에너지원 이해

우리 인간을 포함하여 우리 주변의 모든 곳에서 에너지는 발생하는 일반적인 것 중 하나입니다. 에너지는 우리 자신부터 시작하여 거의 모든 응용 프로그램에서 발생하기 때문에 방대합니다. 즉, 우리가 생존하는 데 사용하는 에너지, 음식에서 얻는 에너지입니다. 오늘날 인간 문명이 기능하도록 하는 다른 에너지원이 있습니다. 대부분의 에너지는 화석 연료인 원자력 연료 또는 재생 가능 에너지에서 얻습니다. 이러한 에너지는 기계적 에너지 전기 에너지 등과 같은 다른 형태의 에너지를 생산하는 데 사용됩니다. 이것이 에너지에 대한 연구가 배우고 이해하는 데 매우 필요한 이유입니다 .

오늘 당신은 에너지의 정의, 사용, 중요성, 예, 유형 및 형태를 알게 될 것입니다. 또한 측정 단위, 변환, 에너지 보존 등을 알게 됩니다.

에너지란 무엇입니까?

에너지는 일을 수행하는 물리적 시스템의 능력으로 정의할 수 있습니다. 즉, 시스템이 일을 할 수 있는 능력이 있을 때 에너지를 소유합니다. 즉, 일이 완료될 때마다 에너지가 전달되거나 변환됩니다. 그러나 시스템에서 에너지가 존재한다고 해서 반드시 작업을 수행할 수 있는 것은 아닙니다.

물리학에서 에너지는 신체에 대한 작업을 수행하거나 신체를 가열하기 위해 신체 또는 물리적 시스템으로 전달되어야 하는 양적 특성으로 알려져 있습니다. 에너지는 보존된 양이며 우리를 에너지 보존 법칙에 이르게 했습니다. 이 법칙에 따르면 에너지는 형태로 전환될 수 있지만 생성되거나 소멸될 수는 없습니다.

모든 유형의 에너지는 움직이는 물체의 운동 에너지와 힘장에서 물체의 위치에 의해 저장된 위치 에너지를 포함하는 두 가지 형태입니다. 에너지 측정 단위를 줄이라고 합니다.

에너지를 다음과 같이 이해하시기 바랍니다.

• 스칼라 수량
• 추상적이고 항상 인식될 수는 없음
• 계산을 통한 의미 부여
• 과학의 중심 개념

에너지의 사용과 중요성

주거용, 상업용 및 운송용을 포함하여 인간에게 에너지를 제공하는 세 가지 기본 용도와 중요성이 있습니다.

주거의 에너지 사용:

이것은 텔레비전 시청, 집 난방 및 조명, 샤워하기, 옷 세탁, 집에서 컴퓨터나 노트북으로 작업하기, 가전제품 작동하기, 요리 등과 같은 일상적인 가정 활동을 수행하기 때문에 에너지가 소비되는 가장 일반적인 방법입니다. 전 세계적으로 총 에너지 사용량의 거의 40%가 주거용입니다. 그러나 에너지가 낭비되는 일반적인 방법이기도 합니다. 이는 매일 에너지 사용을 절약하는 방법에 대해 대중에게 제공되는 교육이 부족한 결과입니다.

상업적 용도:

상업적 용도에는 상업용 건물 및 공간의 난방, 냉방 및 조명, 조직 및 기업에서 사용하는 전력이 포함됩니다. 여기서 에너지 사용은 개인 용도를 제외하고는 산업 공간에서 사용하는 것과 다소 비슷합니다.

교통 수단:

에너지 소비의 이 측면은 전적으로 에너지에 의존합니다. 즉, 석유의 70% 이상이 운송 부문에서 사용됩니다. 운송 부문에는 개인용 자동차에서 트럭, 버스 및 오토바이에 이르기까지 모든 차량이 포함됩니다. 여기에는 항공기, 선박, 기차 및 파이프라인도 포함됩니다.

다음은 우리 주변에서 흔히 볼 수 있는 에너지의 중요성입니다.

