Energia si formele ei

Energia reprezinta abilitatea de a realiza un lucru mecanic, ce produce o modificare a starii de miscare, avand ca unitate de masura, conform standadelor SI, Joule (J). Un Joule reprezinta cantitatea de lucru mecanic necesara exercitarii unei forte de un Newton pe o distanta de un metru. Energia poate produce in principal urmatoarele necesitati :

Lumina

Caldura

Miscare

Transformare

Puteri tehnologice

Energia poate exista sub diferite forme :

Combinatia dintre energia cinetica si energia potentiala genereaza diferite tipuri de energii utilizate in vremurile noastre:

Energia poate fi convertita dar nu poate fi distrusa.

Lucrul mecanic implica o modificare de stare intr-un sistem, respective de pozitie prin deplasare, de racire-incalzire a unei cladiri, de generare a imaginii pe ecranul unui televizor, s.a si care sub aspect matematic reprezinta produsul dintre forta aplicata unui obiect si distanta pe care aceasta forta este aplicata :

Unitatea de masura, conform standardelor SI este Joule.

Principiile termodinamicii

In conformitate cu primul principiu al termodinamicii, energia nu poate fi creata sau distrusa. Atunci intrebarea care se pune este de unde provine Raspunsul este simplu : prin conversia energiei potentiale in energie cinetica. Energia poate fi convertita dintr-o forma in alta conform necesitatilor de utilizare. De exemplu:

Combustibilii fosili, precum carbunele sau combustibilul lichid se pot arde T cresterea energiei cinetice a apei care se va supraincalzii T modificarea starii de agregare a apei in vapori T antrenarea unei turbine pentru producerea electricitatii

In fiecare pas este implicata o conversie de energie dintr-o forma in alta, dar nu exista o generare si nici o distrugere a acesteia (respectiv, energia initiala de 1000 J, convertita de mai multe ori va rezulta intr-o energie utila tot de 1000 J).

Energie si putere

Energia electrica

Aceasta forma de energie reprezinta o deplasare a electronilor, respecti a particulelor incarcate continute in structura atomilor, care se pot scurge in bucle inchise numite circuite, fiind capabili de a exercita un lucru mecanic (generarea unei imagini pe ecran, antrenarea unui motor electric, incalzirea unui rezistor). Unitatea de masura utilizata frecvent este kilowatt-ora (kWh).

Energia electrica provine din diverse forme de conversie si din diverse surse energetice originale, care pot fi de natura chimica (baterii), mecanica (turbine antrenate ydraulic), s.a. La randul ei, energia electrica poate fi convertita in alte forme de energie necesare exercitarii unui lucru mecanic, conform cerintelor de utilizare: 

• In energie termica, pentru incalzire directa, in masa sau indirecta prin transfer termic la suprafata.
• In energie cinetica pentru antrenarea unui motor electric.
• In energie radianta pentru iluminare sau incalzire.

Puterea reprezinta masura cu care este exercitat lucrul mecanic, respectiv viteza cu care se impune (respectiv, pentru o cerere de putere mai mare se impune o conversie de energie mai rapida). Cu alte cuvinte, puterea reprezinta cantitatea de lucru mecanic necesara pe durata de timp pentru a exercita o anumita sarcina. Unitatea de masura este Joule / secunda (J/s=W).

Puterea electrica. Pentru a deplasa electronii printr-un resistor, care confera o anumita rezistenta specifica, este necesara efectuarea unui lucru mecanic. Cu cat rezistenta este mai mare cu atat este necesar de efectuat un lucru mecanic mai mare, pentru a permite dispozitivului electric de a functiona. Unitatea de masura pentru putere este Watt (W), care reprezinta numarul de Joule al energiei furnizate pe secunda. De exemplu un bec de 100 W utilizeaza mai multa energie pe o durata data de timp decat un bec de 60 W, pentru a obtine o iluminare mai puternica, dar cu un cost mai ridicat in exploatare.

1 kilowatt = 1000 Watts

1 kilowatt-ora = 1000 watts furnizat timp de o ora

Fizicienii definesc energia ca acea cantitate de lucru mecanic intr-un sistem fizic capabil de a fi realizat si care poate fi consumata, dar nu generata sau distrusa. Energia poate fi insa cnvertita in diferite forme: energie cinetica, pentru deplasarea aerului prin conversie in energie rotativa, care prin rotatie poate fi convertita in energie electrica, iar o parte in energie termica (pierderi termice datorate frecarii dintre molecule). Fizicienii utilizeaza o terminologie diferita. Ei spun ca cantitatea de entropie din univers a crescut, intelegand prin aceasta ca abilitatea noastra de a realiza conversia energiei in lucru mecanic scade in timp datorita caldurii disipate in univers. Energia nu se masoara in kW  ci in kWh.

Puterea electrica se masoara in mod obisnuit in watt (W), kilowatt (kW), megawatt (MW), etc. Si reprezinta energia transferata in unitatea de timp, putand fi masurata in orice unitate de timp, respectiv seconde, ore sau ani. In cazul automobilelor, puterea este mai corect definita in cai putere (CP) decat in kilowatt (kW).