|
َAref
|
||
|
www.ArefKH1379 |
انواع انرژی
١) انرژی پتانسیل : انرژی ذخیره شده در اجسام را انرژی پتانسیل می گویند.
وقتی فنری كشیده یا فشرده می شود و یا وزنه ای از سقف آویزان می شود دارای انرژی ذخیره شده است.
این انرژی به صورت های مختلف در مواد ذخیره می شود، بنابراین انرژی پتانسیل انواع گوناگونی دارد.
الف) انرژی پتانسیل گرانشی: شخصی كه روی پله نردبانی ایستاده است. جسمی كه بر روی طاقچه قرار دارد. سنگی كه بالای كوه قرار دارد. همه دارای انرژی ذخیره شده هستند.
این نوع انرژی كه جسم فقط به علت ارتفاعش از سطح زمین دارد، انرژی پتانسیل گرانشی نام دارد.
یكای اندازه گیری انرژی پتانسیل گرانشی( U ) ، ژول ( j) می باشد.
عوامل موثر بر انرژی پتانسیل گرانشی:
١) جرم جسم(m) یكای اندازه گیری: كیلوگرم (kg)
هرچه جرم جسم بیش تر باشد، انرژی بیش تری در جسم ذخیره می شود.
٢) ارتفاع جسم از سطح زمین (h) یكای اندازه گیری: متر(m)
هرچه ارتفاع جسم از سطح زمین بیشتر باشد، انرژی پتانسیل گرانشی نیز بیشتر خواهد بود.
٣) شتاب گرانش زمین (g) یكای اندازه گیری: متر بر مجذوز ثانیه (m/s2 )
شتاب گرانشی بر روی سطح زمین معادل ١٠ متر بر مجذور ثانیه است.
(در فصل بعد - نیرو - با این مفهوم بیشتر آشنا خواهید شد.)
انرژی پتانسیل گرانشی به روش زیر محاسبه می شود:
ب)انرژی پتانسیل كشسانی: اگر فنری را كشیده یا فشرده كنیم مقداری انرژی در فنر ذخیره می شود.
هر چه فنر بیشتر كشیده یا فشرده شود ، انرژی ذخیره شده در آن بیشتر است.
انرژی ذخیره شده در فنر را انرژی پتانسیل كشسانی می گویند.
ج) انرژی پتانسیل الكتریكی: انرژی ذخیره شده در بارهای الكتریكی را می گویند.
با این انرژی در سال های آینده به طور كامل آشنا خواهد شد.
٢) انرژی جنبشی: انرژی كه جسم به علت حركت خود دارد، انرژی جنبشی گفته می شود.
باد، آب جاری، اتومبیل در حال حركت، پرنده ی در حال پرواز و ... دارای انرژی جنبشی هستند.
عوامل موثر بر انرژی جنبشی:
الف) جرم جسم(m) یكای اندازه گیری : كیلو گرم(kg)
هرچه جرم جسم متحرك بیشتر باشد، انرژی جنبشی آن نیز بیشتر است.
ب) مجذور سرعت یكای اندازه گیری: (متر بر ثانیه)
هرچه جسم با سرعت بیشتری حركت كند، انرژی جنبشی آن بیشتر خواهد بود.
انرژی جنبشی (k) را به روش زیر می توان محاسبه كرد:
انرژی گرمایی ، نورانی و الكتریكی از نوع جنبشی و انرژی شیمیایی و هسته ای از نوع پتانسیل هستند.
انرژی مكانیكی هم به شكل انرژی جنبشی و هم به شكل انرژی ذخیره شده (پتانسیل ) می تواند باشد.
تبدیل انرژی:
در شرایط مناسب انرژی را می توان از یك صورت به صورت دیگر یا از یك نوع به نوع دیگر تبدیل كرد.
چند مثال برای تبدیل انرژی:
انرژی جنبشی <--- انرژی پتانسیل
انرژی جنبشی<---- انرژی پتانسیل
نكته:
منبع اصلی تمام صورت ها و انواع انرژی ، خورشید است.
