Magnus Ehingers undervisning

Energi

Vad är energi?

Förmåga att uträtta ett arbete

Olika former av energi

1. Lägesenergi
2. Rörelseenergi
3. Värmeenergi
4. Strålningsenergi
5. Massa
6. Kemisk energi
7. Elektrisk energi

Energi - jojoDemonstrera med en penna!

1. Lägesenergi – lyft upp den

2. Rörelseenergi – släpp den

3. Värmeenergi – vart tar rörelseenergin vägen när pennan når golvet?

   • Omvandlas till värmeenergi hos golvet och pennan, som blir varmare

   • Molekylerna i golvet och pennan rör sig snabbare = de blir varmare

4. Strålningsenergi

   • Molekylerna avger värmestrålning, temperaturen sjunker, molekylerna rör sig mindre.

Förhållandet mellan temperatur och rörelseenergi

Molekyler och atomer rör sig!

Snabbare rörelse ⇒ högre rörelseenergi ⇒ högre temperatur

Vad händer om man tar bort all rörelseenergi från ett ämne?

• Vi uppnår absoluta nollpunkten – -273,15°C = 0K

Energiprincipen

Energi kan ej förstöras eller nyskapas, bara omvandlas!

• Men någon gång måste ju all massa skapats... :-/

Energikvalitet

Vissa energiformer är mer användbara än andra

• El & vattnets rörelseenergi är enkla att utnyttja till våra egna ändamål = hög kvalitet

• Spillvärme från t.ex. bilmotorn är svår att utnyttja = energi med låg kvalitet

Verkningsgrad

= Den del av energin som kan användas till ”nyttiga” ändamål

Exempel

Bilar

• 30% av energiinnehållet i bensin används till att driva bilen framåt.

• 70% avgår som värme

• Verkningsgraden är 30%

Koleldat elkraftverk

• 40% av energiinnehållet i kol omvandlas till elektrisk energi

• Verkningsgraden = 40%

Vilket är smartast: Att använda kol till att värma hus, eller el från ett koleldat elkraftverk?

Hur mäter man energi?

Frågan är egentligen långt för komplicerad för att besvara på NkA-kursen. Men vi ska i alla fall prata lite om enheten för energi!

• Jordens dragningskraft på ett föremål som väger 0,1kg ≈ 1N.

• Lyfter du föremålet 1m har du tillfört föremålet energin 1N·m

• Enheten för energi är så viktig, att den har fått en alldeles egen enhet: 1J = 1Nm

• Fler sätt att skriva energienheten på

  • 1J = 1Nm = 1Ws ≈ 0,24cal

Energi från solen

Fusionsreaktioner i solenFusionsreaktioner i solen

Väteatomer slås samman till heliumatomer

En liten del av massan när helium bildas omvandlas till strålningsenergi (ljus & värme)

Ljuset & värmen når jorden

Hav värms upp, vindar uppstår

Växterna växer...

Fotosyntesen

Klorofyll fångar ljusenergi

Ljusenergi hjälper till att omvandla koldioxid + vatten till druvsocker och syrgas

Ordformel:

• Ljusenergi + koldioxid + vatten → druvsocker + syrgas

Kemisk formel

• hν + 6CO₂ + 6H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂

Cellandning

Alla levande organismer har förmåga till cellandning – även växterna!

Ung. omvänd fotosyntes