Bagaimana dengan tenaga yang terkandung dalam bahan?

The tenaga yang terkandung dalam bahan, Di peringkat makroskopik, ia dipecahkan dalam beberapa cara berikut: terma, kimia atau nuklear. Bahan boleh melepaskan atau menyerap beberapa jenis tenaga ini apabila berinteraksi dengan bahan lain.

Tenaga yang dikeluarkan boleh digunakan untuk melakukan beberapa jenis kerja, seperti menggerakkan kenderaan, menyalakan lampu, meningkatkan roket, menghasilkan arus elektrik dan banyak jenis kerja. 

Oleh sebab itu, ia mendakwa bahawa tenaga badan adalah keupayaannya untuk melakukan pekerjaan, atau tenaga itu dapat diubah menjadi pekerjaan.

Pada tahap asas, iaitu, pada skala molekul dan atom, tenaga yang terkandung dalam perkara itu adalah tenaga kinetik, tenaga dan tenaga yang berpotensi yang terkandung dalam jisim unsur -unsur nuklear atom.

Tenaga haba

Tenaga terma adalah ungkapan makroskopik tenaga kinetik, atau tenaga pergerakan atom yang membentuk bahan.

Sebagai contoh, dalam gas, molekul boleh dipindahkan ke dalamnya, jadi mereka mempunyai tenaga kinetik translasi. Jumlah tenaga kinetik semua zarah yang membentuk bahan adalah tenaga terma.

Tenaga ini dicirikan melalui jumlah makroskopik yang dipanggil suhu, berkadar dengan nilai purata tenaga kinetik zarah yang membentuk bahan.

Apabila dua bahan bersentuhan, terdapat trafik tenaga terma daripada suhu yang lebih tinggi ke suhu terendah. Fenomena ini dijelaskan pada tahap mikroskopik sebagai pemindahan tenaga kinetik zarah terpantas ke yang paling lambat.

Tenaga terma dalam transit, dua bahan yang bersentuhan, dipanggil haba.

Enjin stim

Memanaskan air dari dandang stim, tenaga haba dipindahkan dari api arang batu yang terbakar ke air, sehingga menghasilkan wap air pada suhu tinggi dan tekanan tinggi, kerana dandang adalah bekas hermetik hermetik.

Boleh melayani anda: apa itu geoid?

Tenaga haba mampu melaksanakan kerja mekanikal. Contohnya, apabila stim panas dandang dihantar ke silinder dengan omboh mudah alih, zarah stim memberi tekanan ke atasnya, menggerakkannya.

Sekiranya omboh digabungkan ke roda menggunakan rod penyambung, yang sama diputar. Ini adalah prinsip pengoperasian lokomotif stim lama, yang menggunakan tenaga terma wap air untuk menggerakkan lokomotif, yang seterusnya bergerak ke kereta api. 

Tenaga kimia

Ia adalah tenaga berpotensi yang disimpan dalam pautan atom yang membentuk molekul bahan. Asalnya adalah elektromagnet, terutamanya disebabkan oleh interaksi elektrostatik antara beban.

Apabila ikatan atau ikatan ini dipecahkan oleh tindak balas kimia, tenaga berpotensi yang dikeluarkan dalam setiap molekul menjadi tenaga kinetik dari konstituennya. Dengan cara ini, tindak balas kimia eksotermik melepaskan tenaga kimia untuk menjadikannya tenaga terma.

Pembakaran adalah tindak balas kimia di mana bahan tertentu, yang dipanggil bahan api, Ia digabungkan dengan oksigen, menghasilkan kerosakan pautan dan membentuk sebatian baru. Dalam proses itu, potensi tenaga setiap ikatan molekul bahan api dibebaskan, menyebabkan molekul yang terhasil untuk memperoleh tenaga kinetik.

Bersama -sama, produk pembakaran mempunyai lebih banyak tenaga terma daripada bahan bakar dan oksigen sebelum pembakaran.

Motor pembakaran dalaman dan tenaga kimia

Sekali lagi, kerana produk pembakaran mempunyai suhu tinggi dan tekanan tinggi, mereka boleh digunakan untuk menggerakkan piston enjin pembakaran dalaman. Dan akibat pelepasan tenaga kimia bahan bakar, enjin berfungsi untuk melaksanakan pekerjaan, seperti memulakan kereta.

