§ 47. Досліджуємо енергію

Чим стає енергія?

1. Назви види енергії, що забезпечують життя чи роботу об'єктів на малюнку 47.1.

Мал. 47.1. Яка енергія потрібна?

2. Назви перетворення енергії на малюнку 47.2.

Мал. 47.2. Перетворення енергії

3. Розглянь малюнок 47.3. Порівняй енергію, яка потрібна для виконання різної роботи. У якому випадку потрібно більше енергії?

Мал. 47.3. Що потрібно для виконання роботи?

Як перетворюється енергія?

Енергія не утворюється з нічого й не зникає безслідно, а лише перетворюється з одного виду на інший. Важливо, що під час таких перетворень загальна кількість енергії залишається незмінною. Ця властивість відома як закон збереження і перетворення енергії.

Назви види енергії, які перетворюються один на інший у процесах на малюнку 47.4.

Мал. 47.4. І це все енергія

Як пов’язані робота й енергія

Енергія пов’язана з виконанням роботи. Щоб забити цвях, потрібно підняти молоток (на яку енергію молотка перетворюється тоді енергія м’язів?). Потім треба швидко вдарити ним по голівці цвяха (що за енергія перетворюється в цьому випадку?). Відтак енергію витрачено й роботу виконано — цвях забито.

Що більшу енергію має тіло, то більшу роботу воно може виконати. Не випадково робота й енергія вимірюють в тих самих одиницях — Дж (джоулях). Також використовують й іншу одиницю енергії — калорію (скорочено кал). Візьми до уваги: 1 кал приблизно дорівнює 4,2 Дж.

Люди здавна навчилися використовувати енергію вітру й течії річок — у вітряних і водяних млинах. Енергія вітру або води рухала лопаті. Цей обертовий рух передавався на жорна, які виконували роботу з перемелювання зерна.

Згодом люди навчилися використовувати теплову енергію пари. Винахід парової машини зумовив суттєвий промисловий прогрес у XVIII-XIX століттях.

Наступним етапом розвитку стало застосування електричної енергії.

У XX столітті людство навчилося використовувати атомну енергію.

А у XXI — активно працює над тим, як навчитися задовольняти свої енергетичні потреби без шкоди довкіллю.

Знайомся: коефіцієнт корисної дії

Під час передавання або перетворення енергії, а також під час виконання роботи завжди є втрати енергії на сторонні зміни. Наприклад, під час забивання цвяха частина енергії витрачається на подолання сили тертя повітря. У процесі роботи будь-яких механізмів їхні деталі також зазнають тертя.

Ефективність приладів порівнюють за коефіцієнтом корисної дії — величиною, що вказує, яка кількість енергії витрачається на виконання справді корисної роботи.

Щоби визначити коефіцієнт корисної дії, потрібно поділити значення виконаної роботи на затрачену енергію.

1. Запиши по одному прикладу пристроїв (механізмів, установок тощо), які призначенні для перетворення енергії з одного виду на інший: а) теплової на світлову, б) механічної на електричну; в) електричної на теплову.

2. Опиши перетворення енергії на малюнку 47.5.