març 13, 2021

Energia (Català)

De Viquipèdia lliure

Per a altres usos d’aquest terme, vegeu Energia (desambiguació).

un raig és una forma de transmissió d’energia.

el terme energia (de el grec ἐνέργεια / energeia, activitat, operació; ἐνεργóς / ENERGOS = força d’acció o força treballant) té diverses accepcions i definicions, relacionades amb la idea d’una capacitat per a obrar, transformar o posar en moviment. En física, “energia” es defineix com la capacitat per realitzar un treball. En tecnologia i economia, “energia” es refereix a un recurs natural (incloent a la seva tecnologia associada) per extreure-, transformar-la, i després donar-li un ús industrial o econòmic.

a

Contingut

  • 1 El concepte d’energia en física
    • 1.1 energia en diversos tipus de sistemes físics
      • 1.1.1 física clàssica
      • 1.1.2 Física relativista
      • 1.1.3 Física quàntica
      • 1.1.4 Química
    • 1.2 Energia potencial
    • 1.3 energia cinètica d’una massa puntual
    • 1.4 Magnituds relacionades
    • 1.5 Transformació de l’energia
    • 1.6 Unitats de mesura d’energia
  • 2 L’energia com a recurs natural
  • 3 Vegeu també
  • 4
  • 5

a

el concepte d’energia en física

a la física, la llei universal de conservació de l’energia, que és la base per al primer principi de la termodinàmica, indica que l’energia lliga dóna a un sistema aïllat roman en el temps. No obstant això, la teoria de la relativitat especial estableix una equivalència entre massa i energia per la qual tots els cossos, pel fet d’estar formats de matèria, contenen energia; a més, poden posseir energia addicional que es divideix conceptualment en diversos tipus segons les propietats de sistema que es considerin. Per exemple, l’energia cinètica es quantifica segons el moviment de la matèria, l’energia química segons la composició química, l’energia potencial segons propietats com l’estat de deformació o la posició de la matèria en relació amb les forces que actuen sobre ella i la energia tèrmica segons l’estat termodinàmic.

l’energia no és un estat físic real, ni una “substància intangible” sinó només una magnitud escalar que se li assigna a l’estat de sistema físic, és a dir, l’energia és una eina o abstracció matemàtica d’una propietat dels sistemes físics. Per exemple, es pot dir que un sistema amb energia cinètica nul·la està en repòs.
S’utilitza com una abstracció dels sistemes físics per la facilitat per treballar amb magnituds escalars, en comparació amb les magnituds vectorials com la velocitat o la posició . Per exemple, en mecànica, es pot descriure completament la dinàmica d’un sistema en funció de les energies cinètica, potencial, que componen l’energia mecànica, que en la mecànica newtoniana té la propietat de conservar-se, és a dir, ser invariant en el temps.

Matemàticament, la conservació de l’energia per a un sistema és una conseqüència directa del fet que les equacions d’evolució d’aquest sistema siguin independents de l’instant de temps considerat, d’acord amb el teorema de Noether.

energia en diversos tipus de sistemes físics

L’energia també és una magnitud física que es presenta sota diverses formes, està involucrada en tots els processos de canvi d’Estat físic, es transforma i es transmet, depèn de sistema de referència i fixat aquest es conserva. Per tant tot cos és capaç de posseir energia, això gràcies al seu moviment, a la seva composició química, a la seva posició, a la seva temperatura, a la seva massa i a algunes altres propietats. En les diverses disciplines de la física i la ciència, es donen diverses definicions d’energia, per descomptat totes coherents i complementàries entre si, totes elles sempre relacionades amb el concepte de treball.

Física clàssica

En la mecànica es troben:

  • Energia mecànica, que és la combinació o suma dels següents tipus:
    • Energia cinètica: relativa a el moviment.
    • Energia potencial: l’associada a la posició dins d’un camp de forces conservatiu. Per exemple, hi ha la Energia potencial gravitatòria i l’Energia potencial elàstica (o energia de deformació, anomenada així a causa de les deformacions elàstiques). Una ona també és capaç de transmetre energia a l’desplaçar-se per un mitjà elàstic.

