Razlika između inačica stranice »Energija«

Dodana 7.363 bajta ,  prije 4 godine
Nadopunio Energija
m (uklonjena promjena suradnika 89.17.7.244 (razgovor), vraćeno na posljednju inačicu suradnika BlackArrow)
(Nadopunio Energija)
{{Klasična mehanika}}
'''Energija''' je sposobnost nekog tijela ili mase tvari da obavi neki [[rad (fizika)|rad]] a isto se tako može reći da su rad i energija ekvivalentni pojmovi, iako opseg i sadržaj tih dviju riječi nije posve identičan. U biti, '''promjena energije''' jednaka je '''izvršenom radu''' pa se stoga i izražavaju istom mjernom jedinicom - džul ['''J'''] u čast engleskog fizičara [[James Prescott Joule|Jamesa Prescotta Joulea]].
Vršenje rada se može manifestirati na mnogo načina: kao promjena položaja, brzine, temperature itd.
 
[[datoteka:Lightning over Oradea Romania zoom.jpg|mini|desno|300px|Kod tipične [[munja|munje]] oko 500 [[Džul|MJ]] [[Električna energija|električne potencijalne energije]] se pretvara u druge oblike energije jednake vrijednosti, uglavnom [[svjetlost|svjetlosnu]] energiju, [[zvuk|zvučnu]] energiju i [[toplina|toplinsku]] energiju.]]
U svemiru ne postoje tijela i sustavi koji ne posjeduju energiju. Energiju se ne može uništiti, ona prelazi iz jednog oblika u drugi, s jednog tijela na drugo i uvijek u skladu sa [[Zakon očuvanja energije|zakonom očuvanja energije]]. Postoje mnogi oblici energije koji opet imaju svoje podskupine koje dolaze do izražaja kod proučavanja različitih znanstvenih problema:
 
*[[Kinetička energija]]
[[datoteka:Krka01049.JPG|desno|300px|mini|[[Hidroenergija]] ili energija vode: [[Hidroelektrana Jaruga]] je '''druga najstarija''' [[hidroelektrana]] u svijetu i prva u [[Europa|Europi]]. Sagrađena je ispod slapa [[Skradinski buk|Skradinskog buka]] na rijeci [[Krka|Krki]] (danas unutar [[Nacionalni park Krka|Nacionalnog parka Krka]]).]]
*[[Potencijalna energija]]
 
*[[Toplina|Toplinska energija (toplina)]]
[[datoteka:VE Vratarusa 2011.jpg|mini|desno|300px|[[Energija vjetra]]: [[Vjetroelektrana Vrataruša]] kod [[Senj]]a, se nalazi na obroncima [[Velebit]]a i bila je najveća vjetroelektrana u Hrvatskoj, s instaliranom snagom od 42 MW.]]
*[[Unutarnja energija]]
 
*[[Električna energija]]
[[datoteka:Bullet coming from S&W.jpg|mini|desno|300px|[[Kinetička energija]] je energija [[Tijelo (fizika)|tijela]] u [[gibanje|gibanju]].]]
*[[Kemijska energija]] itd.
 
[[datoteka:Balanced Rock.jpg|right|mini|desno|300px|[[Potencijalna energija]] je energija koju posjeduje neko tijelo zbog svojega položaja u prostoru.]]
 
'''Energija''' ([[Grčki jezik|grč]]. ''ἐνέργεıα'': rad, učinak) je djelotvorna [[sila]], životna djelatnost, odlučnost, odrješitost. Energija, u [[fizika|fizici]] (oznaka ''E''), je sposobnost nekoga tijela ili sustava da obavi neki [[Rad (fizika)|rad]]; veličina koja karakterizira [[gibanje]], mirovanje ili položaj tijela, [[tekućine]], čestice ili sustava čestica te veličina za opis čestica polja koje prenose prirodne sile i međudjelovanja [[čestica]]. U prirodnofilozofskom smislu, energija zajedno s tvari daje pojam [[materija|materije]]. Energija se u prirodi, tehnici i industriji pojavljuje u različitim oblicima, koji se pretvaraju jedan u drugi po načelu [[Zakon očuvanja energije|očuvanja energije]]: ona se ne može potrošiti ni stvoriti, već samo promijeniti svoj oblik. U [[Gravitacija|gravitacijskome polju Zemlje]], da bi se tijelo pomaknulo po nekome proizvoljnom putu, treba obaviti rad dizanja. Budući da je [[sila teža]] konzervativna, rad dizanja, koji ovisi samo o visinskoj razlici između početne i krajnje točke puta, nije izgubljen, nego odgovara razlici potencijalnih energija u početnoj i konačnoj točki puta. Dakle, [[potencijalna energija]] ''Ep'' ovisi o položaju tijela ''h'' u polju sile teže:
 
:<math>E_p = m \cdot g \cdot h</math> 
 
gdje je: ''g'' = 9,80665 m/s², [[Ubrzanje zemljine sile teže]] na standardnim mjestima Zemljine površine.
 
