Az energia fogalma, energiafajták

Energia:

- a testeknek ill. fizikai mezőknek a változtató képességét jellemző mennyiség (skalár)

Jele: E              Mértékegysége: J (joule)

Az energia fajtái:

ó Mechanikai energia: mozgással kapcsolatos E

› Mozgási energia: Em

¶ a haladó ill. forgó mozgást végtő testek E-ja

Em= ½ m v²       ¶ a test tömegétől és sebességétől függ

¶ egy test mozgási energiájának megváltozása egyenlő a test érő összes erő munkájának előjeles összegével, vagyis az eredő erő munkájával

› Forgási energia: Ef

¶ a test forgásállapotát változtató képesség szempontjából jellemző mennyiség

Ef=                     ¶ a test tehetetlenségi nyomatékától és a szögsebességétől függ

› Rugalmas energia : Er

¶ az az energia, mellyel a rugalmas testek feszítettségükből kifolyólag rendelkeznek

Er= ½ D (Δl)²              ¶ a test rugóállandójától és a feszítettség mértékétől függ

Rajz: - összenyomott rugó kilöki a testet

› Helyzeti energia (magassági) : Eh

¶ a gravitációs mezőnek egy test emelkedése vagy süllyedése miatt bekövetkező energiaváltozása

¶ egyenletes emelés közben a test energiája nem változik, de amennyivel csökken a test emelését végző energiája, ugyanannyival nő a gravitációs mezőé

Eh= m g h          ¶ a test tömegétől, a gravitációs mező térerősségétől és a mezőben szabadon megválasztott nullszinthez viszonyított szintváltozástól függ

Nullszint: az a szint, amitől mérjük a test távolságát

- energia megmaradástörvénye: kölcsönhatás közben a mechanikai energiák átalakulhatnak egymásba, de kölcsönható testek összes energiája állandó marad

óBelső energia: Eb (meleg testek E-ja)

- minél magasabb a test hőmérséklete, annál nagyobb a belső energiája

- részecskék rendezetlen mozgásával kapcsolatos –gyors: melegebbnek érezzük – nagyobb Eb

- Eb megváltoztatható

Ø hőközlés: termikus kölcsönhatással átadott E

Melegítés: Eb nő Hűtés: Eb csökken

Az ilyen belső E változást hőmennyiségnek nevezzük, jele: Q, M.e: J (Q egyenesen a. Δt)

Függ: anyagi min.

Fajhő: számértéke megadja, hogy 1 kg tömegű test 1 °C-al való hőmérséklet válzozását mekkora E változás kíséri

Jele: c             M.e: kJ/kg°C                      Q= c m Δt

Ø munkavégzés

- súrlódási munka, pl: csiszolás, gyorsan forgó alkatrészek

óElektromos energia: =mezők E-ja

- az elektromos mező munkavégzésre képes (taszítás, vonzás), tehát energiája van

Pl: test megdörzsölése – papírszeletkék mozognak

- áram

ó Mágneses energia:

- a mágneses mező munkavégzésre képes (taszítás, vonzás), tehát energiája van

ó Nukleáris energia: (atomenergia)

- az atommagok belső energiája, melynek egy része a magok átalakulásakor, hasadásakor vagy összeolvadásakor felszabadul

- használata: elemek, atomerőművek

MUNKA

Munkavégzés:

- fizikai értelemben azokat a folyamatokat nevezzük munkavégzésnek, melynek során a testet erőhatás éri és a test ennek következtében elmozdul

- a munkavégzés közben bekövetkező energiaváltozást munkának nevezünk

- ha F és Δr azonos irány: erő munkája növeli Em-t (W pozitív)

- ha ellentétes irányú: erő munkája csökkenti Em-t (W negatív)

Jele: W Me: 1 Nm * 1J)  ΔE= W = F*s

Teljesítmény:

- munkavégzés gyorsaságát jellemzi

- az a mennyiség, amely megmutatja az egységnyi idő alatt bekövetkező energiaváltozás nagyságát

Jele: P              Mértékegysége: W (watt) = 1J/s

Hatásfok:

- értéke megadja, hogy a befektetett E hány százaléka hasznosul

jele: η               mértékegysége: nincs (arányszám)

η= hasznos E vált. / befektetett E    Értéke < 1