Energi

Varmeenergi, elektrisk energi, bevægelsesenergi, beligendshedsenergi, kerneenergi, kemisk energi og strålingsenergi.

Kært barn har mange navne.

Energi er et vidt og abstrakt begreb. Nogle mener endda det er det mest fundamentale begreb, der er tale om i fysikken. Energi bruges ikke kun i videnskaben, men også i dagligdagen.

Energi findes i rigtig mange forskellige former, der alle har forskellige egenskaber og udnyttelsesmuligheder. Dog har de én ret god ting tilfælles:

Energi kan ikke opstå eller forsvinde.

Den samlede mængde energi er konstant, den vil dog kunne blive omdannet til noget andet. Efter omdannelsen bliver energien dog mere rodet, og energitypen forringes.

Så når du spiser en snickers vil energien fra den ikke forsvinde, den vil blot blive omdannet til energi i kroppen og noget af den snickers vil omdannes til varmeenergi, når du bruger energien og sveder. Du sveder altså snickers.

Når energien bliver omdannet til noget andet, er der tale om en energiomsætning. Der vil under denne energiomsætning dog ske, det man omtaler som tab af energi. Dette tab vil ofte ske i form af varmeenergi.

Når du tænder for stikkontakten vil den elektriske energi gå til pæren og blive omsat til lysenergi. Energitabet her vil opstå i form af den varme, man kan mærke på pæren.

Elektrisk energi:

Den elektriske energi er det vi til daglig omtaler som elektricitet. Vi bruger elektricitet utrolig meget i vores hverdag. Måleenheden for elektrisk energi kaldes kilowatttime (kWh) eller joule. Dog er kWh en langt større enhed en joule.

1 kWh = 3.600.000 J

For at måle effekten eller poweren af energien bruges den meget velkendte formel:

P=Et

Symbolet er det græske bogstav, delta. E er energien og t er tidsforskellen.

Varmeenergi/termisk energi

Varmeenergi er endnu en stor energiform, der er tale om. Når vi f.eks. opvarmer, smelter, fordamper, afkøler og størkner har vi med varmeenergi at gøre.

Varmefylde er et vigtigt begreb, vi skal have styr på. Varmefylden er et mål for et stofs evne til at optage varmeenergien. Jo større varmefylde, jo større energimængde skal der tilføjes for at opvarme det til en bestemt temperatur.

Varmefylden bliver oftest omtalt i J/kg/K - hvor mange joule, der skal til for at opvarme 1 kg 1 grad.

Mængden af tilført eller fratrukket energi fra en genstand for at opvarme eller nedkøle det kan beregnes via denne velkendte formel:

E = m*c*T

m = massen i kg

c = varmefylden

T= temperaturforskel

Denne formel er utrolig vigtig, når vi beregner på varmeenergien. Både ved smeltning og fordampning.

Vi kan dele varmeenergien op i 3 faser. Den faste, den flydende og fordampning. Tager vi vand som eksempel som vist ovenfor, vil den faste form være i form af is. Når vandet når 0 grader celsius, når det vandets smeltepunkt. Isen vil derfor gå fra fast til flydende form. Hvis vi opvarmer vandet til 100 grader, når vi vandets kogepunkt. Her vil vandet igen skifte form og fordampe. Dette kaldes også faseovergang fra væske til gas.

Mekanisk energi:

Den mekaniske energi er summen af kinetisk energi (bevægelsesenergi) og potentiel energi (beliggenhedsenergi).

Formlen for kinetisk energi betegnes således: Ekin = 1/2 *m*v2.

Hvor m er massen målt i SI-enheden kg, og v er fart målt i m/s.

Et eksempel på kinetisk energi kunne være en bilmotor, hvor motoren omsætter den kemiske energi i benzin til kinetisk energi, som senere kan omdannes til varmeenergi. Overordnet set sker den kinetiske energi ved accelerationer.

Formlen for potentiel energi betegnes således: Epot =m*g*h.

Hvor m er massen, g er 9,82 m/s2(tyngdeacceleration) og h er den lodrette højde.

Derfor gælder følgende sætning for mekanisk energi: “For en genstand, der kun er påvirket af tyngdekraften, er summen af kinetisk energi og potentiel energi konstant: Epot+Ekin=konstant”.

Energi i kroppen:

Energi er ikke kun ren videnskabelig, men det findes også i noget så basalt som kroppen.

Ligesom en maskine skal bruge benzin eller diesel for at køre, således skal mennesket også bruge noget brændstof, hvilket vi får gennem mad. Kulhydrat, fedt, protein og alkohol er alt sammen den kemiske energi, som vi bl.a. omdanner til varmeenergi, så vi kan holde kroppen varm. Dog har alle brændstoffer ikke samme brændværdi, det vil sige at fedt eksempelvis brænder dobbelt så hurtigt som protein og kulhydrater. Næring kan blive påvirket i forhold til deres brændværdi, da alkohol eksempelvis hæmmer fedtforbrændingen, hvilket medfører at fedtet sætter sig på fedtdepoterne. Med andre ord: Du bliver fed. Når kroppen skal omsætte disse næringsstoffer fra fødevarer, hvilket er den kemiske energi, kaldes det kroppens stofskifte.