Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

7.2: Енергія

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    22644

    • Anonymous
    • LibreTexts
    \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Цілі навчання
    • Визначте енергію.
    • Знати одиниці енергії.
    • Зрозумійте закон збереження енергії.

    Енергія - це вміння виконувати роботу. Подумайте про це: коли у вас багато енергії, ви можете зробити багато роботи; але якщо у вас мало енергії, ви не хочете робити багато роботи. Сама робота (w) визначається як сила (F), що діє на відстані (Δ x):

    ш = Ф × Δ х

    У СІ сила має одиниці ньютонів (N), тоді як відстань має одиниці метрів. Тому робота має одиниці N·m, ця складена одиниця перевизначається як джоуль (J).

    1 джоуль = 1 ньютон·метр1 J = 1 N·m

    Оскільки енергія - це здатність виконувати роботу, енергія також вимірюється в джоулі. Це первинна одиниця енергії, яку ми будемо використовувати тут.

    Скільки коштує 1 J? Досить підігріти приблизно одну четверту частину грама води на 1°C, щоб підігріти чашку кави від кімнатної температури до 50°С, а джоуль — це не так багато енергії. Не рідкість вимірювати енергії в тисячах джоулів, тому кілоджоуль (кДж) - загальна одиниця енергії, при цьому 1 кДж дорівнює 1000 Дж.

    Старша, але все ще поширена - одиниця енергії - це калорія. Калорійність (кал) спочатку визначалася з точки зору прогріву заданої кількості води. Сучасне визначення калорійності прирівнює її до джоулів:

    1 кал = 4,184 Дж

    Калорійність використовується при розгляді харчування. Енергетичний вміст продуктів часто виражається в калоріях. Однак одиниця калорій, що використовується для продуктів, насправді є кілокалорією (ккал). Більшість продуктів вказують на це шляхом написання слова з великої літери C - калорія. Малюнок\(\PageIndex{1}\) - Калорії на етикетках харчових продуктів, показаний один приклад.

    Харчова етикетка з червоним колом навколо кількості калорій.
    Малюнок\(\PageIndex{1}\) калорій на етикетках їжі © Thinkstock. Ця етикетка виражає енергетичний вміст їжі, але в Калорії (які насправді є кілокалоріями).
    Приклад\(\PageIndex{1}\)

    На етикетці на малюнку\(\PageIndex{1}\) зазначено, що порція має 38 кал. Скільки це джоулів?

    Рішення

    Ми визнаємо, що з великої літери C одиниця калорій насправді кілокалорії. Щоб визначити кількість джоулів, ми перетворюємо спочатку з кілокалорій в калорії (використовуючи визначення кіло- приставки), а потім з калорій в джоулі (використовуючи співвідношення між калоріями і джоулями). Так

    \[38\cancel{kcal}\times \frac{1000\cancel{cal}}{1\cancel{kcal}}\times \frac{4.184\, J}{1\cancel{cal}}=160,000\, J\nonumber \]

    Вправа\(\PageIndex{1}\)

    Порція каші для сніданку зазвичай має 110 кал. Скільки це джоулів енергії?

    Відповідь

    460 000 КМ

    При вивченні енергії ми використовуємо термін система для опису досліджуваної частини Всесвіту: мензурка, колба або контейнер, вміст якого спостерігається і вимірюється. Ізольована система - це система, яка не дозволяє передавати енергію або речовини в систему або з неї. Хорошим наближенням ізольованої системи є закрита ізольована пляшка термос-типу. Той факт, що пляшка термос-типу закрита, утримує матерію від переміщення або виходу, а той факт, що вона ізольована, утримує енергію від переміщення або виходу.

    Однією з фундаментальних уявлень про загальну енергію ізольованої системи є те, що вона не збільшується і не зменшується. Коли це трапляється з кількістю, ми говоримо, що кількість збережена. Закон збереження енергії говорить, що сумарна енергія ізольованої системи не змінюється. Як науковий закон, це поняття займає найвищий рівень розуміння, яке ми маємо про природний Всесвіт.

    Ключові виноси

    • Енергія - це здатність виконувати роботу і використовує одиницю джоуля.
    • Закон збереження енергії говорить, що сумарна енергія ізольованої системи не збільшується і не зменшується.