ΜΟΡΦΕΣ ΚΑΙ ΜΕΤΑΤΡΟΠΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ

ΜΟΡΦΕΣ ΚΑΙ ΜΕΤΑΤΡΟΠΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ

ΜΟΡΦΕΣ ΚΑΙ ΜΕΤΑΤΡΟΠΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ

ΕΙΣΑΓΩΓΗ

 Ξέρουμε ότι η μεταβολή της κινητικής ή δυναμικής ενέργειας ενός σώματος μπορεί να εκφραστεί μέσω του έργου των δυνάμεων,που ασκούνται σε αυτό.Ένας ποδοσφαιριστής ασκεί δύναμη στην μπάλα καθώς την κλοτσάει.Το έργο αυτής της δύναμης εκφράζει την ενέργεια που μεταφέρεται από τον ποδοσφαιριστή στη μπάλα,η οποία μετατρέπεται σε κινητική.

Μορφές ενέργειας

 Ο αρσιβαρίστας ασκεί δύναμη στη μπάρα που ανυψώνει.Το έργο αυτής της δύναμης εκφράζει την ενέργεια που μεταφέρεται από τον αρσιβαρίστα στη μπάλα,η οποία μετατρέπεται σε δυναμική.Παρόμοια,ο άλτης μεταφέρει ενέργεια στο κοντάρι που λυγίζει,η οποία μετατρέπεται σε δυναμική.

ΜΟΡΦΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ

 Έχουμε μελετήσει την δυναμική,την κινητική και την μηχανική ενέργεια.Υπάρχουν όμως και άλλες μορφές ενέργειας.
 Για να συνοψίσουμε οι μορφές ενέργειας είναι:

α) Δυναμική Ενέργεια.

Δυναμική Ενέργεια

 Δυναμική ενέργεια ονομάζεται η ενέργεια που περικλείει ένα σώμα λόγω της θέσεως που έχει ή λόγω της καταστάσεως που βρίσκεται.
β) Κινητική Ενέργεια.

  Κινητική ενέργεια ονομάζεται η ενέργεια που περιέχει ένα σώμα λόγω της κινήσεως του.

Κινητική Ενέργεια  

γ) Χημική Ενέργεια.
 Χημική ενέργεια ονομάζεται η ενέργεια που έχουν τα σώματα αποθηκευμένη στα μόρια τους.Ως χημική ενέργεια χαρακτηρίζεται το σύνολο της δυναμικής ενέργειας που απαιτήθηκε για τη συγκρότηση μορίων χημικών ουσιών από διάφορα άτομα, κάτω από την αλληλεπίδραση ηλεκτρομαγνητικών δυνάμεων ή που αποθηκεύεται σε χημικές ενώσεις.Παραδείγματα χημικής ενέργειας είναι η ενέργεια των καυσίμων,καύση βενζίνης ή πετρελαίου,οι μπαταρίες κ.α.

Χημική Ενέργεια 

  Οι έμβιοι οργανισμοί καθώς και οι τροφές περικλείουν ενέργεια η οποία είναι αποθηκευμένη στα μόρια ορισμένων χημικών ενώσεων,όπως για παράδειγμα της γλυκόζης.

δ) Φωτεινή Ενέργεια.

Φωτεινή Ενέργεια

  Φωτεινή Ενέργεια ονομάζεται η ενέργεια που έχει το φως.

ε) Θερμική Ενέργεια.

Θερμική Ενέργεια

 Θερμική Ενέργεια ονομάζεται η ενέργεια που έχουν τα σώματα λόγω της θερμοκρασίας τους π.χ. η ενέργεια του θερμού υδρατμού.

στ) Ηλεκτρική Ενέργεια.

Ηλεκτρική Ενέργεια

 Ηλεκτρική Ενέργεια ονομάζεται η ενέργεια που έχουν τα κινούμενα ηλεκτρόνια,π.χ. η ενέργεια του ηλεκτρικού ρεύματος.

ζ) Πυρηνική ενέργεια

 Πυρηνική ενέργεια ονομάζεται η ενέργεια που απελευθερώνεται όταν μετασχηματίζονται ατομικοί πυρήνες.Είναι δηλαδή η δυναμική ενέργεια που είναι εγκλεισμένη στους πυρήνες των ατόμων λόγω της αλληλεπίδρασης των σωματιδίων που τα συνιστούν. 

H πυρηνική ενέργεια κατά τη σχάση

 Η πυρηνική ενέργεια απελευθερώνεται κατά τη σχάση ή σύντηξη των πυρήνων και εφόσον οι πυρηνικές αντιδράσεις είναι ελεγχόμενες (όπως συμβαίνει στην καρδιά ενός πυρηνικού αντιδραστήρα) μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να καλύψει ενεργειακές ανάγκες.

η) Ηλιακή ενέργεια

 Ηλιακή ενέργεια ονομάζεται το σύνολο των διαφόρων μορφών ενέργειας που προέρχονται από τον Ήλιο.Τέτοιες είναι το φως ή φωτεινή ενέργεια, η θερμότητα ή θερμική ενέργεια καθώς και διάφορες ακτινοβολίες ή ενέργεια ακτινοβολίας.

Η ηλιακή ενέργεια

 Η ηλιακή ενέργεια στο σύνολό της είναι πρακτικά ανεξάντλητη,αφού προέρχεται από τον ήλιο,και ως εκ τούτου δεν υπάρχουν περιορισμοί χώρου και χρόνου για την εκμετάλλευσή της.

