Nishati - ni ... uwezo na kinetic nishati. ni nishati katika fizikia ni nini?

Nishati - hii ni ili hakuna maisha tu juu ya dunia yetu, lakini pia katika ulimwengu. Wakati huo huo inaweza kuwa tofauti sana. Kwa mfano, joto, sauti, mwanga, umeme, microwaves, kalori ni aina tofauti za nishati. Kwa michakato yote yanayofanyika karibu nasi, ni muhimu dutu hii. Zaidi ya nishati vitu vyote duniani hupokea kutoka jua, lakini kuna vyanzo vingine yake. jua inapeleka sayari yake kama vile itakuwa maendeleo kwa wakati mmoja milioni 100 kwa nguvu nguvu zaidi.

nishati ni nini?

nadharia ya kuweka mbele Albertom Eynshteynom, sisi kujifunza uhusiano wa mambo na nishati. mwanasayansi hii kubwa alikuwa na uwezo wa kuonyesha uwezo wa kubadilisha Dutu moja hadi nyingine. Aligeuka kuwa nishati ni kipengele muhimu katika kuwepo miili, na mambo ni ya sekondari.

Nishati - ni, kwa kiasi kikubwa, uwezo wa kufanya baadhi ya kazi. Ni yeye ambaye anasimama nyuma ya dhana ya nguvu na uwezo wa kusonga mwili au kutoa mali mpya. Je neno "nishati"? Fizikia - ni sayansi ya msingi, ambao kujitoa maisha yake, wanasayansi wengi kutoka vipindi tofauti na nchi. Aristotle alitumia neno "nguvu" kwa kumaanisha shughuli za binadamu. Tafsiri kutoka Kigiriki "nguvu" - hii "shughuli", "nguvu", "hatua", "nguvu". mara ya kwanza neno inaonekana katika makala ya msomi Kigiriki inayoitwa "Fizikia".

Kwa maana ya kawaida, sasa ni mrefu imekuwa aliunda English mwanafizikia Thomas Young. tukio hili nzito ilitokea katika mbali 1807. Katika 50-Mwanachama ya karne ya XIX. English mhandisi Uilyam Tomson kwanza kutumika neno "kinetic engergiya", na katika mwaka wa 1853 Scottish mwanafizikia Uilyam Renkin aliunda neno "nishati uwezo".

Leo, hii ni kiasi scalar ni sasa katika maeneo yote ya fizikia. Ni jambo la kawaida kipimo cha njia tofauti za harakati na mwingiliano wa jambo hilo. Kwa maneno mengine, ni kipimo cha ubadilishaji wa aina moja hadi nyingine.

Units na alama

kiasi cha nishati ni kipimo katika joules (J). Hii kitengo maalum, kulingana na aina ya nishati unaweza kuwa nyadhifa mbalimbali, kama vile:

• W - jumla ya nishati ya mfumo.
• Q - joto.
• U - uwezo.

aina ya nishati

Katika maumbile, kuna aina mbalimbali za nishati. ndio kuu ni:

• mitambo,
• sumakuumeme,
• umeme,
• kemikali;
• mafuta;
• nyuklia (atomiki).

Kuna aina nyingine ya nishati: mwanga, sauti, magnetic. Katika miaka ya karibuni, idadi kubwa ya madaktari, wanasayansi ni kutega nadharia tete ya kuwepo kwa kile kinachoitwa "giza" nishati. Kila moja ya juu ya aina ya dutu hii ina sifa yake mwenyewe. Kwa mfano, nishati ya sauti ni uwezo wa kuambukizwa kwa njia ya mawimbi. Wao kuchangia tukio la vibration eardrum katika sikio la binadamu na wanyama, kwa njia ambayo unaweza kusikia sauti. Katika mfululizo wa athari mbalimbali za kemikali kutolewa nishati required kwa ajili ya maisha ya viumbe wote. Yoyote ya mafuta, chakula bidhaa, betri, betri ni ya uhifadhi wa nishati hii.

mwanga wetu anatoa nishati duniani katika mfumo wa mawimbi ya sumakuumeme. njia pekee anaweza kushinda vastness wa ulimwengu. Shukrani kwa teknolojia ya kisasa, kama vile umeme wa jua, tunaweza kuitumia kwa ufanisi zaidi. Ziada ya nishati outnyttjade kuhifadhiwa katika energohranilischah maalum. Pamoja na aina zaidi ya nishati mara nyingi hutumiwa mafuta chemchem, mito, mawimbi ya bahari, nishati ya mimea.

nishati mitambo

Aina hii ya nishati alisoma katika tawi la fizikia kuitwa "mechanics". Ni imeonyeshwa kwa barua E. ya kipimo unafanywa katika joules (J). Ni nini nishati hii? Fizikia masomo mechanics mwendo wa miili na mwingiliano wao na kila mmoja au na mashamba ya nje. nishati kutokana na mwendo wa miili, aitwaye kinetic (imeonyeshwa Ek), na nishati kutokana na mwingiliano wa vyombo au mashamba ya nje, iitwayo uwezo (E). kiasi cha harakati na mwingiliano ni jumla ya mitambo ya nishati ya mfumo.

