Zakon očuvanja energije: razlika između inačica

Izbrisani sadržaj Dodani sadržaj

Prikaz u jednom stupcu

Inačica od 1. veljače 2016. u 09:13

Motor s unutarnjim izgaranjem pretvara kemijsku energiju u mehanički rad.

Zakon očuvanja energije je fizikalni zakon prema kojemu je u zatvorenom sustavu zbroj svih oblika energije (mehaničke, toplinske, električne, magneske i tako dalje) konstantan. Drugim riječima, u zatvorenom sustavu jedan oblik energije može prelaziti u druge oblike, a da se pri tom energija niti stvara niti poništava.

Poznato je iz života da sila vjetra i vode nije jedini izvor mehaničke energije. Energija je također nagomilana u gorivu, ugljenu, benzinu i ulju koji izgaranjem pretvaraju takozvanu kemijsku energiju u toplinsku, a pomoću topline, na primjer parni stroj, vrši mehanički rad. Dakle, u parnom stroju se toplinska energija pretvara u mehanički rad. U prirodi imamo mnogo primjera gdje se toplinska energija pretvara u rad. Na primjer toplinska energija Sunca (Sunčeva svjetlost) zagrijava vodu mora i jezera koja se isparuje, pa se u obliku vodene pare diže uvis. U visinama se vodena para ohlađuje (kondenzacija), pretvara u vodu i pada kao kiša na Zemlju. Na taj se način stvaraju planinska jezera. Zbog svojeg višeg položaja ta jezera imaju potencijalnu energiju koju možemo strujanjem vode kroz cijevi, odnosno strujanjem rijeka, pretvoriti u kinetičku energiju, što koristimo kod hidroelektrana. Energija vodenih slapova ima, dakle, svoj izvor u Sunčevoj energiji. Isto tako kao što toplinsku energiju možemo pretvoriti u rad, možemo i rad pretvoriti u toplinu. Pri turpijanju, blanjanju i piljenju vršimo rad, ali se ujedno i alati zagrijavaju. Znači da se rad pri tom djelomično pretvara u toplinu. Otvaranjem brane voda struji i dobiva brzinu i, prema tome, kinetičku energiju koja tjera vodnu turbinu hidroelektrane. Turbina služi za pogon generatora koji proizvodi električnu energiju. Ovu električnu energiju možemo dalje pretvoriti u mehanički rad pomuću strojeva u radionicama ili je upotrijebiti za električnu rasvjetu, to jest pretvoriti je u svjetlosnu energiju. ^[1]

Prema teoriji relativnosti, svakoj masi m pripada energija:

E=m\cdot c^{2}

gdje je c brzina svjetlosti. Zbog toga u opći zakon očuvanja energije treba uključiti i masu kao oblik energije. Zakon očuvanja energije do sada je potvrđen u svim ispitanim prirodnim pojavama, iako je postavljen aksiomatski. ^[2]

Uporaba u mehanici

U mehanici se ukupna energija sustava zapisuje kao:

E=T+V,\

gdje su :

\,T=\!{\frac {1}{2}}\!\cdot \sum _{i}m_{i}\cdot v_{i}^{2},

\,(1)V=\!\sum _{i}m_{i}\cdot g\cdot h_{i},

(2)V={\frac {1}{2}}\cdot \sum _{k}^{N}q_{k}\cdot \Phi (\mathbf {r} _{k}),

gdje je T - zbroj kinetičkih energija svih tijela unutar sustava, a V - potencijalna energija istog sustava, s tim što jednadžba (1) predstavlja potencijalnu energiju tijela unutar gravitacijskog polja, a (2) potencijalnu energiju sustava (u zavisnosti od fizičkog polja u kojem se sustav nalazi koristimo odgovarajuće formule). Iz zakona očuvanja energije slijedi da je energija E, predstavljena kao funkcija vremena E(t), uvijek konstantna.

