Energi 1. Vad är energi? a. Förmåga att uträtta ett arbete 2. Olika former av energi a. Lägesenergi b. Rörelseenergi c. Värmeenergi d. Strålningsenergi e. Massa f. Kemisk energi g. Elektrisk energi 3. Demonstrera med en penna! a. Lägesenergi lyft upp den b. Rörelseenergi släpp den c. Värmeenergi vart tar rörelseenergin vägen när pennan når golvet? Omvandlas till värmeenergi hos golvet och pennan, och de blir varmare pga. molekylerna i golvet och pennan rör sig snabbare = de blir varmare d. Strålningsenergi Molekylerna avger värmestrålning, temperaturen sjunker, molekylerna rör sig mindre. 4. Förhållandet mellan temperatur och rörelseenergi a. Molekyler och atomer rör sig! b. Snabbare rörelse högre rörelseenergi högre temperatur
c. Vad händer om man tar bort all rörelseenergi från ett ämne? Vi uppnår absoluta nollpunkten 273,15 C = 0 o K Energiprincipen 1. Energiprincipen säger att energi inte kan skapas eller förstöras och enbart omvandlas mellan olika energiformer. a. Det är inte all energi som helt låter sig omvandlas till andra energiformer. b. Mekanisk energi som rörelseenergi kan omvandlas helt och hållet till elektrisk energi. Och elektrisk energi kan fullt ut omvandlas tillbaka till rörelseenergi. 100 % värme kan inte omvandlas till 100 % el c. Elektrisk energi kan omvandlas helt till termisk energi (värme). Men värme kan inte helt omvandlas till elektrisk energi. d. Värme inte fullt ut kan omvandlas till andra energiformer, men ju högre temperatur som värmen har, desto mer kan den omvandlas till andra energiformer.
Energikvalitet 1 Energiformer som låter sig omvandlas helt och fullt till andra energiformer sägs ha högsta energikvalitet. a. El & vattnets rörelseenergi l 2 Spillvärme, det vill säga termisk energi med låg temperatur, sägs ha usel kvalitet (vilket hörs på namnet). b. Spillvärme från t.ex. bilmotorn 3 Måttet på energikvalitet anger hur mycket av energi av en viss energiform som kan omvandlas till mekanisk energi (arbete). 4 Energikvalitet kan jämställas med ett mått på högsta verkningsgrad för en viss energiomvandling. Exempel på energikvalitet Mekanisk energi 1,00 Elektrisk energi 1,00 Kärnenergi 1,00 Strålningsenergi 0,95 Kemisk energi 0,90 Termisk energi, 300 C 0,52 Termisk energi, 80 C 0,23 Termisk energi, 20 C 0,07 Termisk energi, 0 C 0,00 Verkningsgrad 1. Verkningsgraden är ett mått på hur mycket energi som tillgodogörs vid en energiomvandling.
2. Verkningsgraden uttrycks som nyttig, användbar energi i förhållande till tillförd energi. Verkningsgrader anges ofta i procent. Ju högre verkningsgrad har processen desto effektivare energiomvandling. 3. Om verkningsgraden är 70 procent innebär det av förlusten (icke användbar energi) är 30 procent. Exempel 1 Bilar a. 30 % av energiinnehållet i bensin används till att driva bilen framåt. b. 70 % avgår som värme c. Verkningsgraden är 30 % 2 Koleldat elkraftverk a. 40 % av energiinnehållet i kol omvandlas till elektrisk energi b. Verkningsgraden = 40 % c. Vilket är smartast: Att använda kol till att värma hus, eller el från ett koleldat elkraftverk? Hur mäter man energi? 1. Jordens dragningskraft på ett föremål som väger 100 gram (0, 1kg) 1 Newton (1 N) 2. Lyfter du föremålet 1m har du tillfört föremålet energin 1N m 3. Enheten för energi är så viktig, att den har fått en alldeles egen enhet: Joule 1 J = 1Nm 4. Fler sätt att skriva energienheten på 1J = 1Nm = 1Ws 0, 24cal Energi från solen 1. Fusionsreaktioner i solen
a. Väteatomer slås samman till heliumatomer b. En liten del av massan när helium bildas omvandlas till strålningsenergi (ljus& värme) c. Ljuset & värmen når jorden d. Hav värms upp, vindar uppstår e. Växterna växer... Fotosyntesen a. Klorofyll fångar ljusenergi b. Ljusenergi hjälper till att omvandla koldioxid + vatten till druvsocker och syrgas c. Ordformel Ljusenergi + koldioxid + vatten druvsocker + syrgas d. Kemisk formel hν + 6CO2 + 6H2O C6H12O6 + 6O2 Cellandning a. Alla levande organismer har förmåga till cellandning även växterna! b. Ungefär omvänd fotosyntes Druvsocker + syrgas energi + koldioxid + vatten