形式的能量
两个广泛的形式的能源潜力和动力,每个人都有不同的类型,下面我们详细提纲。其他能源形式包括声音和热能。我们将关注潜力和动力。光也可以认为是能量的一种形式,但它变得有趣,因为既有粒子和波动性质。在电磁辐射的环境中,范围从无线电到γ波,它都是光与不同数量的能量。深入研究光,看到舰队学校教师资源,光:反射、折射、衍射
势能:这是能量与对象的位置和力施加在它(例如,一个滑板者固定斜坡的顶端),或其结构(例如,不同分子的化学键)。许多类型的势能包括重力、化学和弹性。每一个可以以不同的方式定义。然而,集体势能代表了潜在的工作。
滑板者定位在斜坡的顶端(静止)重力势能。时身体前倾,然而,开始疾驰的坡道,势能转化为动能,运动。
让学生做活动4。势能,深入探讨了这个话题,学习如何计算势能有多少。看到也演示文稿。
动能:动能是运动,或移动着的物体拥有的能量。让一个物体移动我们必须施加一个力。动能的东西的数量取决于其质量和速度(速度)移动。质量和速度越大,动能越大。如果不动的东西,它没有动能。
我们可以表达这种能量之间的关系,在数学上质量和速度:
动能=½mv2
其中m =质量(公斤)和v =速度(米/秒)。
问题什么其他著名的方程描述了一个能量之间的关系,质量和速度?
早在1907年,爱因斯坦发表他的论文,描述了现在著名的方程,E = mc2,描述能量之间的关系,质量和光速(速度)。这个方程改变了我们认为能源和惯性(物质和运动——或者缺乏,视情况而定)。我们将检查这个和另一个不那么著名的量子能量方程的话题。
传输能量和能量守恒
这里有两个非常重要的点:能量有很多形式,但我们无法创造或毁灭能量——这是守恒的。能源所做的工作,它需要从一种形式转换到另一个地方。这些点可能是比理解更重要能源是因为能量变化让我们如何预言事情会有什么样的行为我们正在研究的系统,这个系统是否在原子尺度或宇宙本身。
能量守恒
能量守恒的支撑,1圣热力学定律,这仅仅意味着整个宇宙的能量是守恒的或保持不变。我们只能使用已经存在的能量。如果我们使用能源工作,如移动一盒或滑下斜坡,能量不会消失;它是不习惯。的能量用来做这项工作只是转化为其他形式的能量。我们将研究如何发生的一些活动。
一个很酷的想法:从宇宙大爆炸的那一刻我们的宇宙诞生时,所有的能量生成的那一刻,此后一直保持不变。没有创建更多的能源;没有丢失。
能量的转换
让我们使用势能作为起点,但它可以是任何形式的能量。例如,人类和植物等生物势能化学键的脂肪、碳水化合物和糖储存在体内。电池有不同形式的潜在的化学能量,其带电粒子的形式存储在电池的两半(积极的和消极的)。
要做的工作,我们需要将势能转化为另一种形式。但是记住的总能量系统中保持不变。它是守恒的。
不幸的是,并不是所有的能源例如脂肪或碳水化合物的化学键或电池,用于做我们想要的工作。有系统的低效率。想想当你使用你的笔记本电脑或手机。他们需要电能来工作(计算材料、发光、声音和热量)。你会注意到你的笔记本电脑和电话越来越热,如果你使用它超过几分钟。这是由于电阻,当电子流经电路(动能)与原子相互作用的电路。一些电子的动能转移到原子,这使得它们摇晃更多,散发的热量。这种热能不能为我们做有用的工作,浪费能源。为深入研究电力和电路检查舰队学校资源、电力、导体和绝缘体。
学生可以测试的影响传输的能量在接下来的实践活动:
另请参阅演示文稿
进行电能没有损失
想象一下,如果我们可以产生电能而不失去能量以热能的形式?舰队正在进行研究,实现这个目标的提高能源效率的数字技术,如你的手机、电脑,更重要的是高能耗的数据中心这一过程的大部分信息我们创建我们的设备。阅读更详细地讨论这在下一节中,电力和可持续能源。
下面的视频看看舰队的研究或阅读更多关于舰队的研究在这里
接下来。电力和可持续能源。学生得到检查的具体形式的能量,可以说是一个更有用的形式对于人类来说,电能。相关的活动是一个批判性思维练习让学生考虑我们如何使用能源和可接受的是什么手段来达到可持续的能源使用。