Kwa mahesabu ya aina zote mbili kuna kanuni ya jumla. Kuamua kiasi cha nishati muhimu kwa mahesabu ya kazi required kwa ajili ya tafsiri ya mwili kutoka hali sifuri kwa hali ya sasa. zaidi ya kazi, nguvu zaidi itakuwa na mwili katika hali hii.

Kutenganishwa ya ishara tofauti

Kuna aina kadhaa ya mgawanyo nishati. Kwa misingi tofauti ni kugawanywa katika: nje (kinetic na uwezo) na ndani (mitambo, mafuta, umeme, nyuklia, mvuto). nishati ya umeme ni kwa upande kugawanywa katika magnetic na umeme na nyuklia - mwingiliano nishati dhaifu na nguvu.

kinetic

Any mwili kusonga hujulikana kwa uwepo wa nishati kinetic. Ni mara nyingi huitwa - kuendesha gari. nishati ya mwili kinachotembea, ni kupoteza wakati kupunguza kasi ya. Hivyo, kwa kasi kasi, nguvu zaidi kinetic.

Baada ya mawasiliano ya mwili kuhamia kitu stationary zinaa sehemu ya mwisho ya nishati kinetic, na husababisha yake katika mwendo. Kinetic nishati formula ni kama ifuatavyo:

• E _kwa = mv ^2: 2,
  ambapo m - wingi wa mwili, v - kasi ya harakati ya mwili.

Katika maneno ya formula hii inaweza walionyesha kama ifuatavyo: kinetic nishati ya kitu ni sawa na bidhaa nusu ya wingi wake na mraba wa kasi yake.

uwezo

Aina hii ya nishati na mwili, ambayo ni katika uwanja wowote wa nguvu. Hivyo, magnetic hutokea wakati kitu ni chini ya ushawishi wa shamba sumaku. All miili ni ardhini, zina uwezo mvuto nishati.

Kulingana na utafiti wa tabia za vitu wanaweza kuwa na aina mbalimbali za nishati uwezo. Hivyo, resilient na elastic mwili ambayo wana uwezo wa kunyoosha na elastic uwezo nishati au mvutano. Any mwili kuanguka, ambayo imekuwa awali fasta, hupoteza uwezo na hupata kinetic nishati. Thamani ya aina hizi mbili itakuwa sawa. Katika uwanja wa mvuto uwezo formula nishati ya dunia yetu itakuwa kama ifuatavyo:

• E _n = MHG,
  ambapo m - uzito wa mwili; h - urefu wa kituo cha mwili molekuli juu ya usawa wa zero; g - kuongeza kasi ya mvuto.

Katika maneno ya formula hii inaweza walionyesha kama ifuatavyo: nishati ya uwezo wa kitu interacts na Dunia, ni bidhaa kwa wingi wake, kuongeza kasi kutokana na mvuto na urefu ambapo ni iko.

Hii kiasi scalar ni tabia ya nishati ya hifadhi vifaa uhakika (mwili), iko katika uwanja uwezo wa nguvu na kupanua ya kupata nishati kinetic kupitia kazi ya nguvu ya shamba. Wakati mwingine hujulikana kama kazi ya kuratibu, ambayo ni neno katika mfumo langranzhiane (Lagrange nguvu mfumo kazi). Mfumo huu inaeleza mahusiano yao.

nishati ya uwezo ni sawa na sifuri kwa mazungumzo baadhi ya miili ya kutupa katika nafasi. Configurable kuamua urahisi wa hesabu zaidi na inaitwa "kuhalalisha ya nishati uwezo."

Sheria ya uhifadhi wa nishati

Moja ya malengo ya msingi ya fizikia ni sheria ya uhifadhi wa nishati. Kulingana na yeye, nishati haina kutokea kwa ghafla na si kutoweka. Ni mara kwa mara hatua kutoka aina moja hadi nyingine. Kwa maneno mengine, tu mabadiliko ya nishati hutokea. Kwa mfano, kemikali nishati ya betri tochi ni waongofu katika nishati ya umeme, na kutoka humo - katika mwanga na joto. Mbalimbali vifaa vya umeme ni waongofu na mwanga, joto au sauti. Katika hali nyingi, mwisho kutokana na mabadiliko ni joto na mwanga. Baada ya kuwa, nishati huenda katika nafasi ya jirani.

