Vyberte úroveň textu:
energie nemůže být vytvořena nebo zničena, což znamená, že celkové množství energie ve vesmíru bylo vždy a bude vždy konstantní. To však neznamená, že energie je neměnná, může měnit formu a dokonce přenášet mezi objekty.
běžným příkladem přenosu energie, který vidíme v každodenním životě, je přenos kinetické energie-energie spojené s pohybem-z jednoho pohybujícího se objektu na stacionární objekt prostřednictvím práce. Ve fyzice je práce měřítkem přenosu energie a odkazuje na sílu působící objektem na vzdálenost. Když Golfový klub je houpal a zasáhne stacionární golfový míček, některé kinetické energie klubu přenáší na míč jako klub dělá „práce“ na míč. Při přenosu energie, jako je tento, se energie pohybuje z jednoho objektu do druhého, ale zůstává ve stejné formě. Přenos kinetické energie je snadno pozorovatelný a pochopitelný, ale jiné důležité přenosy nejsou tak snadno vizualizovatelné.
tepelná energie souvisí s vnitřní energií systému kvůli jeho teplotě. Když se látka zahřívá, její teplota stoupá, protože molekuly, z nichž se skládá, se pohybují rychleji a získávají tepelnou energii přenosem tepla. Teplota se používá jako měření stupně „horkosti “ nebo“ chladu “ objektu a termín teplo se používá k označení tepelné energie přenášené z teplejšího systému na chladnější. K přenosu tepelné energie dochází třemi způsoby: vedením, konvekcí a zářením.
když se tepelná energie přenáší mezi sousedními molekulami, které jsou ve vzájemném kontaktu, nazývá se to vedení. Pokud je kovová lžíce umístěna v hrnci s vroucí vodou, dokonce i konec, který se nedotýká vody, se velmi zahřeje. To se děje proto, že kov je účinný vodič, což znamená, že teplo prochází materiálem s lehkostí. Vibrace molekul na konci lžíce, které se dotýkají vody, se šíří po celé lžíci, dokud všechny molekuly vibrují rychleji (tj., celá lžíce se zahřeje). Některé materiály, jako je dřevo a plast, nejsou dobrými vodiči-teplo těmito materiály snadno neprochází—a místo toho jsou známé jako izolátory.
konvekce se vyskytuje pouze v tekutinách, jako jsou kapaliny a plyny. Když se voda vaří na sporáku, molekuly vody na dně hrnce jsou nejblíže zdroji tepla a nejprve získávají tepelnou energii. Začnou se pohybovat rychleji a rozprostírají se a vytvářejí nižší hustotu molekul na dně hrnce. Tyto molekuly pak stoupají na vrchol hrnce a na dně jsou nahrazeny chladnější, hustší vodou. Proces se opakuje a vytváří proud molekul, které se potápí, zahřívají, stoupají, ochlazují a znovu klesají.
třetí typ přenosu tepla-záření-je rozhodující pro život na Zemi a je důležitý pro ohřev vodních útvarů. Při záření se zdroj tepla nemusí dotýkat vyhřívaného objektu, záření může přenášet teplo i vakuem prostoru. Téměř veškerá tepelná energie na Zemi pochází ze slunce a vyzařuje na povrch naší planety a cestuje ve formě elektromagnetických vln, jako je viditelné světlo. Materiály na zemi pak tyto vlny absorbují, aby mohly být použity pro energii nebo je odrážely zpět do vesmíru.
při transformaci energie se mění energie. Míč sedící na vrcholu kopce má gravitační potenciální energii, což je potenciál objektu pracovat díky své poloze v gravitačním poli. Obecně řečeno, čím vyšší je na kopci tato koule, tím více gravitační potenciální energie má. Když ji síla tlačí dolů z kopce, tato potenciální energie se přemění na kinetickou energii. Míč nadále ztrácí potenciální energii a získává kinetickou energii, dokud nedosáhne dna kopce.
ve vesmíru bez tření by se míč po dosažení dna navždy valil, protože by měl pouze kinetickou energii. Na Zemi se však koule zastaví na dně kopce kvůli kinetické energii přeměněné na teplo protichůdnou silou tření. Stejně jako u přenosů energie je energie v transformacích zachována.
v přírodě dochází k přenosům a transformacím energie neustále, například v prostředí pobřežní duny.
když tepelná energie vyzařuje ze Slunce, ohřívá jak zemi, tak oceán, ale voda má specifickou vysokou tepelnou kapacitu, takže se zahřívá pomaleji než země. Tento teplotní rozdíl vytváří konvekční proud, který se pak projevuje jako vítr.
tento vítr má kinetickou energii, kterou může přenášet na zrnka písku na pláži tím, že je přenáší na krátkou vzdálenost. Pokud pohybující se písek narazí na překážku, zastaví se v důsledku tření vytvořeného kontaktem a jeho kinetická energie se pak přemění na tepelnou energii nebo teplo. Jakmile se v průběhu času hromadí dostatek písku, mohou tyto kolize vytvořit písečné duny a možná i celé dunové pole.
tyto nově vytvořené písečné duny poskytují jedinečné prostředí pro rostliny a zvířata. Rostlina může růst v těchto dunách pomocí světelné energie vyzařované ze Slunce k přeměně vody a oxidu uhličitého na chemickou energii, která je uložena v cukru. Když zvíře sní rostlinu, používá energii uloženou v tomto cukru k ohřevu svého těla a pohybu, přeměňuje chemickou energii na kinetickou a tepelnou energii.
i když to nemusí být vždy zřejmé, přenos energie a transformace se neustále dějí všude kolem nás a jsou tím, co umožňuje životu, jak ho známe, existovat.