به طور مثال انرژی موجود در مواد غذایی ، انرژی شیمیایی است.
گیاهان سبز با استفاده از انرژی نورانی خورشید عمل فتوسنتز (غذاسازی) را انجام می دهند. در این عمل انرژی نورانی خورشید به انرژی شیمیایی تبدیل می شود. این انرژی در گیاهان ذخیره می شود . با خوردن این گیاهان و یا حیواناتی كه از این گیاهان تغذیه كرده اند، این انرژی به بدن ما منتقل می شود. در هنگام فعالیت های روزمره این انرژی آزاد شده و به صورت های مختلفی به خصوص گرما و مكانیكی تبدیل می شود.
پایستگی انرژی :
قانون پایستگی انرژی بیان می كند كه
بلكه از صورتی به صورت دیگر یا از نوعی به نوع دیگر تبدیل می شود. معمولا وقتی می خواهیم یك صورت انرژی را به صورت دیگر تبدیل كنیم، مقداری از انرژی اولیه به صورت های دیگری كه مورد نظر ما نیست تبدیل می شود.
مثال ١:
یك ماشین اسباب بازی را در نظر بگیرید كه به طور كامل كوك شده است اگر آنر ا رها كنید. انرژی پتانسیل كشسانی آن آزاد شده و به انرژی جنبشی مكانیكی تبدیل می شود ولی بعد از توقف اسباب بازی چرخ های آن نیز گرم شده است. یعنی بخشی از انرژی پتانسیل به انرژی گرمایی نیز تبدیل شده است.
این انرژی گرمایی در اثر اصطكاك چرخ ها با زمین و اصطكاك مولكول های هوا با بدنه اسباب بازی به وجود آمده است.
مثال ٢:
وقتی یك خودرو حركت می كند . انرژی شیمیایی ذخیره شده در بنزین به انرژی مكانیكی (حركتی) تبدیل می شود، اما بخشی از این انرژی به گرما تبدیل می شود به همین دلیل و قتی خودرو را روشن می كنیم، پس از مدتی موتور آن داغ می شود.
می دانیم منبع اصلی تمام انرژی ها، خورشید است.
در مثال ١ ، انرژی موجود در اسباب بازی چگونه از خورشید تأمین می شود؟
برچسب‌ها: انرژی ها
در فیزیک انرژی پتانسیل صورتی از انرژِی است که در یک سامانه به‌صورت نهفته وجود دارد و قابل تبدیل به انرژی جنبشی می‌باشد. به‌طور مثال انرژی پتانسیل شیمیایی نهفته در مواد غذایی پس از فعل و انفعالات شیمیایی در ماهیچه‌ها تبدیل به انرژی جنبشی می‌گردد. در SI واحد محاسبه کار و انرژی، ژول است.
برچسب‌ها: انرژی ها
ادامه مطلب
تعریف
انرژی جنبشی یکی از صورتهای انرژی است که جسم بخاطر حرکت دارا می باشد. انرژی جنبشی یک جسم با جرم جسم و مجذور سرعت رابطه مستقیم دارد.
انرژی جنبشی یک جسم در حال حرکت با جرم آن جسم و مجذور سرعتش متناسب است. انرژی جنبشی برابر است با حاصل ضرب نصف جرم در مجذور سرعت آن جسم. اگر جرم جسم را با m و سرعت آن را با v نشان دهیم، در این صورت انرژی جنبشی که با K نمایش داده می‌شود، به صورت زیر است:
انرژی جنشی بک کمیت نرده‌ای است و واحد آن مانند دیگر انرژی‌ها ژول است. در انجام محاسبات، جرم جسم را بر حسب کیلوگرم و سرعت آن را با متر بر ثانیه در نظر می‌گیرند
انرژی جنبشی جسم صلب
معمولا در مورد حرکت جسم صلب به عنوان سیستمی از ذرات، دو نوع انرژی جنبشی می‌توانیم تعریف کنیم.