En electromagnetisme es té a la:

  • energia electromagnètica, que es compon de:
    • energia radiant: l’energia que posseeixen les ones electromagnètiques.
    • Energia calòrica: la quantitat d’energia que la unitat de massa de matèria pot desprendre a l’produir-se una reacció química d’oxidació.
    • Energia potencial elèctrica (vegeu potencial elèctric)
    • Energia elèctrica: resultat de l’existència d’una diferència de potencial entre dos punts.

A la termodinàmica estan:

  • energia interna, que és la suma de l’energia mecànica de les partícules constituents d’un sistema.
  • energia tèrmica, que és l’energia alliberada en forma de calor, obtinguda de la naturalesa (energia geotèrmica) mitjançant la combustió.

Física relativista

en la relativitat estan:

  • energia en repòs, que és l’energia deguda a la massa segons la coneguda fórmula d’Einstein, e = mc2, que estableix l’equivalència entre massa i energia.
  • energia de desintegració, que és la diferència d’energia en repòs entre les partícules inicials i finals d’una desi ntegración.

A l’redefinir el concepte de massa, també es modifica el d’energia cinètica (vegeu relació d’energia-moment).

Física quàntica

En física quàntica, l’energia és una magnitud lligada a l’operador hamiltonià. L’energia total d’un sistema no aïllat de fet pot no estar definida: en un instant donat la mesura de l’energia pot llançar diferents valors amb probabilitats definides. En canvi, per als sistemes aïllats en els quals el hamiltonià no depèn explícitament de el temps, els estats estacionaris sí tenen una energia ben definida. A més de l’energia associades a la matèria ordinària o camps de matèria, en física quàntica apareix la:

  • Energia de l’buit: un tipus d’energia existent en l’espai, fins i tot en absència de matèria.

química

En química apareixen algunes formes específiques no esmentades anteriorment:

  • energia d’ionització, una forma d’energia potencial, és la energia que cal per ionitzar una molècula o àtom.
  • energia d’enllaç, és l’energia potencial emmagatzemada en els enllaços químics d’un compost. Les reaccions químiques alliberen o absorbeixen aquesta classe d’energia, en funció de l’entalpia i energia calòrica.

Si aquestes formes d’energia són conseqüència d’interaccions biològiques, l’energia resultant és bioquímica, doncs necessita de les mateixes lleis físiques que s’apliquen a la química, però els processos pels quals s’obtenen són biològics, com a norma general resultant de el metabolisme cel·lular (vegeu Ruta metabòlica).

Energia potencial

Article principal: Energia potencial

És l’energia que se li pot associar a un cos o sistema conservatiu en virtut de seva posició o de la seva configuració. Si en una regió de l’espai hi ha un camp de forces conservatiu, l’energia potencial de camp en el punt (A) es defineix com el treball requerit per moure una massa des d’un punt de referència (nivell de terra) fins al punt (A) . Per definició el nivell de terra té energia potencial nul·la. Alguns tipus d’energia potencial que apareixen en diversos contextos de la física són:

  • L’energia potencial gravitatòria associada a la posició d’un cos en el camp gravitatori (en el context de la mecànica clàssica). L’energia potencial gravitatòria d’un cos de massa m en un camp gravitatori constant ve donada per: E_p = mgh \, on h és l’altura de el centre de masses respecte a l’zero convencional de energia potencial.
  • l’energia potencial electrostàtica V d’un sistema es relaciona amb el camp elèctric mitjançant la relació:

\ mathbf {E} = - \ operatorname {grad} \ V

  • La energia potencial elàstica associada a el camp de tensions d’un cos deformable.

l’energia potencial pot definir-se només quan hi ha un camp de forces que és conservativa, és a dir, que compleixi amb alguna de les següents propietats:

  1. el treball realitzat per la força entre dos punts és independent de el camí recorregut.
  2. el treball realitzat per la força per a qualsevol camí tancat és nul.
  3. Quan el rotor de F és zero (sobr i qualsevol domini simplement connex).

