A mindent felforgató energia

Amikor a tavaszi napsütés felmelegíti a talajt, vagy a Formai 1-es versenyautó felgyorsul, vagy ahogy a telefonunk működik mind-mind egy ún. energetikai folyamat.

Az energia életünk alapvető része, amely biztosítja számunkra a szükséges mozgást, munkát és meleget. Ugyanakkor nem minden energia egyforma. Fontos, hogy megértsük az energia különböző típusait és a mindennapi életünkben betöltött szerepüket.

A következőkben az energia néhány alapvető fajtájáról beszélünk.

I. Mechanikai energia

Két fő formája van:

1. A mozgási energia vagy kinetikus energia, amely a mozgó testek energiájának jellemzője. Ezzel a mennyiséggel jellemezni lehet például a repülőgépet az útja során, az embereket az utcán sétálva, a versenyző autókat vagy akár az összes közlekedő gépjárművet. Egyszerűen arról van szó, bármely tömegnek, amely valamilyen mozgást végez energiája van.
2. Egy másik formája a mechanikai energiának a potenciális energia, vagy helyzeti energia.
   • Ez lehet a gravitációs helyzeti energia, amely akkor jelenik meg, ha egy tömeget felemelünk. Ebben a videóban egy szimulációval mutatjuk meg milyen az, amikor a gravitációs helyzeti energia átalakul mozgási energiává és visszafele.Nem csak a Földön létezik gravitációs helyzeti energia, hanem bármely égitest felszínén is. A gravitációs helyzeti energia minden égitest mozgásában kulcsfontosságú.
   • Rugalmas helyzeti energia vagy elasztikus energia, amelyet a rugalmas testek képesek tárolni. Például, ha egy rugót széthúzunk és az szeretné visszanyerni eredeti alakját.
   • Lehet elektrosztatikus helyzeti energia, ami az elektromosan töltött testek közötti kölcsönhatásból adódik. Például a pozizívan töltött test vonzza a negatívan töltött testet. ezért energiabefektetésre van szükség ahhoz, hogy a két testet eltávolítsuk egymástól.
   • A mágnesek ellenkező pólusai vozzák egymást. ezért ahhoz, hogy két mágnes ellentétes pólusát eltávolítsuk egymástól, szintén energiabefektetésre van szükség.

II. Elektromos eneregia

A mosógép kimossa a ruháinkat, a telefonunk kapcsolódik a hálózatokhoz, az eduking.hu oldalról megérted a fizikát. Ezekhez és társaikhoz mind elektromos energiára van szükség, amelyet más energiafajták elektromos energiává alakításával kaphatunk. Ezen a linken tájékozódhatunk arról, egyes országok milyen arányban használnak különböző energiaforrásokat arra, hogy ezeket elektromos energiává alakítsák.

III. Hő, hőenergia

Ha tűzbe tesszük a kezünket akkor megég, mert ha egy testtel hőt közlünk, akkor annak megemelkedik a hőmérséklete. Ez a belső energia része és szorosan összefügg a részecskék mozgásával. Ebben a videóban ezt az összefüggést megpróbáljuk közelebbről megmutatni egy szimuláció segítségével.

IV. Az atomenergia

Minden anyagot, amivel valaha találkozhattunk bármilyen formában atomokra lehet bontani. Az atomok mindegyike meglepően sok energiát őriz. Még szerencse, hogy ezt az energiát nem egyszerű kinyerni és átalakítani, ezáltal nem kerül illetéktelen kezekbe.

Sajnos megtörtént már, hogy ez az energia rossz kezekbe került. Hatalmas pusztítás lett a vége. Volt példa arra is, hogy ez az energia olyanok kezébe került, akik nem értettek hozzá és ennek ismét rossz vége lett.

Napjainkban azonban rengeteg hasonló (fissziós) atomerőmű működik és alakítja át folyamatosan az atomenergiát először hőenergiává, majd elektromos energiává.

Rendkívüli fejlesztés alatt állnak a fúziós erőművek, amelyek az atomok magjait egyesítve működnek.

V. Sugárzások és fény energiája

A látható fény, a láthatatlan fény, a radioaktív sugárzások mind energiát hordoznak magukban. Ez a mozgási energiára vezethető vissza, ami átalakítható más energia fajtákká, például ahogy a napelem alakítja át elektronos energiává. Ha fény éri a felületét akkor a kivezetései között elektromos feszültség jelentkezik, energia alakul át elektromos energiává. A fény változtatóképességét az is mutatja, hogy a bőrünk kipirosodik a napsütés hatására.

VI. Kémiai energia

A benzin napjaink egyik legelterjedtebb üzemanyaga. Beletankoljuk az autóba, ahol a benzin a motorba jutva elég. Ez az a pillanat, amikor elég a benzin, vagyis felbomlanak a kémiai kötések és az energia hő formájában felszabadul. Ezekután a motor „dolga”, hogy ezt az energiát átalakítsa mozgási energiává. A gázolaj esetében ugyanúgy kémiai energia van eltárolva a kémiai kötésekben, ami elég. Az égés során előbb hő formájában jelenik meg, aztán lesz belőle mozgási energia.

Következtetés

Összefoglalva, a különböző energiatípusok nélkülözhetetlenek mindennapi életünkhöz. Az energiát nem lehet eltűntetni, elveszíteni, csak átalakítani és nem is lehet a semmiből létrehozni, csak egy másik energiafajtából átalakítani. Fontos ezért megérteni, az energiát hogyan használjuk fel és hogyan csökkenthetjük az energia pazarlását. Energiatakarékos szokásaink kulcsfontosságúak lehetnek mind a környezetünk, mind a pénztárcánk számára.

Az eduking.hu oldalon külön fejezet foglalkozik a témával általános iskolai és középiskolai szinten:

Általános iskolásoknak: Az energia, a munka, a teljesítmény, a hatásfok

Középiskolásoknak: Az energia