انرژی جنبشی انتقالی
از آنجا که انرژی کمیتی نرده‌ای است. بنابراین در مورد یک سیستم متشکل از چند ذره، انرژی جنبشی کل برابر با مجموع انرژی جنبشی تک تک ذرات خواهد بود. اما در مورد یک جسم صلب که تعداد ذرات خیلی زیاد است، نقطه‌ای به عنوان مرکز جرم تعریف می‌شود که نماینده کل جسم صلب است. بنابراین انرژی جنبشی انتقالی نیز به صورت نصف حاصلضرب جرم جسم صلب در مجذور سرعت مرکز جرم تعریف می‌شود.
انرژی جنبشی دورانی
جسم صلبی را در نظر بگیرید که با سرعت زاویه‌ای ω حول محوری که نسبت به یک چارچوب لخت خاص ثابت است، می‌چرخد. هر ذره این جسم در حال دوران مقدار معینی انرژی جنبشی دارد. چون تعداد این ذرات در جسم صلب زیاد است، لذا کمیتی به نام لختی دورانی تعریف می‌شود. لختی دورانی به صورت مجموع جملاتی تعریف می‌شود که هر جمله با حاصل ضرب جرم یک ذره از جسم صلب در مجذور فاصله عمودی ذره از محور دوران برابر است. بنابراین انرژ ی جنبشی دورانی جسم صلب که بخاطر دوران حاصل می‌شود، برابر است با نصف حاصل ضرب لختی دورانی جسم صلب در مجذور سرعت زاویه‌ای.
این رابطه شبیه انرژی جنبشی انتقالی جسم است. یعنی سرعت زاویه‌ای مانسته سرعت خطی است و لختی دورانی مانسته جرم لختی یا جرم انتقالی است. هر چند جرم یک جسم به محل آن بستگی ندارد، ولی لختی دورانی به محوری که جسم حول آن می‌چرخد، بستگی دارد. در واقع می‌توان گفت که انرژی جنبشی دورانی همان انرژی جنبشی انتقالی معمولی تمام اجزای جسم است و نوع جدیدی از انرژی نیست. انرژی جنبشی دورانی در واقع راه مناسبی برای بیان انرژی جنبشی هر جسم صلب در حال دوران است. انرژی جنبشی دورانی جسمی که با سرعت زاویه‌ای معین می‌چرخد، نه تنها به جرم جسم بستگی دارد، بلکه به چگونگی توزیع جرم آن نسبت به محور دوران نیز وابسته است.
برچسب‌ها: انرژی ها
انرژی خورشیدی به گرماو نور تولید شده توسط خورشید می گویند.
انرژی از خورشید
خورشید از گازهایی نظیر هیدروژن (۷۳٫۴۶ درصد) هلیوم (۲۴٫۸۵ درصد) و عناصر دیگر که می‌توان اکسیژن، کربن، نئون و نیتروژن اشاره کرد.
انرژی ستاره خورشید یکی از منابع عمده انرژی در منظومه شمسی می‌باشد. طبق آخرین برآوردهای رسمی اعلام شده عمر این انرژی بیش از ۱۴ میلیارد سال می‌باشد. در هر ثانیه ۲/۴ میلیون تن از جرم خورشید به انرژی تبدیل می‌شود. با توجه به وزن خورشید که حدود ۳۳۳ هزار برابر وزن زمین است. این کره نورانی را می‌توان به‌عنوان منبع عظیم انرژی تا ۵ میلیارد سال آینده به حساب آورد.
میزان دما در مرکز خورشید حدود ۱۰ تا ۱۴ میلیون درجه سانتیگراد می‌باشد که از سطح آن با حرارتی نزدیک به ۵۶۰۰ درجه و به صورت امواج الکترو مغناطیسی در فضا منتشر می‌شود.