Aksiom današnje fizike glasi:

"Energija zatvorenog sustava ne može nestati niti ni iz čega nastati, energija može samo prelaziti iz jednog oblika u drugi, i ona je konstantna."

Izvori

↑ Velimir Kruz: "Tehnička fizika za tehničke škole", "Školska knjiga" Zagreb, 1969.
↑ zakon očuvanja energije, [1] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2015.

[1] Velimir Kruz: "Tehnička fizika za tehničke škole", "Školska knjiga" Zagreb, 1969.

[2] zakon očuvanja energije, [1] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2015.

[1]

[2]

@@ Redak 1: / Redak 1: @@
-[[Image:simple pendulum height.png|thumb|''Slika 1. Zakon očuvanja energije se koristi za opisivanje kretanja klatna.''|right|300px]]
+[[datoteka:simple pendulum height.png|mini|desno|250px|Zakon očuvanja energije se koristi za opisivanje kretanja [[Njihalo|klatna]].]]
+[[datoteka:4-Stroke-Engine.gif|mini|desno|250px|[[Motor s unutarnjim izgaranjem]] pretvara [[kemijska energija|kemijsku energiju]] u [[mehanički rad]].]]
-'''Zakon očuvanja energije''' empirijski je zakon fizike koji navodi da se ukupna [[energija]] zatvorenog sustava s vremenom ne mijenja. Iz tog zakona proizlazi teza da se energija ne može stvarati ili uništavati već samo transformirati iz jednog stanja u drugo.
+'''Zakon očuvanja energije''' je fizikalni zakon prema kojemu je u zatvorenom sustavu zbroj svih oblika [[energija|energije]] (mehaničke, toplinske, električne, magneske i tako dalje) konstantan. Drugim riječima, u zatvorenom sustavu jedan oblik energije može prelaziti u druge oblike, a da se pri tom energija niti stvara niti poništava.
+Poznato je iz života da [[sila]] [[Energija vjetra|vjetra]] i [[Hidroenergija|vode]] nije jedini izvor [[Mehanička energija|mehaničke energije]]. Energija je također nagomilana u [[goriva|gorivu]], [[ugljen]]u, [[benzin]]u i [[ulje|ulju]] koji izgaranjem pretvaraju takozvanu [[Kemijska energija|kemijsku energiju]] u toplinsku, a pomoću [[toplina|topline]], na primjer [[parni stroj]], vrši [[mehanički rad]]. Dakle, u parnom stroju se toplinska energija pretvara u mehanički rad. U prirodi imamo mnogo primjera gdje se toplinska energija pretvara u rad. Na primjer toplinska energija Sunca ([[Sunčeva svjetlost]]) zagrijava vodu mora i jezera koja se isparuje, pa se u obliku [[vodena para|vodene pare]] diže uvis. U visinama se vodena para ohlađuje ([[kondenzacija]]), pretvara u vodu i pada kao kiša na Zemlju. Na taj se način stvaraju planinska jezera. Zbog svojeg višeg položaja ta jezera imaju [[potencijalna energija|potencijalnu energiju]] koju možemo strujanjem vode kroz [[cijev]]i, odnosno strujanjem rijeka, pretvoriti u [[kinetička energija|kinetičku energiju]], što koristimo kod [[hidroelektrana]]. Energija vodenih [[slap]]ova ima, dakle, svoj izvor u Sunčevoj energiji. Isto tako kao što toplinsku energiju možemo pretvoriti u rad, možemo i rad pretvoriti u toplinu. Pri turpijanju, blanjanju i piljenju vršimo rad, ali se ujedno i [[alat]]i zagrijavaju. Znači da se rad pri tom djelomično pretvara u toplinu. Otvaranjem [[brana|brane]] voda struji i dobiva brzinu i, prema tome, kinetičku energiju koja tjera [[vodna turbina|vodnu turbinu]] hidroelektrane. [[Turbina]] služi za pogon [[generator]]a koji proizvodi [[električna energija|električnu energiju]]. Ovu električnu energiju možemo dalje pretvoriti u mehanički rad pomuću [[stroj]]eva u radionicama ili je upotrijebiti za električnu rasvjetu, to jest pretvoriti je u [[svjetlost|svjetlosnu energiju]]. <ref> Velimir Kruz: "Tehnička fizika za tehničke škole", "Školska knjiga" Zagreb, 1969.</ref>
