De unde vine; în ce se transformă Curgerea Energiei De unde vine; în ce se transformă
Energia ca instrument în fizică Energia este o noţiune f. Abstractă, dar f. utilă Folosim conservarea energiei pt. a prezice comportarea punând E = mgh + ½mv2 = constant putem afla viteza la orice înălţime: v2 = 2gh(înălţimea de la care a cazut) Ne bazăm pe faptul că energia nu este creată din nimic De unde provine energia din jurul nostru? majoritatea din soare o parte din alte stele explodate (nucleogeneza) dar toată provine, în cele din urmă de la Big Bang. Dar surpinzător, energia netă a universului ar putea fi zero (şi se pare că aşa e)!
Energia se conservă (nu de carne!) Conservarea Energiei nu înseamnă Economisirea Energiei Conservarea Energiei înseamnă că nu e nici creată, nici distrusă. Energia totală din Univers este constantă!! Dar nu creăm energie la centrală electrică? Nu, doar transformăm energia Soarele nu creează energie? Nici vorbă—doar converteşte masa în energie
Transformarea energiei Deşi energia totală e constantă, forma de energie se poate schimba Într-un pendul există o schimbare continuă între energia cinetică şi potenţială pivot Ec = 0; Ep = mgh Ec = 0; Ep = mgh Înălţimea de referinţă h Ec = 0; Ep = mgh
Perpetuum Mobile De ce nu se mişcă pt. totdeauna pendulul? E imposibil să realizăm un design fără pierderi de energie Pendulul e încetinit de: Frecarea la punctul de contact at the contact point: requires force to oppose; force acts through distance work is done Rezistenţa aerului Se formează mici turbulenţe în aer la trecerea corpului Perpetuum mobile înseamnă fără pierderi de energie Soluţie: când vedem că energia e pierdută/creată inventăm forme noi de materie/energie (neutrinul lui Pauli), (energia nucleară)
De ce nu se face din ce în ce mai cald? Dacă toate procesele se termină prin conversia tuturor formelor de energie în căldură, de ce nu se încălzeşte Terra? Dacă Terra ar reţine întrega căldură, ar fi mai cald! Întreaga căldură a Terrei este emisă prin radiaţie în spaţiul cosmic Corpurile mai calde emit mai multă energie prin radiaţie
De ce avem nevoie de lumină: Radiaţia corpului negru Puterea emisă de o suprafaţă neagră sub formă de lumină este proportională cu puterea a patra a temperaturii suprafeţei! P = T4 Watt pe metru pătrat = 5.6710-8 W/ºK4/m2 temperatura este în Kelvin: ºK = ºC + 273 Examplu: radiaţia corpului (5.67 10-8) (310)4 = 523 Watt pe metru pătrat (numai dacă sunteţi gol în spaţiul cosmic (T=3K), într-o cameră la temperatură ambiantă de 20 C este de doar 100 Watt!)
Energia Radiantă Examplu: Soarele are 5800ºK la suprafaţă: P = T4 = (5.6710-8)(5800)4 = 6.4107 W/m2 Sumând pe întreaga suprafaţă a soarelui 3.91026 W Producţia de energie umană pe Terra : 3.31012 W O singură centrală are 0.5–1.0 GW (109 W) Câtî energie radiază Terra? P = T4 la T = 288ºK = 15ºC este 390 W/m2 Sumând pe întreaga suprafaţă a Terrei 21017 W Radiaţia solară incidentă pe Terra este 1.81017 W Coincidenţă de numere?!