Ebooks, Audobooks and Classical Music from Liber Liber
a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z





Web - Amazon

We provide Linux to the World


We support WINRAR [What is this] - [Download .exe file(s) for Windows]

CLASSICISTRANIERI HOME PAGE - YOUTUBE CHANNEL
SITEMAP
Audiobooks by Valerio Di Stefano: Single Download - Complete Download [TAR] [WIM] [ZIP] [RAR] - Alphabetical Download  [TAR] [WIM] [ZIP] [RAR] - Download Instructions

Make a donation: IBAN: IT36M0708677020000000008016 - BIC/SWIFT:  ICRAITRRU60 - VALERIO DI STEFANO or
Privacy Policy Cookie Policy Terms and Conditions
Energi - Wikipedia

Energi

Fra Wikipedia, den frie encyklopædi

Energi kommer fra græsk εν = "i" og εργον = "arbejde". I hverdagssproget betegner energi legemlig og åndelig kraft. I fysikken betegner energi evnen til at udføre arbejde eller opvarme noget. Energi kan omdannes fra en form til en anden, men hverken opstå ud af ingenting eller tilintetgøres. Den samlede energi i universet er således konstant.

Energi er et abstrakt begreb som vanskeligt lader sig definere præcist. Det har imidlertid vist sig at være meget nyttigt at operere med størrelsen energi når man skal beskrive de processer der forløber i et fysisk system. Der omsættes bl.a. energi ved temperaturændringer og overgange mellem tilstandsformer, når en genstand deformeres eller ændrer beliggenheds- eller bevægelsestilstand, i forbindelse med emission og absorption af elektromagnetisk stråling, og når atom- eller kernefysiske reaktioner forløber.

Indholdsfortegnelse

[redigér] Historisk overblik

Snart sagt alle de processer som forløber i naturen, herunder hverdagens gøremål, involverer forbrug, eller rettere omsætning af energi. På de moderne kraftvarmeværker bliver den energi som findes i brændslet omdannet til elektrisk energi og varme. Energien transporteres ud til forbrugerne hvor den forsyner husholdningernes varme- og lyskilder samt et væld af el-forbrugende apparater.

I begyndelsen var mennesket henvist til den energi som findes i føden og i sollyset. Ved ildens tæmning blev det muligt at udnytte den kemiske energi som er bundet i organisk materiale i form af træ. Efter landbrugets indførelse kunne den energi som i bundet i husdyrenes foder nyttiggøres i form af animalsk trækkraft. Senere kom man på at bygge vind- og vandmøller for udnytte den energi som findes i strømmende luft og vand. Siden den industrielle revolution er menneskehedens energiforbrug eksploderet, og det har derfor været nødvendigt at inddrage stadig større energiressourcer for at opfylde behovet. Fossilt brændsel (kul, gas, olie) har længe spillet og spiller stadig hovedrollen. I nyere tid er det blevet muligt at udnytte den energi som frisættes ved kernefysiske processer. De traditionelle kernekraftværker repræsenterer en overgangsteknologi, eftersom mængden af tilgængeligt fossilt brændsel er begrænset, medens de projekterede fusionkraftværker vil kunne levere en nærmest ubegrænset mængde energi hvis de lader sig realisere. I nyeste tid spiller vedvarende energi (solenergi, vandenergi, vindenergi) atter en væsentlig rolle.

[redigér] Enheder for energi

Energi angives almindeligvis i SI-enheden joule (J). 1 J er lig 1 kg m2/s2. En joule er en lille energienhed set i relation til menneskekroppen. Den gennemsnitlige, daglige energiomsætning for et menneske er af størrelsesorden 10 megajoule.

En lidt ældre energienhed er kalorie (cal). Per defintion er 1 cal den energi som kræves for at opvarme 1 g vand fra 14,5 grader Celsius til 15,5 grader Celsius. Kalorien er en praktisk enhed ved kalorimetriske undersøgelser. 1 cal er lig 4,18 J.

Den elektriske energi som kraftværkerne leverer, måles i kilowatt-timer (kWh), hvor kilo er det dekadiske præfiks for 103, watt er SI-enheden for effekt, og h er en forkortelse for hour eller hora som betyder time på hhv. engelsk og latin). En kWh er således 3,6 megajoule.