+Prema [[Teorija relativnosti|teoriji relativnosti]], svakoj [[masa|masi]] ''m'' pripada energija:
+:<math>E = m \cdot c^2</math>
+gdje je ''c'' [[brzina svjetlosti]]. Zbog toga u opći zakon očuvanja energije treba uključiti i masu kao oblik energije. Zakon očuvanja energije do sada je potvrđen u svim ispitanim prirodnim pojavama, iako je postavljen aksiomatski. <ref> '''zakon očuvanja energije''', [http://www.enciklopedija.hr/Natuknica.aspx?ID=66767] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2015.</ref>
-[[Teorija relativnosti]] [[Albert Einstein | Alberta Einsteina]] pokazuje da je [[masa]] oblik energije, odnosno da se masa i energija mogu međusobno transformirati jedno u drugo.
 ==Uporaba u mehanici==
-U mehanici se ukupna energija sustava zapisuje kao:
+U [[mehanika|mehanici]] se ukupna energija sustava zapisuje kao:
 : <math>    E=T+V,\ </math>
 gdje su :
-:<math>\,    T=\!\frac{1} {2}\!\sum_{i} m_i v_i^2,</math>
+:<math>\,    T=\!\frac{1} {2}\! \cdot \sum_{i} m_i \cdot v_i^2,</math>
-:<math>\,(1)    V=\!\sum_{i}m_i g h_i,</math>
+:<math>\,(1)    V=\!\sum_{i}m_i \cdot g \cdot h_i,</math>
-:<math>(2)    V =\frac{1}{2}\sum_k^N q_k \Phi(\mathbf r_k),</math>
+:<math>(2)    V =\frac{1}{2} \cdot \sum_k^N q_k \cdot \Phi(\mathbf r_k),</math>
-gdje je T zbroj [[kinetička energija|kinetičkih energija]] svih tijela unutar sustava, a V je [[potencijalna energija]] istog sustava, s tim što jednadžba (1) predstavlja potencijalnu energiju tijela unutar gravitacijskog polja, a (2) [[električnu potencijalnu energiju]] sustava(u zavisnosti od fizičkog polja u kojem se sustav nalazi koristimo odgovarajuće formule).
+gdje je ''T'' - zbroj [[kinetička energija|kinetičkih energija]] svih tijela unutar sustava, a V - [[potencijalna energija]] istog sustava, s tim što jednadžba (1) predstavlja potencijalnu energiju tijela unutar gravitacijskog polja, a (2) potencijalnu energiju sustava (u zavisnosti od fizičkog polja u kojem se sustav nalazi koristimo odgovarajuće formule).
-Iz zakona očuvanja energije slijedi da je energija (E), predstavljena kao funkcija vremena (E(t)), uvijek [[konstanta|konstantna]].
+Iz zakona očuvanja energije slijedi da je energija ''E'', predstavljena kao funkcija vremena ''E(t)'', uvijek [[konstanta|konstantna]].
 [[Aksiom]] današnje [[Fizika|fizike]] glasi:
-Energija zatvorenog sustava ne može nestati niti ni iz čega nastati, energija može samo prelaziti iz jednog oblika u drugi, i ona je konstantna.
+'''"Energija zatvorenog sustava ne može nestati niti ni iz čega nastati, energija može samo prelaziti iz jednog oblika u drugi, i ona je konstantna."'''
+== Izvori ==
+{{izvori}}
 [[Kategorija:Fizika]]