Kada tijelo pada, njegova se potencijalna energija smanjuje i pretvara u kinetičku energiju. Općenito se pod djelovanjem neke sile tijelo mase ''m'' ubrzava na nekom putu. Promjene brzine tijela, zbog rada što ga obavi tijelo ili rada utrošenog na tijelu, izražavaju se kinetičkom energijom:
 
:<math>E_k=\frac{m \cdot v^2}{2}</math>
 
Dakle, utrošeni rad ubrzanja ''dW'' jednak je promjeni kinetičke energije ''dE<sub>k</sub>'' tijela mase ''m'':
 
:<math> dW = F \cdot ds = d(\frac{m \cdot v^2}{2}) = dE_k </math>
 
Pojmove potencijalne i kinetičke energije u mehaniku su uveli [[Galileo Galilei]], [[Isaac Newton]] i [[Gottfried Leibniz]], a formulacije zakona očuvanja energije dugujemo [[Joseph-Louis Lagrange|Joseph-Louisu Lagrangeu]] i [[Hermann von Helmholtz|Hermannu von Helmholtzu]]. Mehaničku narav [[toplina|topline]] u 19. stoljeću dokazali su [[James Prescott Joule]] i [[Robert Mayer]]. U konzervativnim poljima sile ([[gravitacijska sila]], sila [[opruga|opruge]], [[Coulombov zakon| Coulombovova sila]]) ukupna je energija očuvana:
 
:<math> E = E_p + E_k = konst. </math>,
 
dok kod nekonzervativnih polja (sila [[trenje|trenja]]) to nije zadovoljeno jer se rad pretvara u toplinu. Konačnu formulaciju zakona očuvanja energije iznijeo je [[Albert Einstein]] (1905.): "Ako tijelo predaje energiju u obliku zračenja, masa mu se umanjuje za E/c²", što je slavna jednadžba:
 
:<math>E = m \cdot c^2</math>
 
za [[Ekvivalencija mase i energije|ekvivalenciju mase i energije]], u kojoj je ''c'' [[brzina svjetlosti]] u vakuumu.
 
Istraživanjima primjene energije u svakodnevnom životu, energetskim izvorima, i utjecajima uporabe energije na okoliš bavi se [[energetika]].
 
Zakonite mjerne jedinice energije jesu: [[džul]] (J) u čast engleskog fizičara [[James Prescott Joule|Jamesa Prescotta Joulea]], [[elektronvolt]] (eV ≈ 1,602 177 33 × 10<sup>–19</sup> J) te umnošci zakonitih jedinica snage i vremena, na primjer [[kilovatsat]] (1 kWh = 3,6 MJ). Zastarjele su mjerne jedinice energije: erg (erg = 10<sup>–7</sup> J), kilopondmetar (1 kpm = 9,8066 J), te za toplinu i energijsku vrijednost hrane [[kalorija]] (1 cal = 4,1868 J). <ref> '''energija''', [http://www.enciklopedija.hr/natuknica.aspx?ID=17932] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2015.</ref>
 
== Vrste energija ==
U svemiru[[svemir]]u ne postoje tijela i sustavi koji ne posjeduju energiju. Energiju se ne može uništiti, ona prelazi iz jednog oblika u drugi, s jednog tijela na drugo i uvijek u skladu sa [[Zakon očuvanja energije|zakonom očuvanja energije]]. Postoje mnogi oblici energije koji opet imaju svoje podskupine koje dolaze do izražaja kod proučavanja različitih znanstvenih problema:
* [[Kinetička energija]]
* [[Potencijalna energija]]
* [[Toplina|Toplinska energija (toplina)]]
* [[Unutarnja energija]]
* [[Električna energija]]
* [[Kemijska energija]] itdi druge.
 
