitet inom kraftverk samt således vidare.

jobb förmå sägas uppstå då molekyler samverkar genom för att mot modell förflytta enstaka pistong inom ett kolv, därför för att molekylerna tillsammans utför enstaka nettoförflyttning.

Få en överblick över de 7 mest grundläggande energiformerna

Matematiskt formuleras ofta energiprincipen

(energiprincipen vid differentialform)

Här representerar dU ett infinitesimal förändring från systemets inre energi, framkallad genom enstaka infinitesimal mängd från tillfört alternativt uträttat jobb samt enstaka infinitesimal värmeöverföring . Symbolerna samt brukar denna plats användas till för att märka för att U existerar ett tillståndsfunktion medan både Q samt W ej existerar detta.

Från den statistiska mekaniken inser man för att ändrar systemets fördelning från sin energi mellan molekylernas olika energinivåer medan förändrar energinivåerna själva. mot modell orsakar enstaka volymändring (som ju innebär en tryck-volymarbete) för att avståndet mellan energinivåerna på grund av molekylernas translationsrörelse ändras (se partikeln inom lådan) medan tillförd värme ökar andelen molekyler vilket äger upphöjd translationsenergi.

Energi är rörelse, eller förmågan till rörelse

Aspekter

[redigera | redigera wikitext]

I en värmeaggregat alternativt kakelugnar existerar syftet för att förvandla sålunda många liksom möjligt från elden mot värme, istället på grund av sysselsättning vilket går åt för att lyfta upp röken genom skorstenen. dock däremot enstaka glödlampa bör optimeras inom motsats: var önskar man minimera således för att lampan nyttjar sålunda många såsom möjligt från elektriciteten inom för att exciteraelektronerna, vilket sedan sänder ut ljus (än till för att värme inom glödtråden existerar huvudorsaken mot för att ljus genereras).

Se även

[redigera | redigera wikitext]

Källor

[redigera | redigera wikitext]