Τεχνολογία + Ρομποτική: Ενέργεια + Ισχύς

Ενέργεια

Η ενέργεια είναι ένα φυσικό μέγεθος που το αντιλαμβανόμαστε κυρίως από τα αποτελέσματά της, που είναι γνωστά σαν έργο. Εμφανίζεται με πολλές μορφές. Επίσης ισχύει ότι ενέργεια είναι η ικανότητα ενός σώματος ή συστήματος να παράγει έργο.

Μονάδα μέτρησης της ενέργειας είναι το Joule (J). 1 J=1 Newton * 1 meter = 1Nm = 1 Kg * 1 m² / 1 s²

Είδη ενέργειας:

Κινητική ενέργεια :

Είναι η ενέργεια που έχει ένα σώμα όταν κινείται και π.χ. ένα αυτοκίνητο που κινείται

Δυναμική ενέργεια :

Η ενέργεια που έχει ένα σώμα όταν βρίσκεται σε κάποιο πεδίο δυνάμεων όπως αυτό της βαρύτητας της Γής. Ακόμη είναι η ενέργεια που έχουν τα σώματα λόγω της παραμόρφωσής τους, π.χ. συμπιεσμένο ελατήριο.

Η Κινητική και η Δυναμική ενέργεια μαζί αποτελούν την Μηχανική ενέργεια.

Θερμική ενέργεια :

Είναι το σύνολο της κινητικής ενέργειας των σωματιδίων που συγκροτούν τα υλικά σώματα, καθώς αυτά κινούνται στο εσωτερικό τους.

Ηλεκτρική ενέργεια :

Αναφέρεται στην κινητική ενέργεια των κινούμενων ηλεκτρονίων (ηλεκτρικό ρεύμα), λόγω της ύπαρξης διαφοράς δυναμικού στα άκρα ενός αγωγού. Παράγεται από μετατροπή άλλων μορφών ενέργειας.

Χημική ενέργεια :

Είναι το σύνολο της ενέργειας που απαιτήθηκε για τη συγκρότηση μορίων χημικών ουσιών από διάφορα άτομα. Είναι αποθηκευμένη στο ξύλο, κάρβουνο, πετρέλαιο, τρόφιμα και απελευθερώνεται με την καύση, που είναι χημική αντίδραση.

Πυρηνική ενέργεια:

Είναι η δυναμική ενέργεια που βρίσκεται εγκλεισμένη στους πυρήνες των ατόμων λόγω της αλληλεπίδρασης των σωματιδίων που τα συνιστούν και απελευθερώνεται κατά τη σχάση ή τη σύντηξη των πυρήνων.

Φωτεινή ενέργεια :

Χαρακτηρίζεται η ενέργεια που μεταφέρεται ως ορατό ηλεκτρομαγνητικό κύμα, δηλαδή φώς και αποτελεί μέρος της ηλιακής ενέργειας.

Ήπιες μορφές ενέργειας :

Προέρχονται από φυσικές διαδικασίες και είναι ¨καθαρές¨, δεν προκαλούν μόλυνση του περιβάλλοντος.

Ηλιακή : η ενέργεια που προέρχεται από τη σύντηξη πυρήνων υδρογόνου στον ήλιο

Αιολική : ενέργεια που παίρνουμε από τον άνεμο

Γεωθερμική : θερμότητα που προέρχεται από το εσωτερικό της γής

Βιομάζα : θερμότητα που παίρνουμε από την καύση ξύλου ή ενεργειακών φυτών

Υδροηλεκτρική: η κινητική ενέργεια του νερού που μετατρέπεται σε ηλεκτρική

Ισχύς

Η ισχύς είναι ένα μέγεθος που μας δείχνει πόσο γρήγορα παράγεται κάποιο έργο ή μετατρέπεται μια μορφή ενέργειας σε κάποια άλλη.

Μεγάλη ισχύς σημαίνει ότι μια ορισμένη ποσότητα ενέργειας μετασχηματίζεται (χρησιμοποιείται) σε μικρό χρόνο, ενώ μικρή ισχύς σημαίνει ότι χρειαζόμαστε μεγαλύτερο χρόνο για να μετατρέψουμε (χρησιμοποιήσουμε) την ίδια ποσότητα ενέργειας.

Π.χ. Η μεγάλη εστία (μάτι) της ηλεκτρικής κουζίνας μεταφέρει τριπλάσια θερμότητας από την μικρή και την προτιμάμε για ταχύτερο μαγείρεμα.

Μονάδα μέτρησης της ισχύος είναι το Watt (W). 1 W=1 Joule / 1 second

Η ενέργεια μπορεί να μετατραπεί σε άλλη μορφή και να παραχθεί έργο π.χ.

• Η ηλεκτρική σε μηχανική

• Η μηχανική σε ηλεκτρική

• Η χημική σε ηλεκτρική

• Η χημική σε θερμική και μηχανική

• Η ηλιακή σε χημική (φωτοσύνθεση)

Εικονικά πειράματα

Στην Ιστοσελίδα του University of Colorado : https://phet.colorado.edu/el/simulations/category/physics/work-energy-and-power θα βρείτε τα παρακάτω πειράματα (στα Ελληνικά) που βοηθούν ιδιαίτερα στην κατανόηση των μετατροπών και της διατήρησης της ενέργειας.

1. Ενέργεια: μορφές και μετατροπές

(Χρειάζεται να υπάρχει εγκατεστημένο Java Runtime)