• 통신, 교통, 컴퓨터 첨단 의료 장비 등에 에너지를 공급합니다.
• 에너지는 더 나은 삶의 질을 구축하고 경제 및 사회 발전을 지원합니다.
• 신뢰할 수 있고 저렴한 에너지로 제품과 서비스를 풍요롭게 하고 수명을 연장할 수 있습니다.
• 에너지는 삶을 개선하고 생명을 구할 수도 있습니다.
• 산업 확장, 현대 농업, 무역 증가, 교통 개선을 지원합니다.
• 더 나은 삶을 만들고 빈곤을 줄입니다.

에너지의 형태와 유형

존재하는 다양한 형태의 에너지가 있으며, 모두 운동 또는 잠재력으로 분류됩니다. 운동과 관련된 에너지는 운동 에너지로 알려져 있지만 위치 에너지는 위치와 관련된 에너지이지만 "저장된 에너지"가 아닙니다.

운동 에너지

• 운동 에너지 — 모션
  • 기계적 에너지 - 거시적 시스템의 움직임
    • 기계
    • 풍력 에너지
    • 파동 에너지
    • 사운드(음향, 음향) 에너지
  • 열 에너지 — 물질 입자의 운동
    • 지열 에너지
  • 전기 에너지 - 전하의 움직임
    • 가계 전류
    • 번개
  • 전자기 복사 - 전기장과 자기장의 교란(고전 물리학) 또는 광자의 운동(양자 물리학)
    • 라디오, 마이크로파, 적외선, 빛, 자외선, X선, 감마선

태양 에너지

잠재 에너지

• 포텐셜 에너지 — 위치 또는 배열
  • 중력 위치 에너지
    • 롤러코스터
    • 물레방아
    • 수력 발전
  • 전자기 위치 에너지
    • 전위 에너지
    • 자기 위치 에너지
    • 화학적 위치 에너지
    • 탄력적 위치 에너지
  • 강력한 원자력 에너지
    • 원자력
    • 핵무기
  • 약한 원자력 에너지

방사성 붕괴

열, 운동 또는 기계적 에너지, 빛, 위치 에너지 및 전기 에너지는 에너지가 존재하는 다양한 형태입니다.

열 원자 또는 분자의 움직임으로 인한 열 에너지라고도 합니다. 온도와 관련된 에너지로 간주될 수 있습니다.

운동 에너지 운동의 에너지이다. 흔들리는 진자 밥의 좋은 예입니다.

잠재 에너지 물체의 위치 때문입니다. 좋은 예는 중력이 작용하기 때문에 바닥에 대해 테이블 ​​위에 놓여 있는 공입니다.

기계적 에너지 신체의 운동 에너지와 위치 에너지의 합입니다.

빛 에너지 광자로 사용할 수 있습니다.

전기 에너지 양성자, 전자 또는 이온과 같은 하전 입자의 이동으로 인한 에너지입니다.

자기 에너지 자기장에서 얻은 에너지의 한 형태입니다.

화학 에너지 원자와 분자 사이의 화학 결합을 끊거나 형성함으로써 생성되는 화학 반응에서 방출되거나 얻어집니다.

원자력 에너지 원자의 양성자 및 중성자와의 상호작용으로 인한 에너지입니다. 핵분열과 핵융합에 의해 방출되는 에너지가 좋은 예입니다.

에너지 단위

에너지의 SI 단위는 줄(J) 또는 뉴턴 미터(N * m)입니다. 줄은 SI 작업 단위이기도 합니다. 일련의 실험에서 기계적 등가물을 독립적으로 발견한 James Prescott Joule의 이름을 따서 명명되었습니다. 에너지 비율의 SI 단위(단위 시간당 에너지)는 와트이며, 이는 초당 줄입니다.

에너지 전환

다양한 효율로 발생할 수 있는 다양한 형태의 에너지 변환이 있습니다. 이러한 형태 사이에서 변형되는 항목을 변환기라고 합니다. 변환기의 좋은 예는 화학 에너지에서 전기 에너지로 변환이 일어나는 배터리를 포함합니다. 댐은 중력 위치 에너지에서 움직이는 물의 운동 에너지와 터빈 블레이드로 변환됩니다. 또한 발전기나 열기관을 통한 전기 에너지입니다.

