Energioverføringer Og Transformasjoner

Energi kan ikke skapes eller ødelegges, noe som betyr at den totale mengden energi i universet alltid har vært og vil alltid være konstant. Dette betyr imidlertid ikke at energi er uforanderlig; det kan forandre form og til og med overføre mellom objekter.
et vanlig eksempel på energioverføring som vi ser i hverdagen, er overføring av kinetisk energi—energien forbundet med bevegelse-fra et bevegelige objekt til et stasjonært objekt via arbeid. I fysikk er arbeid et mål for energioverføring og refererer til kraften som påføres av et objekt over en avstand. Når en golfkølle svinges og treffer en stasjonær golfball, overfører noen av klubbens kinetiske energi til ballen som klubben gjør «arbeid» på ballen. I en energioverføring som denne beveger energien seg fra ett objekt til et annet, men forblir i samme form. En kinetisk energioverføring er lett å observere og forstå, men andre viktige overføringer er ikke så enkle å visualisere.
Termisk energi har å gjøre med den indre energien til et system på grunn av temperaturen. Når et stoff oppvarmes, stiger temperaturen fordi molekylene den består av, beveger seg raskere og får termisk energi gjennom varmeoverføring. Temperatur brukes som en måling av graden av» hotness «eller» coldness » av et objekt, og begrepet varme brukes til å referere til termisk energi som overføres fra et varmere system til en kjøligere. Termisk energioverføringer skjer på tre måter: gjennom ledning, konveksjon og stråling.
når termisk energi overføres mellom nærliggende molekyler som er i kontakt med hverandre, kalles dette ledning. Hvis en metallskje er plassert i en gryte med kokende vann, blir selv enden som ikke berører vannet veldig varmt. Dette skjer fordi metall er en effektiv leder, noe som betyr at varmen beveger seg gjennom materialet med letthet. Vibrasjonene av molekyler på slutten av skjeen berører vannet spredt over skjeen, til alle molekylene vibrerer raskere (dvs., hele skjeen blir varm). Noen materialer, som tre og plast, er ikke gode ledere—varme reiser ikke lett gjennom disse materialene – og er i stedet kjent som isolatorer.
Konveksjon forekommer bare i væsker, som væsker og gasser. Når vann kokes på en komfyr, er vannmolekylene på bunnen av potten nærmest varmekilden og får termisk energi først. De begynner å bevege seg raskere og spre seg ut, og skaper en lavere tetthet av molekyler på bunnen av potten. Disse molekylene stiger deretter til toppen av potten og erstattes på bunnen av kjøligere, tettere vann. Prosessen gjentar, skaper en strøm av molekyler synker, oppvarming, stiger, kjøler ned og synker igjen.
den tredje typen varmeoverføring—stråling – er kritisk for livet på Jorden og er viktig for oppvarming av vann. Med stråling trenger en varmekilde ikke å berøre objektet som blir oppvarmet; stråling kan overføre varme selv gjennom vakuum i rommet. Nesten all termisk energi på Jorden stammer fra solen og utstråler til overflaten av planeten vår, som reiser i form av elektromagnetiske bølger, som synlig lys. Materialer på Jorden absorberer deretter disse bølgene for å bli brukt til energi eller reflektere dem tilbake i rommet.
i en energitransformasjon dannes energiendringer. En ball som sitter på toppen av en ås har gravitasjonspotensiell energi, som er et objekts potensial til å gjøre arbeid på grunn av sin posisjon i et gravitasjonsfelt. Generelt sett, jo høyere på bakken denne ballen er, jo mer gravitasjonspotensiell energi har den. Når en kraft skyver den nedover bakken, forvandles den potensielle energien til kinetisk energi. Ballen fortsetter å miste potensiell energi og få kinetisk energi til den når bunnen av bakken.
i et friksjonsløst univers ville ballen fortsette å rulle for alltid når den nådde bunnen, siden den bare ville ha kinetisk energi. På Jorden stopper ballen på bunnen av bakken på grunn av at den kinetiske energien blir omdannet til varme av den motsatte friksjonskraften. Akkurat som med energioverføringer, blir energi bevart i transformasjoner.
i naturen skjer energioverføringer og transformasjoner hele tiden, for eksempel i et kystdynemiljø.
når termisk energi utstråler fra solen, oppvarmer den både land og hav, men vann har en bestemt høy varmekapasitet, så det varmes opp langsommere enn land. Denne temperaturforskjellen skaper en konveksjonsstrøm, som da manifesterer seg som vind.
denne vinden har kinetisk energi, som den kan overføre til sandkorn på stranden ved å bære dem kort avstand. Hvis den bevegelige sanden treffer et hinder, stopper den på grunn av friksjonen skapt av kontakten, og dens kinetiske energi blir deretter omdannet til termisk energi eller varme. Når nok sand bygger seg opp over tid, kan disse kollisjonene skape sanddyner, og muligens til og med et helt sanddynefelt.
disse nydannede sanddynene gir et unikt miljø for planter og dyr. En plante kan vokse i disse sanddynene ved å bruke lysenergi utstrålet fra solen for å forvandle vann og karbondioksid til kjemisk energi, som er lagret i sukker. Når et dyr spiser planten, bruker det energien som er lagret i sukkeret til å varme kroppen og bevege seg rundt, og omdanner den kjemiske energien til kinetisk og termisk energi.
selv om det kanskje ikke alltid er åpenbart, skjer energioverføringer og transformasjoner hele tiden rundt oss og er det som gjør det mulig for livet som vi kjenner det til å eksistere.