能源存储
- 能量可以以不同的方式储存,当一个系统储存能量的方式会发生变化变化
- 储存能量的方法有很多,如下表所示:
能量储存类型表
能量转移
- 一个系统可以通过不同的能量传递机制在不同的存储间改变
- 这些例子有:
- 机械
- 电
- 加热
- 辐射
- 下表描述了这些因素:
泰能量转移表的pes
- 热能量传递的一个例子是热咖啡加热冰冷的手
热能从热咖啡转移到杯子和冰冷的手
- 能量转移可以用图表表示
- 这些有时被称为桑基图
- 桑基图中的箭头表示能量的转移:
- 箭头指向右边的末端表示最终进入所需存储的能量有用能量输出)
- 指向下方的端点代表浪费能源
- 每个箭头的宽度与每个存储的能量成正比
- 作为能量对话的结果:
总输入能量=有用能量输出能量+浪费能量
输入的总能量,浪费的能量和输出的有用能量显示在桑基图上
- 现代高效灯泡的桑基图与老式灯丝灯泡的桑基图非常不同
- 一个更高效的灯泡少浪费能源
- 向下的小箭头表示热能
现代与老式灯丝灯泡的桑基图
工作的例子
描述以下场景中的能量转移:
a)下落物体
b)为手电筒供电的电池
c)弹簧上的质量
(部分)
-
- 对于下落物体:
重力势能➝动能
部分(b)
-
- 为手电筒供电的电池:
化学能➝电能➝光能
部分(c)
-
- 对于弹簧上的物体:
弹性势能➝动能
工作的例子
电动机是用来举起重物的。这张图代表了马达中的能量传递。浪费了多少能源?
第一步:说明能量守恒
-
- 能量不能被创造或毁灭,它只能从一个储存处转移到另一个储存处
- 这意味着:
总输入能量=有用能量输出能量+浪费能量
步骤2:重新排列浪费能量的方程式
浪费的能量=总输入能量-有效输出能量
步骤3:替换图表中的值
500 - 120 =380 J
封闭系统与节能
- 能量是一种必须传递给对象才能执行的属性工作在或热向上该对象
- 它是用单位来衡量的焦耳(J)
- 这与储存的能量类型无关。动力学的或化学的
- 能量常被描述为能量的一部分系统
- 在物理学中,系统被定义为:
一个物体或一组物体
- 因此,当描述系统内的变化时,只需要考虑对象或对象组和周围环境
- 例如,一个热力学系统可以孤立的,封闭的或开放
- 一个开放的系统允许能量和物质与周围环境进行交换
- 一个封闭的系统能与周围环境交换能量而不产生物质
- 一个孤立系统不允许物质或能量转移到或从它的周围
系统可以是开放的、封闭的或隔离的
- 能量守恒原理表明:
能量不能被创造或毁灭,它只能从一个储存处转移到另一个储存处
- 这意味着对于一个封闭系统:
- 能量可以在系统内储存和转换为其他形式
- 总的来说,系统中的总能量没有净变化,也就是说,总能量是常数
- 能量守恒适用于所有能量变化
例1:电视机
- 能量的变化电视是:
电能➝光能+声能+热能
- 光和声音的能量是有用的能量是传递的,而热能(来自电线的加热)是传递的浪费了
有用的和浪费的能源转换为电视
例2:加热器
- 能量以an为单位变化电加热器:
电能➝热能+声能+光能
- 在一个煤气炉时,能量转移相似,但最初的能量来源不同:
化学能➝热能+声能+光能
- 在这两种情况下,热能都是有用的而声音和光则不是
电加热器和煤气炉中有用和浪费的能量转换