Izračunavanje energije je jedan od bitnijih zadataka u tehnici, s obzirom da nam to daje informaciju o mogućem [[Rad (fizika)||radu]] koji se može dobiti, a znanja o procesima i načinima pretvaranja raznih oblika energije u mehnički rad su kamen temeljac tehnološkog napretka i ljudske civilizacije.
 
=== Kinetička energija ===
U fizici elementarnih čestica se upotrebljava manja i mnogo prikladnija jedinica za energiju - elektronvolt ['''eV'''], koji iznosi 1.602176462×10<sup>-19</sup> J. 1 elektronvolt je definiran kao ona energija koju ima čestica [[električni naboj|električnog naboja]] <math>\ e</math> kad je iz stanja mirovanja ubrza [[napon]] od 1 V.
{{Glavni|Kinetička energija}}
 
'''Kinetička energija''' (prema [[Grčki jezik|grč]]. ''ϰıνητıϰός'': koji se giba, koji pokreće; oznaka ''E<sub>k</sub>'') je energija [[Tijelo (fizika)|tijela]] u [[gibanje|gibanju]]. Mjera joj je [[Rad (fizika)|rad]] što ga tijelo može izvršiti, svladavajući vanjske [[Sila|sile]], prije nego što dođe u stanje mirovanja. Ona je veća što se čestice brže gibaju i što imaju veću masu. Za tijelo [[masa|mase]] ''m'' koje se giba [[brzina|brzinom]] ''v'' kinetička energija je:
:<math>E_k=\frac{m \cdot v^2}{2}</math>
 
Ovo vrijedi samo za brzine mnogo manje od [[brzina svjetlosti|brzine svjetlosti]]. Kinetička energija, kao i svi drugi oblici energije, ne može nastati niti nestati nijednim čovjeku poznatim načinom. Energija samo mijenja svoje stanje i prelazi iz jednog oblika u drugi, o čemu govori [[zakon očuvanja energije]]. [[Temperatura]] je mjera prosječne kinetičke energije čestica i unutarnje energije tijela. <ref> '''kinetička energija''', [http://www.enciklopedija.hr/Natuknica.aspx?ID=31494] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2015.</ref>
 
=== Potencijalna energija ===
{{Glavni|Potencijalna energija}}
 
'''Potencijalna energija''' (oznaka ''E<sub>p</sub>'') je energija koju posjeduje neko tijelo zbog svojega položaja u prostoru ili zbog dobivenih elastičnih [[deformacija]] (na primjer rastegnuta ili stisnuta [[opruga]], savijeni štap i slično). Prelaskom tijela u novi položaj ili oslobađanjem njegovih deformacija, potencijalna energija može prijeći u kinetičku energiju tijela ili izvršiti određeni [[Rad (fizika)|rad]]. Tako na primjer kamen padajući gubi visinu, čime mu se smanjuje potencijalna energija, a povećava kinetička zbog rastuće brzine. Stisnuta ili rastegnuta opruga, oslobađajući deformacije, može nekomu tijelu davati kinetičku energiju ili svladavati neke otpore. Potencijalna energija vezana je za sile koje djeluju na tijelo. Tako je potencijalna funkcija tijela [[težina|težine]] ''G = m ∙ g'' na [[visina|visini]] ''h'', mjereno od neke proizvoljno odabrane nulte razine,
 
:<math>E_p = G \cdot h = m \cdot g \cdot h</math>,
 
a potencijalna funkcija opruge konstante krutosti ''c'' rastegnute za duljinu ''x'':
 
:<math>E_p = c \cdot \frac{x^2}{2} </math>
 
[[Sila|Sile]] su na ta dva tijela tada prve [[Derivacija|derivacije]] pripadnih potencijalnih energija po koordinati položaja ''h'', odnosno ''x'', usmjerene suprotno od pozitivnoga prirasta tih koordinata. Nekonzervativne sile (otpori, trenja) nemaju potencijalnu funkciju. Potencijalna energija relativna je veličina, a nulta se razina određuje proizvoljno.
 
Pojam potencijalne energije vezuje se i uz stlačene [[plin]]ove, [[Kemijska energija|kemijsku]] i [[toplina|toplinsku energiju]], [[Coulombov zakon|električna potencijalna polja]], [[Nuklearna energija|energiju vezanu uz jezgre atoma]] i drugo. <ref> '''potencijalna energija''', [http://www.enciklopedija.hr/Natuknica.aspx?ID=49737] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2015.</ref>
 
== Izvori ==
{{izvori}}
 
=== Povezani pojmovi ===
*[[Eksergija]]
*[[Entalpija]]