θ) Αιολική ενέργεια

 Αιολική ενέργεια ονομάζεται η ενέργεια που παράγεται από την εκμετάλλευση του πνέοντος ανέμου.Η ενέργεια αυτή χαρακτηρίζεται "ήπια μορφή ενέργειας" και περιλαμβάνεται στις "καθαρές" πηγές,όπως συνηθίζονται να λέγονται οι πηγές ενέργειας που δεν εκπέμπουν ή δεν προκαλούν ρύπους.

Αιολική ενέργεια ονομάζεται η ενέργεια που παράγεται από την εκμετάλλευση του πνέοντος ανέμου

 Η αρχαιότερη μορφή εκμετάλλευσης της αιολικής ενέργειας ήταν τα ιστία (πανιά) των πρώτων ιστιοφόρων πλοίων και πολύ αργότερα οι ανεμόμυλοι στην ξηρά. 

ι) Ηχητική ενέργεια 

 Ηχητική ενέργεια ονομάζεται η ενέργεια που γίνεται αντιληπτή από το αισθητήριο όργανο της ακοής,το αφτί.Δηλαδή η ενέργεια που προκαλεί (διεγείρει) την αίσθηση της ακοής.

Ηχητική ενέργεια

 Η ηχητική ενέργεια δεν είναι τίποτε άλλο από ταλαντώσεις που φθάνουν ως ηχητικό κύμα στο αφτί όπου και μετατρέπεται σε ηλεκτρικό σήμα που μέσω του ακουστικού νεύρου οδηγείται στον εγκέφαλο και δημιουργεί την αίσθηση της ακοής.Ο ήχος διαδίδεται σε όλα τα υλικά οποιασδήποτε μορφής.Να σημειωθεί ότι ο ήχος δεν διαδίδεται στο κενό.

ΜΕΤΑΤΡΟΠΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ

 Ο οργανισμός των αθλητών ή γενικότερα του ανθρώπου προσλαμβάνει ενέργεια από τις τροφές.Με την «καύση» της γλυκόζης,η αποθηκευμένη χημική ενέργεια μεταφέρεται στους μυς,μετατρέπεται σε κινητική και έτσι προκαλείται η κίνηση των μυών.

 Στα καύσιμα όπως το πετρέλαιο, τη βενζίνη, το φυσικό αέριο κ.ά. υπάρχει αποθηκευμένη χημική ενέργεια.Στα αυτοκίνητα η χημική ενέργεια των καυσίμων μετατρέπεται αρχικά σε θερμική των καυσαερίων και στη συνέχεια σε κινητική ενέργεια του οχήματος.

Στα θερμοηλεκτρικά εργοστάσια η χημική ενέργεια  μετατρέπεται σε θερμική και τελικά σε ηλεκτρική

 Στα θερμοηλεκτρικά εργοστάσια η χημική ενέργεια που είναι αποθηκευμένη στο καύσιμο υλικό (άνθρακα, πετρέλαιο ή φυσικό αέριο) μετατρέπεται σε θερμική και τελικά σε ηλεκτρική.Η μετατροπή αυτή πραγματοποιείται με καύση των χημικών ενώσεων.Στα τρόλεϊ όμως και στα ηλεκτρικά τρένα η ηλεκτρική ενέργεια μετατρέπεται σε κινητική των οχημάτων.

H χημική ενέργεια που είναι αποθηκευμένη στην μπαταρία μετατρέπεται αρχικά σε ηλεκτρική και στη συνέχεια σε θερμική και φωτεινή στο λαμπάκι

 Σε έναν ηλεκτρικό λαμπτήρα τον οποίο έχουμε συνδέσει με μια μπαταρία η χημική ενέργεια που είναι αποθηκευμένη στην μπαταρία μετατρέπεται αρχικά σε ηλεκτρική και στη συνέχεια σε θερμική και φωτεινή στο λαμπάκι.

 Ένα από τα σπουδαιότερα επιτεύγματα του ανθρώπινου πολιτισμού είναι η ανακάλυψη διεργασιών ή φαινομένων στα οποία πραγματοποιούνται συγκεκριμένες μετατροπές ενέργειας.Επιπλέον η εφεύρεση συσκευών-μηχανών με τη βοήθεια των οποίων οι μετατροπές αυτές πραγματοποιούνται με ελεγχόμενο τρόπο έδωσε σε κάθε περίπτωση τεράστια ώθηση στην εξέλιξη του τεχνολογικού πολιτισμού μας.Με αυτό τον τρόπο ο άνθρωπος κατάφερε να τιθασεύσει μεγάλο αριθμό φυσικών και χημικών φαινομένων και να χρησιμοποιήσει προς όφελος του τις μετατροπές ενέργειας που τα συνοδεύουν.

O κινητήρας του αυτοκινήτου μετατρέπει τη χημική των καυσίμων αρχικά σε θερμική και στη συνέχεια σε κινητική

 Ας σκεφθούμε μερικά παραδείγματα μηχανών από τη καθημερινή μας ζωή:ο κινητήρας του αυτοκινήτου μετατρέπει τη χημική των καυσίμων αρχικά σε θερμική και στη συνέχεια σε κινητική,ο λαμπτήρας την ηλεκτρική σε φωτεινή,ο λύχνος του υγραερίου τη χημική σε θερμική,ο ηλεκτρικός ανεμιστήρας την ηλεκτρική σε κινητική κ.ά..Γενικότερα,μπορούμε να περιγράψουμε σχεδόν κάθε μεταβολή που εκδηλώνεται στη φύση ή στο εργαστήριο αναλύοντάς τη σε μετασχηματισμούς της ενέργειας από μια μορφή σε άλλη.Κατ' αρχήν κάθε μορφή ενέργειας είναι δυνατόν να μετατραπεί σ' οποιαδήποτε άλλη.