Види енергії

Розглянемо, в яких формах може існувати енергія. Ми вже знаємо про кінетичної і потенційної енергії в гравітаційному полі. Ми говорили про те, що якщо вивчати тільки рух різних тіл в полі тяжіння, то сума цих двох енергій ніколи не буде залишатися в точності постійною, так як через наявність тертя частина цієї енергії перейде в тепло. Але тепло, в свою чергу, являє собою кінетичну енергію рухомих молекул і потенційну енергію їх взаємодії.

Існує ще потенційна енергія пружно деформованого тіла. Якщо розтягнути пружину, вона придбає потенційну енергію, яка дозволить їй, наприклад, підняти вантаж. Якщо пружину розтягнути, то відстань між атомами збільшиться і сили тяжіння почнуть переважати над силами відштовхування. Якщо ж її стиснути, то вона придбає потенційну енергію. Якщо підвісити до пружини вантаж, він буде опускатися під дією сили тяжіння і розтягувати пружину, збільшуючи її потенційну енергію. Потім пружина почне піднімати вантаж, витрачаючи потенційну енергію. Ці процеси будуть повторюватися, і виникнуть коливання, які могли б тривати вічно, якби при кожному коливанні частина енергії не перетворювалася б у внутрішню енергію пружини. А оскільки таке перетворення неминуче, коливання пружини з підвішеним на ній вантажем рано чи пізно припиняться.

Однією з найбільш використовуваних людством видів енергії є хімічна енергія. Вона працює в теплових електростанціях, котельнях і газових плитах. Ця енергія, що міститься в нафті і природному газі, є основним предметом російського експорту. Хімічна енергія вивільняється в хімічних реакціях. У російського поета-декабриста А. І. Одоєвського є знаменита рядок: «З іскри займеться полум’я». Звідки береться енергія полум’я, наприклад лісової пожежі, абсолютно непорівнянна з енергією іскри? Природно, вона виникає з інших джерел. Іскра містить в собі невелику кількість дуже швидко рухомих, т. Е. Володіють великою кінетичною енергією, часток. Потрапляючи в підходящу (горючу) середу, ці частинки своїм рухом розривають зв’язки між її атомами. В результаті розриву цих зв’язків потенційна енергія тяжіння, яка раніше утримувала атоми і яку ми можемо назвати енергією хімічних зв’язків, переходить у кінетичну енергію їх руху. Вони, в свою чергу, звільняють хімічну енергію в сусідніх ділянках, і процес набуває лавиноподібний характер, приводячи в кінцевому рахунку або до руху автомобіля, або до масштабного лиха у вигляді пожежі. Хімічна енергія, таким чином, складається з двох частин: кінетичної енергії руху частинок всередині молекул і атомів і потенційної енергії тяжіння електронів до протонів.
Існує енергія випромінювання, зокрема, енергія світла. Її можна вважати однією з форм електричної енергії, так як світло, як ми знаємо, є електромагнітним випромінюванням.
Ще одним відомим видом енергії є ядерна енергія, пов’язана з розташуванням частинок, з яких складається атомне ядро. Ця енергія не пов’язана ні з тяжінням, ні з електричними силами, а є наслідком двох інших фундаментальних взаємодій, які ми обговоримо в наступному розділі.
Таким чином, кінетична енергія обумовлена ​​якимось рухом, вона залежить від швидкості, з якою змінюється відстань між частинками або предметами. Потенційна ж залежить не від зміни відстаней, а від самих відстаней між тілами, т. Е. Від їх положення. Потенційна енергія існує тоді, коли в просторі, де знаходиться тіло, мається фізичне поле, яке здатне діяти на це тіло з якою-небудь силою. Якщо поки не розглядати процеси, що відбуваються всередині атомних ядер, то таких полів існує всього два – гравітаційне і електромагнітне. Всі інші види енергії можна звести до цих основних, або фундаментальним, видам. У наступних розділах ми ще розповімо про різні способи перетворення одного виду енергії в інші. Особливу увагу ми приділимо теплової енергії, яка відіграє величезну роль у природі та житті людини.

Посилання на основну публікацію