Hva med energien som er inneholdt i materialene?

De energi inneholdt i materialer, På det makroskopiske nivået brytes det ned på noen av følgende måter: termisk, kjemisk eller kjernefysisk. Et materiale kan frigjøre eller absorbere noen av disse typer energi når du samhandler med andre materialer.

Den frigjorte energien kan brukes til å utføre en slags arbeid, for eksempel å flytte et kjøretøy, tenne en lampe, øke en rakett, produsere elektrisk strøm og mange andre typer arbeid. 

På grunn av dette hevdes det at energien til en kropp er dens evne til å gjøre en jobb, eller at energi kan omdannes til arbeid.

På et grunnleggende nivå, det vil si i molekylær og atomskala, er energien i saken kinetisk energi, potensiell energi og energi som er inneholdt i massen av atombestanddelene i atomet.

Termisk energi

Termisk energi er det makroskopiske uttrykket av kinetisk energi, eller bevegelsesenergi fra atomer som utgjør et materiale.

For eksempel, i en gass, kan molekyler flyttes inni den, slik at de har translasjonell kinetisk energi. Summen av den kinetiske energien til alle partiklene som utgjør et materiale er dens termiske energi.

Denne energien karakteriseres gjennom en makroskopisk mengde som kalles temperatur, proporsjonal med gjennomsnittsverdien av den kinetiske energien til partiklene som utgjør materialet.

Når to materialer er i kontakt, er det en trafikk av termisk energi enn en høyere temperatur til laveste temperatur. Dette fenomenet blir forklart på mikroskopisk nivå som overføring av kinetisk energi fra de raskeste partiklene til de tregeste.

Den termiske energien i transitt, av to materialer i kontakt, kalles varme.

Dampmotoren

Oppvarming av vannet fra en dampkjele overføres termisk energi fra flammene av brennende kull til vannet, og produserer dermed vanndamp ved høy temperatur og høyt trykk, fordi kjelen er en tilnærmet lufttalt hermetisk beholder.

Kan tjene deg: Hva er en geoid?

Termisk energi er i stand til å utføre mekanisk arbeid. For eksempel, når varm damp på kjelen føres til sylinderen med et mobilstempel, utøver damppartikler trykk på den, og flytter den.

Hvis stempelet er koblet til et hjul ved hjelp av en tilkoblingsstang, roteres det samme. Dette er prinsippet om drift av de gamle damplokomotivene, som bruker vanndampens termiske energi for å bevege lokomotivet, som igjen beveger seg til togbilene. 

Kjemisk energi

Det er den potensielle energien som er lagret i atomkoblingene som utgjør molekylene til et materiale. Opprinnelsen er elektromagnetisk, hovedsakelig på grunn av elektrostatisk interaksjon mellom belastninger.

Når disse bindingene eller båndene brytes av en kjemisk reaksjon, blir den potensielle energien som frigjøres i hvert molekyl den kinetiske energien til dens bestanddeler. På denne måten frigjør eksotermiske kjemiske reaksjoner kjemisk energi for å gjøre den til termisk energi.

Forbrenning er en kjemisk reaksjon der et visst stoff, kalt brensel, Det er kombinert med oksygen, og produserer et brudd på lenker og danner nye forbindelser. I prosessen frigjøres den potensielle energien til hver binding av drivstoffmolekylene, noe.

Sammen har forbrenningsprodukter mer termisk energi enn drivstoff og oksygen før forbrenning.

Forbrenningsmotorer og kjemisk energi

Igjen, ettersom forbrenningsprodukter har høy temperatur og høyt trykk, kan de brukes til å bevege stemplene til en forbrenningsmotor. Og som et resultat av frigjøring av den kjemiske energien til drivstoffet, fungerer motoren for å utføre en jobb, for eksempel å starte en bil.

Batterier og kjemisk energi

Et annet eksempel på kjemisk energi er batterier, der elektroner frigjøres takket være kjemiske reaksjoner. Disse beveger seg igjen gjennom en ekstern sjåfør og lager en jobb, for eksempel å flytte en elektrisk motor.

Kan tjene deg: elektromagnet: sammensetning, deler, hvordan det fungerer og applikasjoner

Alt indikerer at fremtidens biler vil være elektriske, men i ryggen.

Kjernekraft

Albert Einstein viste at et stykke materiale, for det faktum å ha masse, selv om det er i ro, inneholder en enorm mengde energi. Dette faktum er manifestert i en kjent ligning:

Hvor m er massen, c Lysets hastighet i tomrommet og og energien som finnes i materialstykket.

Det er en ekvivalens mellom masse og energi, derfor kan massen til et materiale bli energi og omvendt. For eksempel ved fullstendig desintegrering av 1 g materie, en energi som tilsvarer:

E = 1g x (300.000 km/s)² = 0,001 kg x (3 x 10⁸ m/s)² = 9 x 10^{1. 3} Joules = 20 kiloton.

En energi som tilsvarer den som ble frigjort i en eksplosjon på tjue tusen tonn TNT. Med denne mengden energi, på en kontrollert måte, kan en hangarskip fremmes for å snu jorden flere ganger.

En enorm mengde energi i form av elektromagnetisk stråling vil også bli frigitt, det vil si lys.

Massen til et materiale er inneholdt i 99,99% i kjernen til atomene som utgjør nevnte materiale. Massen til et atom er hovedsakelig den potensielle energien til den sterke kjernefysiske interaksjonen som holder protonene og nøytronene sammen i kjernen.

Når dette går i stykker "Nuclear Link", Ved å bombardere energipartikler eller gjennom to -core kollisjon, frigjøres en stor mengde energi, for tap av en liten massefraksjon i kjernefysisk reaksjon.

Kan tjene deg: akutte lyder: egenskaper og eksempler

Kjernefysisk fusjon

Innenfor stjernene som solen oppstår kjernefusjonsreaksjoner. Der, på grunn av de høye temperaturene, skilles atomkjernene i hydrogen og deuterium fra elektronene og beveger seg i veldig høye hastigheter. 

På den annen side, på grunn av det kolossale presset inne i stjernene, er kjernene veldig nær hverandre, og sannsynligheten for frontalsjokk mellom to hydrogenkjerner er ganske høy.

Den svært høye kinetiske energien til kjernene i kollisjon overvinner den elektrostatiske frastøtningen, noe som gjør kjernen til å tilnærme seg så mye, at den veldig korte rekkende sterk kjernefysisk kraft virker og holder dem sammen, og danner en større kjerne.

I denne prosessen med binding eller fusjon av to hydrogenkjerner for å danne en heliumkjerne, går en del av massen tapt. Dette betyr at heliumkjernen dannet av fusjon er lettere enn summen av dens opprinnelige bestanddeler.

Det skyldes det faktum at en del av den innledende massen ble brukt til kjernefysisk koblingsenergi og en annen ble frigjort som kinetisk energi fra nøytroner og fotoner som følge av reaksjonen. Derfor kommer energien som frigjøres i den kjernefysiske fusjonen fra tap av masse i reaksjonen og dens påfølgende konvertering til energi.

Nuclear Fision

Dette kalles prosessen der en tung kjerne er delt inn i to lettere kjerner, på grunn av en kollisjon av et hendelsesnøytron med høy hastighet.

I prosessen er tap av masse, siden summen av massene til de resulterende kjerner er mindre enn massen til den opprinnelige kjernen.

Denne tapte massen blir forvandlet til kinetisk energi fra de resulterende kjerner (termonukleær energi) og stråling. Dette er måten atombomben og uran kjernepumpe frigjør energien til materie.