زمین در فاصله ۱۵۰ میلیون کیلومتری خورشید واقع است و ۸ دقیقه و ۱۸ ثانیه طول می‌کشد تا نور خورشید به زمین برسد. بنابراین سهم زمین در دریافت انرژی از خورشید میزان کمی از کل انرژی تابشی آن می‌باشد. سرمنشاء تمام اشکال مختلف انرژیهای شناخته شده تاکنون شامل (سوختهای فسیلی ذخیره شده درزمین، انرژیهای بادی، آبشارها، امواج دریاها و...) موجود در کره زمین از خورشید می‌باشد.
انرژی خورشید همانند سایر انرژی‌ها بطور مستقیم یا غیر مستقیم می‌تواند به دیگر اشکال انرژی تبدیل شود، همانند گرما و الکتریسیته و.... ولیکن موانعی شامل (ضعف علمی و تکنیکی در تبدیل بعلت کمبود دانش و تجربه میدانی - متغیر و متناوب بودن مقدار انرژی به دلیل تغییرات جوی و فصول سال و جهت تابش - محدوده توزیع بسیار وسیع) موجب گردیده تا استفاده کمی از این انرژی صورت گیرد.
استفاده ازمنابع عظیم انرژی خورشید برای تولید انرژی الکتریسته، استفاده دینامیکی، ایجاد گرمایش محوطه‌ها و ساختمانها، خشک کردن تولیدات کشاورزی و تغییرات شیمیایی و..... اخیراً شروع گردیده‌است.
برچسب‌ها: انرژی ها
ادامه مطلب
| انرژی پایدار |
|---|
 |
| نگهداری انرژی |
| انرژی تجدیدپذیر |
| ترابری پایدار |
توان بادی (به انگلیسی: wind Power) تبدیل انرژی باد به نوعی مفید از انرژی مانند انرژی الکتریکی (با استفاده از توربین‌های بادی)، انرژی مکانیکی (مثلاً در آسیاب‌های بادی یا پمپ‌های بادی) و یا پیش‌رانش قایق‌ها و کشتی‌ها (مثلاً در قایق‌های بادبانی) است. در آسیاب‌های بادی از انرژی باد مستقیماً برای خرد کردن دانه‌ها و یا پمپ کردن آب استفاده می‌شود. در انتهای سال ۲۰۱۰، میزان ظرفیت نامی تولید برق بادی در سراسر جهان برابر ۱۹۷ گیگاوات بود.[۱] امروزه توان بادی در دنیا ظرفیت تولید سالانه ۴۳۰ تراوات ساعت انرژی الکتریکی را دارد که این میزان، ۲٫۵٪ مصرف برق دنیاست.[۱] در ۵ سال گذشته، رشد متوسط سالانه در توان بادی دنیا ۲۷٫۶٪ بوده و انتظار می‌رود که سهم باد در تولید انرژی الکتریکی دنیا تا سال ۲۰۱۳ به ۳٫۳۵٪ و تا سال ۲۰۱۸ به ۸٪ برسد.[۲]
کشورهای دانمارک با ۲۱٪،[۱] پرتغال با ۱۸٪،[۱] اسپانیا با ۱۶٪،[۱] ایرلند با ۱۴٪ و آلمان با ۹٪[۱] از نظر درصد تولید برق بادی از کل تولید انرژی الکتریکی در جایگاه‌های نخست قرار دارند. در سال ۲۰۱۱، ۸۳ کشور در دنیا از توان بادی برای تولید برق استفاده کرده‌اند.[۳]
انرژی بادی در مقادیر زیاد در مزارع بادی تولید و به شبکه الکتریکی متصل می‌شود. از توربین‌ها در تعداد کم معمولاً فقط برای تامین برق در مناطق دور افتاده استفاده می‌شود.
اما از جمله دلایل تمایل کشورها برای افزایش ظرفیت تولید برق بادی مزایا بسیار زیاد این روش تولید انرژی الکتریکی است چراکه انرژی بادی فراوان، تجدیدپذیر و پاک است، در همه جای دنیا وجود دارد و همچنین در مقایسه با استفاده از انرژی سوختهای فسیلی میزان کمتری گاز گلخانه‌ای منتشر می‌کند.
محتویات
برچسب‌ها: انرژی ها
ادامه مطلب
|