På atomart niveau er enheden elektronvolt (eV) praktisk. Per derfinition er 1 eV den energi som omsættes når en elementarladning gennemløber et spændingsfald på 1 volt. 1 eV er lig 1,602 x 10-19 J.

[redigér] Energiformer

[redigér] Mekanisk energi

Kinetisk energi er energi der knytter sig til legemer i bevægelse. Hvis en partikel med masse m bevæger sig med hastigheden v er den kinetiske energi givet ved formlen

E_\mathrm{kin} = \frac{mv^2}{2}

Resulterende kræfters arbejde er lig ændringen i kinetisk energi:

A_\mathrm{res} = F_\mathrm{res}\Delta s = ma\Delta s = m\cdot\frac{v_2 - v_1}{t_2 - t_1}\cdot \frac{v_2 + v_1}{2}\cdot(t_2 - t_1) = \frac{m(v_2^2 - v_1^2)}{2} = \Delta E_\mathrm{kin}

Potentiel energi er energi der knytter sig en genstands beliggenhed i et konservativt kraftfelt. Per definition er ændring i potentiel energi lig det arbejde som udføres imod feltkraften ved en flytning fra A til B. Kravet om at feltet er konservativt kommer ud på at det udførte arbejde ikke afhænger af vejen ad hvilken flytningen har fundet sted:

Afelt = − FfeltΔs = ΔEpot

Tæt på Jordens overflade kan man beregne den potentielle energi for en partikel der befinder sig i Jordens tyngdefelt vha. formlen

E_\mathrm{tyng} = m \cdot g \cdot h

hvor m er partiklens masse, g er tyngdeaccelerationen, og h er højden over et vilkårligt valgt nulpunkt. Det generelle udtryk for den potentielle energi som knytter sig til massetiltrækningen mellem to legemer er

E_\mathrm{grav} = -G \cdot \frac{Mm}{r}

hvor m og M betegner legmernes masser, r er legmernes indbyrdes afstand, og G er den universelle gravitationskonstant.

Ved sammenpresning eller strækning af en fjeder oplagres potentiel energi. Man kan beregne størrelsen af den oplagrede energi vha. formlen

E_\mathrm{fjed} = \frac{kx^2}{2}

hvor k er fjederkonstanten, og x er afvigelsen fra ligevægtslængden.

Mekanisk energi er energi der knytter sig til bevægelse og beliggenhed:

Emek = Ekin + Epot

Ydre kræfters arbejde er lig ændringen i mekanisk energi:

Aydre = FydreΔs = (FresFfelts = AresAfelt = ΔEkin + ΔEpot = ΔEmek

I et isoleret system er den mekaniske energi bevaret:

ΔEmek = 0 = ΔEkin + ΔEpot

og herpå beror begrebets nytte.

[redigér] Elektrisk energi

 I et lyn udlades store mængder elektrisk energi i korte tidsrum.
Forstør
I et lyn udlades store mængder elektrisk energi i korte tidsrum.

Når ladningen q gennemløber det elektriske spændingsfald U, omsættes energien

E = qU.

Når spændingsfaldet over en komponent i et elektrisk kredsløb er U, og den elektriske strømstyrke gennem komponenten er I, omsættes der i tidsrummet t energien

E_\mathrm{komp} = U \cdot I \cdot t

Den potentielle energi der knytter sig til den elektriske vekselvirkning mellem to ladninger er givet ved

E_\mathrm{el} = \frac{1}{4\pi\varepsilon_0} \cdot \frac{qQ}{r}

hvor \varepsilon_0 er vakuumpermittiviteten, q og Q er størrelsen af de to ladninger (regnet med fortegn), og r er ladningernes indbyrdes afstand.

[redigér] Magnetisk energi

Den potentielle energi for et magnetisk moment der befinder i et ydre magnetfelt afhænger af vinklen mellem felt og moment:

Emom = − μBcos(θ)

hvor μ er størrelsen af det magnetiske moment, B er den magnetiske fluxtæthed, og θ er vinklen. Den potentielle energi er altså mindst når momentet er orienteret parallelt med det ydre felt.

[redigér] Kemisk energi

Ved kemiske reaktioner frisættes eller bindes energi. Til praktiske formål spiller forbrændingsreaktioner, hvor ilt fungerer som oxidationsmiddel, hovedrollen.