에너지 변환의 좋은 예로는 증기 터빈을 통해 에너지에서 전기 에너지를 생성하거나 크레인 모터를 구동하는 전기 에너지를 사용하여 중력에 대항하여 물체를 들어올리는 것이 있습니다. 중력에 대한 리프팅은 물체에 기계적 작업을 수행하고 물체에 중력 위치 에너지를 저장합니다. 물체가 땅으로 떨어지면 물체에 대한 중력에 의해 기계적 작업이 수행됩니다. 이것은 중력장의 위치 에너지를 지면과 충돌할 때 열로 방출되는 운동 에너지로 변환합니다.

에너지의 또 다른 좋은 예는 원자력 에너지를 다른 형태의 에너지로 변환하는 태양입니다. 비록 다른 형태로 발생하더라도 동일한 총 에너지를 포함하기 때문에 총 질량은 감소하지 않습니다. 그러나 에너지가 주로 복사 에너지로 주변으로 빠져나가면 질량이 감소합니다.

에너지 변환에 대해 자세히 알아보려면 아래 동영상을 시청하십시오.

실험은 열 기관과 같은 순환 과정에서 열을 일로 효율적으로 변환하는 방법에 한계가 있음을 보여주었습니다. Carnot의 정리와 열역학 제2법칙이 이를 잘 설명합니다. 그럼에도 불구하고 일부 에너지 변환은 고려해야 할 몇 가지 요소가 있음에도 불구하고 매우 효율적입니다. 엔트로피는 에너지 변환 방향(어떤 종류의 에너지가 어떤 유형으로 변환되는지)을 결정하는 데 도움이 됩니다.

에너지 절약

앞에서 언급했듯이 에너지 보존 법칙은 에너지는 생성되거나 소멸될 수 없다고 말합니다. 열역학 제1법칙은 에너지가 일이나 열에 의해 안팎으로 전달되지 않는 한 닫힌 계의 에너지는 일정하며 전달에서 에너지가 손실되지 않는다는 것입니다. 즉, 시스템으로의 총 에너지 유입은 시스템으로부터의 총 에너지 유출과 시스템 내에 포함된 에너지의 변화를 더한 것과 같아야 합니다. 누군가가 상호 작용이 시간에 의존하지 않는 입자 시스템의 총 에너지를 측정하거나 계산하면 시스템의 총 에너지는 항상 일정하게 유지됩니다.

좋은 예는 두 개의 당구공이 충돌하여 정지할 수 있으며 그 결과 에너지가 건전해지고 충돌 지점에서 열이 거의 없을 때입니다. 공이 움직일 때 운동 에너지가 있습니다. 그들은 땅 위의 탁자 위에 있기 때문에 움직이고 있든 정지해 있든 잠재적인 에너지를 가지고 있습니다.

에너지 변환의 일반적인 형태 중 하나는 이상 기체의 가역적 등온 팽창에서 열을 일로 변환하는 것입니다. 열역학 제2법칙은 일을 하는 시스템이 항상 폐열로 일부 에너지를 잃는다는 것입니다. 이것은 순환 과정에서 일을 할 수 있는 열 에너지의 양에 한계를 만듭니다. 그러나 기계적 및 기타 형태의 에너지는 이러한 제한 없이 다른 방향으로 열 에너지로 변환될 수 있습니다. 시스템의 총 에너지는 시스템에 있는 모든 형태의 에너지를 더하여 계산할 수 있습니다.

결론

에너지는 일을 수행하는 물리적 시스템의 능력입니다. 즉, 시스템이 일을 할 수 있는 능력이 있을 때 에너지를 소유합니다. 즉, 일이 완료될 때마다 에너지가 전달되거나 변환됩니다. 이것이 에너지의 정의, 사용, 중요성, 예, 유형 및 형태가 논의되는 이 게시물의 전부입니다. 또한 측정 단위, 변환, 에너지 보존에 대해서도 배웠습니다.

독서를 통해 충분히 얻으셨기를 바라며, 그렇다면 다른 학생들과도 공유해 주시기 바랍니다. 읽어주셔서 감사합니다. 다음에 뵙겠습니다!