Sheria ya Nishati ya kuelezea wengi matukio ya kimwili. Wanasayansi wanasema kwamba kiasi cha jumla ya mara kwa mara yake katika ulimwengu bado mara kwa mara. Hakuna mtu anaweza kujenga au kuharibu nguvu tena. Kuzalisha moja ya aina yake, watu hutumia mafuta ya nishati ya maji kuanguka, chembe. Hivyo moja ya aina yake hubadilishwa nyingine.

Katika 1918, wanasayansi walikuwa na uwezo wa kuthibitisha kwamba sheria ya uhifadhi wa nishati ni matokeo ya hisabati ya translational ulinganifu wa muda - kupandisha maadili ya nishati. Kwa maneno mengine, nishati ni hifadhi kwa sababu sheria za fizikia hawana tofauti kwa nyakati tofauti.

nishati Makala

Nishati - ni uwezo wa mwili kufanya kazi. Katika mifumo ya kufungwa kimwili ni iimarishwe katika muda (mpaka mfumo imefungwa) na inawakilisha moja ya integrals tatu za nyongeza mwendo kuhifadhi thamani wakati wa kuendesha gari. Hizi ni pamoja na: nishati, kasi, kasi. kuanzishwa kwa dhana ya "nguvu" ni muhimu wakati mfumo wa kimwili ni jinsi moja katika muda.

nishati ya ndani ya miili

Inawakilisha Jumla ya nguvu ya mwingiliano wa molekiuli na mafuta mwendo wa molekuli ikiwa ni. Haiwezi kupimwa moja kwa moja, kwa sababu ni kazi ya kipekee ya hali ya mfumo. Kila mfumo ni katika hali hii, nishati yake ya ndani ina thamani ya asili, bila kujali historia ya mfumo. mabadiliko katika nishati ya ndani katika kipindi cha mpito kutoka hali moja hadi nyingine ya mwili daima sawa na tofauti kati ya thamani katika majimbo yake ya mwisho na ya awali.

nishati ya ndani ya gesi

Mbali na yabisi, gesi na nishati ulipo. Ni kinetic nishati ya joto (random) mwendo wa chembe katika mfumo, ambayo ni pamoja na atomi, molekuli, elektroni, kiini. nishati ya ndani ya gesi bora (gesi hisabati mfano) ni jumla ya nishati kinetic wa chembechembe zake. Hii inazingatia idadi ya digrii ya uhuru, ambayo ni idadi ya vigezo huru, inayoamua nafasi ya molekuli katika nafasi.

matumizi ya nishati

Kila mwaka, ubinadamu ni mwingi nguvu zaidi na zaidi. Katika hali nyingi, ili kupata nishati zinahitajika kwa ajili ya taa na joto nyumba zetu, magari na uendeshaji wa taratibu mbalimbali, kutumika mabaki hidrokaboni kama vile makaa ya mawe, mafuta na gesi. Wao ni rasilimali zisizo mbadala.

Kwa bahati mbaya, sehemu ndogo tu ya nishati zinazozalishwa katika dunia kwa kutumia rasilimali mbadala kama vile maji, upepo na jua. Hadi sasa, sehemu yao kwa nguvu ni 5% tu. Mwingine 3% ya watu kupokea kwa njia ya nishati ya nyuklia zinazozalishwa katika mitambo ya nyuklia.

rasilimali zisizo mbadala na hifadhi zifuatazo (katika joules)

• nishati ya nyuklia - 2 x ^{24 Oktoba,}
• nishati ya gesi na mafuta - 2 × 10 ^23;
• joto ndani sayari - 5 x ^{20 Oktoba.}

thamani ya kila mwaka ya rasilimali mbadala ya Dunia:

• nishati ya jua - 2 x ^{24 Oktoba,}
• Wind - 6 x ^{21 Oktoba,}
• River - 6.5 × 10 ^19;
• mawimbi - 2.5 x ^{23 Oktoba.}

Tu na mpito kwa wakati kutoka hifadhi mbadala zisizo nishati ya binadamu mbadala dunia ina nafasi kwa muda mrefu na furaha maisha katika dunia yetu. Kutekeleza maendeleo ya juu ya wanasayansi duniani kote wanaendelea makini mali mbalimbali ya nishati.