Ved planternes fotosyntese omdannes strålingsenergien i sollyset til kemisk energi i plantevævet. Når planten atter nedbrydes, frisætes energien på ny. Brændværdien (B) er per definition bundet energi (E) per masse m:

E = Bm

Den fysiologiske brændværdi for sukker er 17 MJ/Kg.

Fossilt brændsel er organisk materiale som er omdannet under temperatur- og trykpåvirkninger. Brændværdien for de forskellige typer af kul, olie og gas varierer mellem 30 MJ/kg og 50 MJ/kg.

Hydrogen reagerer med oxygen under vandudvikling med brændværdien 120 MJ/kg.

[redigér] Kerneenergi

Ved kerneprocesser konverteres en lille masse til store mængder energi. Det er en konsekvens af Albert Einsteins masse-energi-ækvivalens-princip, som kan udtrykkes i formlen

E = m \cdot c^2

hvor c er lysets hastighed. Ved en spontant forløbende kernereaktion er reaktanterne masse større end produkternes masse. Massetabet ækvivalerer den frisatte energi, som kaldes reaktionens Q-værdi:

Q = \Delta E = -\Delta m \cdot c^2

Ved kemiske reaktioner er den frisatte energi så lille at massetabet er praktisk taget umåleligt. Ved kernefysiske processer kan indtil 1 % af brændslets masse komverteres til energi.

Enhver atomkerne kan opfattes som produkt af en reaktion med kernens bestanddele som reaktanter. Kernens bindingsenergi afhænger af massedefekten, som er forskellen mellem massen af kernens bestanddele og kernemassen:

E_\mathrm{bind} = m_\mathrm{def} \cdot c^2

[redigér] Strålingsenergi

Solen er nu som før Jordens primære energikilde.
Forstør
Solen er nu som før Jordens primære energikilde.

Elektromagnetisk stråling transporterer energi. Intensiteten af den elektromagnetiske stråling er proportional med produktet af den elektriske feltstyrke og den magnetiske fluxtæthed:

S = \frac{EB}{\mu_0}

hvor μ0 er vakuumpermeabiliteten.

Uden for Jordens atmosfære er solstrålingens intensitet 1,35 kW/m2. En del af strålingen reflekteres er Jordens atmosfære, men solindfaldet på Jordens overflade er desuagtet enormt, nemlig af størrelsesorden 1017 joule (svarende til Danmarks årlige omsætning af elektrisk energi) per sekund .

I mange sammenhænge er det nødvendigt at opfatte elektromagnetisk stråling som en strøm af partikler – fotoner – der vekselvirker med stof. Man kan beregne den energi som en foton repræsenterer ved at benytte formlen

E = h \cdot \nu

hvor h er Plancks konstant, og ν er frekvensen af den elektromagnetiske stråling.

[redigér] Termisk energi

Varme er bevægelse på mikroskopisk niveau i en genstand. Ifølge varmelærens 1. hovedsætning kan man ændre den indre energi af et system ved at tilføre systemet varme eller ved at udføre arbejde på systemet:

ΔE = A + Q

Varme er energi af lav kvalitet i den forstand at andre former for energi altid kan omdannes fuldstændig til varme, mens det modsatte ikke er tilfældet. Energikvaliteten er lavere jo lavere temperaturen af varmereservoiret er.

Man kan beregne den varmemængde som skal tilføres eller fjernes fra en genstand for at opvarme eller afkøle den vha. følgende formel:

Q = mcΔt

hvor m er genstandens masse, Δt er temperaturændringen, og c er den specifikke varmekapacitet for det materiale som genstanden er lavet af.

Ved latent varme forstås den varme som er skjult, dvs. den varme som er medgået ved smeltning eller fordampning af en genstand. Man kan beregne den latente varme vha. følgende formel:

Q = mL

hvor m er massen af det stof som er smeltet eller fordampet, og L er den specifikke smelte- eller fordampningsvarme.

Den gennemsnitlige kinetiske energi der knytter sig til en frihedsgrad på mikroskopisk niveau er givet ved formlen

\varepsilon = \frac{k_\mathrm{B}T}{2}

hvor kB er Boltzmanns konstant, og T er den absolutte temperatur.

