Это интересно!

Энергия. Превращения энергии

Работа совершается, когда тела движутся под действием определённой силы. Способность тел совершать работу характеризует енергия. Это понятие относится как к неживой, так и к живой природе.

 

Существуют разные виды энергии: механическая, тепловая, электрическая, химическая и т.д. Энергия переходит из одного вида в другой. Основным источником энергии на Земле является Солнце.

 

В результате поглощения части солнечной энергии температура земной поверхности увеличивается. При этом воздух, контактирующий с Землей, нагреваясь, расширяется, плотность его уменьшается, и он поднимается вверх. Это создает восход ящий воздушный поток. Водяной пар, находящийся в воздушном потоке, конденсируясь, создает облака. Место поднявшихся воздушных масс заполняет окружающий воздух, при этом возникает ветер. Какие превращения энергии происходят при этом?

 

Во время поглощения Землей части энергии, идущей от Солнца, наблюдается увеличение внутренней энергии Земли и в соответствии с этим рост температуры. Часть этой энергии передается воздуху, находящемуся в контакте с земной поверхностью. Увеличивается кинетическая энергия молекул газа в воздухе. В результате поднятия вверх капель воды и молекул газа кинетическая энергия уменьшается, увеличивается потенциальная энергия. Рано или поздно потенциальная энергия капель воды во время дождя или града выделится в форме кинетической энергии.

 

Как видим, и в неживой природе происходит превращение одного вида энергии в другой. Становится ясно, что энергия не происходит из ничего и не пропадает, а лишь переходит из одного вида в другой.

 

Таким образом, тепловая энергия Солнца в виде града, ветра и дождя превращается в механическую энергию. Атмосферные осадки являются основным источником питания рек. Река собирает с помощью своих притоков с большой территории осадки, выпадающие в ее бассейне. А как люди используют энергию этой воды, и какие превращения энергии при этом происходят?

 

По отношению к Земле вода в реке обладает как кинетической, так и потенциальной энергией. Поднимая уровень воды в реке с помощью плотин, мы увеличиваем ее потенциальную энергию. Например, высота Мингячевирской ГЭС 80 метров. На такой высоте потенциальная энергия даже 1м3 воды превышает несколько тысяч Джоулей. Во время падения воды с высоты вниз ее потенциальная энергия переходит в кинетическую. Кинетическая энергия падающей воды используется для приведения в движение лопастей турбины. Эта турбина приводит в движение вал электрического генератора, создающего электрический ток. Таким образом, люди используют энергию падающей воды для получения электроэнергии.

 

В живой природе также происходит превращение энергии, и живые организмы обеспечивают себя энергией.

 

Энергия, необходимая для живых организмов, концентрируется в сложных органических соединениях, поступающих в организм с пищей. К таким соединениям относятся белки, жиры и углеводы. Человек употребляет как животную, так и растительную пищу. Растения создают органические соединения в результате фотосинтеза, используя энергию солнечных лучей. В каждой клетке человеческого организма же происходит расщепление белков, жиров и углеводов на более простые молекулы. При этом выделяется энергия.

 

Говоря иначе, потенциальная энергия сложных органических веществ, поступающих в организм с пищей, превращается в:

 

-тепловую энергию (для поддержания стабильной температуры тела);
- механическую энергию (при сокращении мышц);
- электрическую энергию (при передаче импульса нервами).

 

Даже в состоянии полного покоя человек использует часть энергии. В организме человека, не останавливаясь ни на минуту, постоянно расходуется энергия на физиологические процессы. В клетках идет процесс обмена веществ, осуществляют деятельность сердце, почки, печень и другие органы.

 

В повседневной жизни мы также сталкиваемся с примерами превращения энергии. В электродвигателях электрическая энергия преобразуется в механическую, а в других бытовых приборах электрическая энергия превращается в механическую, тепловую, световую, звуковую.

 

Вы можете наблюдать, как нагревается кусок железа при ударе по нему молотком. При этом происходит превращение механической энергии в тепловую. В результате излучения световая энергия превращается в тепловую.

 

Следовательно, природные явления связаны с движением, взаимодействием и превращениями энергии. Для всех превращений энергии всегда справедливо одно правило: энергия не исчезает и не возникает из ничего. Энергия может преобразовываться из одной формы в другую.