Energie

Z Multimediaexpo.cz

Aktuální verze z 14. 8. 2022, 14:51

Energie je skalární fyzikální veličina, která bývá charakterizována jako schopnost hmoty (látky nebo pole) konat práci. Energie je slovo vytvořené fyziky v polovině devatenáctého století, z řeckého energeia (vůle, síla či schopnost k činům). Energii popisujeme stavovou veličinou. Hovoříme např. o kinetické energii (tu lze spočítat dle formule E = ½ m·v²) a konfigurační (polohové či potenciální) energii (dané vzájemnou polohou a přitahováním nebo odpuzováním částic, např. gravitací nebo magnetismem). Zákon zachování energie říká, že energie se může měnit z jednoho druhu na jiný, nelze ji vytvořit ani zničit, v uzavřené soustavě však její celkové množství zůstává stejné. Proto součet velikosti práce, které těleso nebo pole vykoná, a vydaného tepla se rovná úbytku jeho energie, která se přemění v jinou formu.

Energie (tzv. klidová energie) přísluší též každému objektu s klidovou hmotností bez ohledu na jeho pohybový stav a působení silových polí. Přeměna této energie na jiné formy bývá nesprávně označována jako přeměna hmoty (hmotnosti) v energii.

Pravděpodobně neznáme všechny možné formy energie. Předpokládá se, že většina vesmíru je tvořena dnes zcela neznámou formou hmoty, která nese přes 70% energie a které se prozatím říká "temná energie". Pokud to není nějaká forma hmoty, znamenalo by to podstatnou změnu v představách o stavbě vesmíru a pojmech hmota a energie.

Množství energie spotřebované za jednotku času udává veličina příkon, poměr vydané a dodané energie udává veličina účinnost.

Značení a jednotky

Jako symbol energie se používá písmeno E.

Hlavní jednotka energie i práce v soustavě SI je joule, značka jednotky: J. Je definován jako práce, kterou vykoná síla 1 N působící po dráze 1 m.

Další používané mimosoustavové jednotky jsou:

• kalorie (cal, rovná se 4,185 J), používala se ve fyzice před zavedením metrické jednotky
• kilokalorie (kcal, rovná se 4185 J, tedy zhruba množství energii potřebné pro ohřátí litru vody o jeden stupeň Celsia), dodnes se občas používá při výpočtu energetické hodnoty potravin
• elektronvolt (eV, je to přibližně 1,602 × 10^-19 J, tedy energie, již elektron získá proběhnutím elektrického pole s potenciálem jednoho voltu), používá se především v částicové fyzice
• Tuna měrného paliva - používá se v energetice

Ekvivalence s hmotností

Ze speciální teorie relativity plyne, že hmotnost (nikoliv hmota!!) a energie jsou ekvivalentní podle Einsteinova vztahu

E = mc²,

kde \(m\) je hmotnost, \(c\) je rychlost světla ve vakuu.

Druhy energie

Druhy energie se rozlišují např. podle druhu síly, která působí, podle zdroje, který energii vydává, ap.:

Podle působící síly

• Mechanická energie
  • Kinetická energie (Pohybová energie)
  • Potenciální energie (Polohová energie)
    • Gravitační potenciální energie
    • Potenciální energie pružnosti
    • Tlaková potenciální energie
• Elektrická energie
• Magnetická energie
• Energie záření
• Energie vln
• Vnitřní energie
  • Tepelná energie je spojena s chaotickým pohybem (vibrací a rotací) molekul.
  • Jaderná energie
  • Chemická energie (Chemická potenciální energie, Energie chemické vazby, Vazebná energie

Podle zdroje

• Sluneční energie
• Vodní energie
• Větrná energie
• Geotermální energie
• Energie mořských vln
• Parní energie
• Svalová energie
• Světelná energie
• Energie ohně

Související články

• Práce