Bateri dan Tenaga Kimia

Satu lagi contoh tenaga kimia adalah bateri, di mana elektron dibebaskan terima kasih kepada reaksi kimia. Ini seterusnya bergerak melalui pemandu luaran dan membuat pekerjaan, contohnya gerakkan motor elektrik.

Boleh melayani anda: elektromagnet: komposisi, bahagian, bagaimana ia berfungsi dan aplikasi

Semuanya menunjukkan bahawa kereta masa depan akan menjadi elektrik, tetapi di belakang.

Tenaga nuklear

Albert Einstein menunjukkan bahawa sekeping bahan, untuk fakta semata -mata mempunyai jisim, walaupun ia berehat, mengandungi sejumlah besar tenaga. Fakta ini ditunjukkan dalam persamaan yang terkenal:

Di mana m adalah jisim, c Kelajuan cahaya dalam kekosongan dan tenaga yang terkandung dalam sekeping bahan.

Ia adalah kesetaraan antara jisim dan tenaga, oleh itu, jisim bahan boleh menjadi tenaga dan sebaliknya. Sebagai contoh, dengan sepenuhnya hancur 1 g perkara, tenaga yang bersamaan dengan:

E = 1g x (300.000 km/s)² = 0.001 kg x (3 x 10⁸ Cik)² = 9 x 10¹³ Joules = 20 kiloton.

Tenaga yang bersamaan dengan yang dikeluarkan dalam letupan dua puluh ribu tan TNT. Dengan jumlah tenaga ini, dengan cara yang terkawal, kapal terbang pesawat boleh dipromosikan untuk menjadikan bumi beberapa kali.

Sejumlah besar tenaga dalam bentuk radiasi elektromagnet juga akan dikeluarkan, iaitu, cahaya.

Jisim bahan terkandung dalam 99.99% dalam nukleus atom yang membentuk bahan tersebut. Jisim atom adalah terutamanya tenaga berpotensi interaksi nuklear yang kuat yang menjadikan proton dan neutron bersama -sama dalam nukleus.

Apabila ini pecah "Pautan Nuklear", Dengan membombardir zarah tenaga atau melalui dua perlanggaran, sejumlah besar tenaga dilepaskan, kerana kehilangan sebahagian kecil jisim dalam reaksi nuklear.

Boleh melayani anda: bunyi akut: ciri dan contoh

Gabungan nuklear

Di dalam bintang seperti matahari, tindak balas gabungan nuklear berlaku. Di sana, disebabkan oleh suhu yang tinggi, teras atom hidrogen dan deuterium dipisahkan dari elektron dan bergerak pada kelajuan yang sangat tinggi. 

Sebaliknya, kerana tekanan besar di dalam bintang, nukleus sangat dekat antara satu sama lain dan kebarangkalian kejutan frontal antara dua nukleus hidrogen agak tinggi.

Tenaga kinetik yang sangat tinggi dari nukleus dalam perlanggaran mengatasi penolakan elektrostatik, menjadikan pendekatan nukleus begitu banyak, sehingga kekuatan nuklear yang sangat pendek bertindak dan membuat mereka bersama -sama, membentuk nukleus yang lebih besar.

Dalam proses mengikat atau gabungan dua nukleus hidrogen untuk membentuk teras helium, sebahagian daripada jisim hilang. Ini bermaksud bahawa teras helium yang dibentuk oleh gabungan lebih ringan daripada jumlah unsur asalnya.

Ini disebabkan oleh fakta bahawa sebahagian daripada jisim awal digunakan untuk tenaga pautan nuklear dan satu lagi dikeluarkan sebagai tenaga kinetik dari neutron dan foton akibat reaksi. Oleh itu, tenaga yang dikeluarkan dalam gabungan nuklear berasal dari kehilangan jisim dalam tindak balas dan penukaran seterusnya menjadi tenaga.

Fision nuklear

Ini dipanggil proses di mana teras berat dibahagikan kepada dua teras yang lebih ringan, kerana perlanggaran neutron kejadian dengan kelajuan tinggi.

Dalam proses kehilangan jisim, kerana jumlah massa nukleus yang dihasilkan kurang daripada jisim nukleus asal.

Jisim yang hilang ini berubah menjadi tenaga kinetik nukleus yang dihasilkan (tenaga termonuklear) dan radiasi. Inilah cara bom atom dan pam nuklear uranium melepaskan tenaga bahan.