[redigér] Energikilder

Udnyttelse af en energikilde involverer i de fleste tilfælde brug af en transducer, som omdanner energien fra en form til en anden. Nyttevirkningen ved omdannelsen er et mål for hvor effektivt energikilden udnyttes.

Da energien ikke altid produceres når der er mest brug for den, har man endvidere udviklet forskellige metoder til energilagring.

[redigér] Fossile energikilder

Kul, olie og gas tegner sig i vor tid for hovedparten af verdens energiforbrug. Ressourceknaphed, utilstrækkelig forsyningssikkerhed og CO2-forurening er de væsentligste problemer herved.

Kul findes i forskellige kvaliteter spændende fra tørv over brunkul til stenkul.

Olie er en blanding af kulbrinter som ved raffinering bearbejdes til en række brændstoftyper og råprodukter i den petrokemiske industri, herunder benzin. Efterhånden som de lettest tilgængelige oliereserver udtømmes, intensiveres bestræbelserne på at udnytte den olie som findes bundet i olieskifer og oliesand rationelt.

Naturgas er betegnelsen for mineraloliens flygtigste komponenter.

[redigér] Kerneenergi

Kernekraftværkerne udvinder energi ved spaltning (fission) af isotoper af tunge grundstoffer, hovedsageligt uran og plutonium. Kernekraft byggende på fissionsbrændsel kan potentielt levere et betydeligt bidrag til energiforsyningen mange år frem i tiden, men problemerne med opbevaring af det radioaktive affald er endnu uløste.

Kernekraft baseret på sammensmeltning (fusion) af isotoper af lette grundstoffer befinder sig endnu i udviklingsfasen. Lykkes det at producere energi med udgangspunkt i deuterium og lithium i stor skala, er verdens energiforsyning sikret langt ud i fremtiden.

[redigér] Vedvarende energikilder

Vedvarende energikilder betegner energikilder som ikke slipper op inden for en overskuelig fremtid. Energilagringsproblematikken er meget udtalt i forbindelse med udnyttelse af vedvarende energikilder. Brændselscelleteknologien er et muligt svar på denne udfordring.

Biobrændsel omfatter brænde, som til specielle formå bearbejdes til trækul, halm og biogas. Bioethanol er et muligt alternativ til benzin.

Solenergi udnyttes dels til opvarmningsformål vha. solfangere og til fremstilling af elektricitet vha. solceller.

Vandkraft betegner udnyttelse vands beliggenhedsenergi vha. dæmninger og turbiner. Hertil føjer sig i nyere tid tidevandskraft og bølgeenergi.

Vindkraft er udnyttelse af luftens bevægelsesenergi vha. vindmøller, som i Danmark har givet grobund for en milliardindustri.

Hvor jordskorpen slår revner, f.eks. på Island, er der mulighed for at udnytte geotermisk energi.

[redigér] Se også

Distribueret elproduktion - Energioverførsel - Energistrategi - Oliekrise

Our "Network":

Project Gutenberg
https://gutenberg.classicistranieri.com

Encyclopaedia Britannica 1911
https://encyclopaediabritannica.classicistranieri.com

Librivox Audiobooks
https://librivox.classicistranieri.com

Linux Distributions
https://old.classicistranieri.com

Magnatune (MP3 Music)
https://magnatune.classicistranieri.com

Static Wikipedia (June 2008)
https://wikipedia.classicistranieri.com

Static Wikipedia (March 2008)
https://wikipedia2007.classicistranieri.com/mar2008/

Static Wikipedia (2007)
https://wikipedia2007.classicistranieri.com

Static Wikipedia (2006)
https://wikipedia2006.classicistranieri.com

Liber Liber
https://liberliber.classicistranieri.com

ZIM Files for Kiwix
https://zim.classicistranieri.com


Other Websites:

Bach - Goldberg Variations
https://www.goldbergvariations.org

Lazarillo de Tormes
https://www.lazarillodetormes.org

Madame Bovary
https://www.madamebovary.org

Il Fu Mattia Pascal
https://www.mattiapascal.it

The Voice in the Desert
https://www.thevoiceinthedesert.org

Confessione d'un amore fascista
https://www.amorefascista.it

Malinverno
https://www.malinverno.org

Debito formativo
https://www.debitoformativo.it

Adina Spire
https://www.adinaspire.com