Energia

Energia to zdolność do wykonania pracy, definiowanej jako iloczyn siły działającej na obiekt i odległości, na jaką nastąpiło przesunięcie obiektu. Pojęcia energii i pracy są zatem bardzo zbliżone. W systemie metrycznym, energia i praca mierzone są w dżulach (J) lub w ergach. Jeden erg to wartość pracy wykonanej przy podniesienia obiektu ważącego 1 gram o 1 centymetr. Dżul to mniej-więcej 107 ergów¬¬¬. W systemie imperialnym używa się jednostki stopo-funt (foot-pound).

Rodzaje energii.

Za wyjątkiem reakcji jądrowych, energia nie może być ani wytwarzana ani niszczona. Może ona jednak przyjmować różne formy: ciepła, światła, elektryczności, energii chemicznej bądź energii mechanicznej.

Ciepło jest miarą tempa ruchu cząsteczek tworzących substancję. Im szybciej poruszają się cząsteczki, tym wyższa ich energia cieplna. Każda inna forma energii może zostać zamieniona w ciepło. Przy zamianie jednego rodzaju energii na inny, na przykład energii elektrycznej w energię świetlną, zawsze część energii jest rozpraszana w postaci ciepła.

• Światło to energia w postaci promieniowania elektromagnetycznego. Jej najlepszym przykładem jest energia słoneczna. Przykładem przekształcenia tej formy energii jest jej zamiana na energia chemiczną w procesie fotosyntezy prowadzonym przez rośliny.
• Energia elektryczna jest wynikiem oddziaływania pomiędzy ujemnie naładowanymi elektronami i obdarzonymi ładunkiem dodatnim protonami. Przykładem jej zastosowania jest bateria, gromadząca energię chemiczną, która po przekształceniu w energię elektryczną może być wykorzystywana w przedmiotach powszechnego użytku, na przykład w latarce.
• Energia chemiczna to energia wiązań chemicznych i układów cząsteczek. Przykładowo, gaz ziemny po osiągnięciu temperatury krytycznej reaguje z tlenem w reakcji spalania, w trakcie rozrywane są wiązania w cząsteczkach metanu, formują się nowe o niższej energii chemicznej, a nadmiar energii wydzielany jest jest ciepło.
• Energia mechaniczna przejawia się jako ruch lub zdolność do wykonania ruchu – jest wynikiem położenia lub stanu przedmiotu. Jeśli ciało, na przykład naciągnięta sprężyna, jest przytrzymywane w takiej pozycji, że po jego zwolnieniu może zostać wykonana praca, mówimy o energii potencjalnej. Gdy energia jest wynikiem samego ruchu, mówimy o energii kinetycznej. Przykładem obu rodzajów energii mechanicznej jest ciężarek zawieszony na sprężynie: gdy sprężyna jest nieruchomo naciągnięta, posiada energię potencjalną, zaś podczas ruchu, przy rozciąganiu i skracaniu – energię kinetyczną. Energia kinetyczna jest cyklicznie zamieniana na energię potencjalną.