Es pot demostrar que totes les propietats són equivalents (és a dir que qualsevol d’elles implica l’altra). En aquestes condicions, l’energia potencial en un punt arbitrari es defineix com la diferència d’energia que té una partícula en el punt arbitrari i un altre punt fix anomenat “potencial zero”.

Energia cinètica d’una massa puntual

l’energia cinètica és un concepte fonamental de la física que apareix tant en mecànica clàssica, com mecànica relativista i mecànica quàntica.L’energia cinètica és una magnitud escalar associada a el moviment de cadascuna de les partícules de el sistema. La seva expressió varia lleugerament d’una teoria física a una altra. Aquesta energia se sol designar com K, T o Eq.

El límit clàssic de l’energia cinètica d’un cos rígid que es desplaça a una velocitat v ve donada per l’expressió:

I_c = {1 \ over 2} mv ^ 2

Una propietat interessant és que aquesta magnitud és extensiva pel que l’energia d’un sistema pot expressar-se com “suma” de les energia de parts disjuntes de el sistema. Així per exemple ja que els cossos estan formats de partícules, es pot conèixer la seva energia sumant les energies individuals de cada partícula de el cos.

Magnituds relacionades

L’energia es defineix com la capacitat de realitzar un treball. Energia i treball són equivalents i, per tant, s’expressen en les mateixes unitats. La calor és una forma d’energia, de manera que també hi ha una equivalència entre unitats d’energia i de calor. La capacitat de realitzar un treball en una determinada quantitat de temps és la potència.

Transformació de l’energia

Per a l’optimització de recursos i l’adaptació als nostres usos, necessitem transformar unes formes d’energia en altres. Totes elles es poden transformar en una altra complint els següents principis termodinàmics:

  • “L’energia no es crea ni es destrueix, només es transforma”. D’aquesta manera, la quantitat d’energia inicial és igual a la final.
  • “l’energia es degrada contínuament cap a una forma d’energia de menys qualitat (energia tèrmica)”. Dit d’una altra manera, cap transformació es realitza amb un 100% de rendiment, ja que sempre es produeixen unes pèrdues d’energia tèrmica no recuperable. El rendiment d’un sistema energètic és la relació entre l’energia obtinguda i la que subministrem a el sistema.

Unitats de mesura d’energia

La unitat d’energia definida pel sistema Internacional d’Unitats és el juliol, que es defineix com el treball realitzat per una força d’un newton en un desplaçament d’un metre en la direcció de la força, és a dir, equival a multiplicar un Newton per un metre. Existeixen moltes altres unitats d’energia, algunes d’elles en desús.

Nom Abreviatura Equivalència en juliols
Caloria calç 4,1855
frigoría fg 4.185.5
Termia th 4.185.500
quilovat hora kWh 3.600.000
Caloria gran Cal 4185,5
Tona equivalent de petroli Tep 41840000000
Tona equivalent de carbó Tec 29300000000
Tona de refrigeració TR 3,517 / h
electronvoltio iV 1.602176462 × 10-19
British Thermal Unit BTU 1055,05585
Board of Trade unit BTU 3.600.000
Cheval Vapeur heure CVh 3.777154675 × 10-7
Ergio erg 1 × 10-7
Foot pound ft × lb 1,35581795
Poundal foot pdl × ft 4.214011001 × 10-11

L’energia com a recurs natural

Article principal: energia (tecnologia)

En tecnologia i economia, una font d’energia és un recurs natural, així com la tecnologia associada per a explotar i fer un ús industrial i econòmic de la mateixa. L’energia en si mateixa mai és un bé per al consum final sinó un bé intermedi per satisfer altres necessitats en la producció de béns i serveis. A l’ésser un bé escàs, l’energia és font de conflictes pel control dels recursos energètics.

Vegeu també

  • Veure el portal sobre Energia Portal: Energia. Contingut relacionat amb Energia.
  • Acceleració
  • Inèrcia
  • Energia del punt zero
  • Energia lliure de Gibbs
  • Energia interna
  • Energia lliure de Helmholtz
  • Entalpia
  • Entropia
  • Exergia
  • Força
  • Massa
  • negentropía
  • Principi de conservació de l’energia
  • Treball
  • Llista de temes energètics
  • energia d’un senyal
  • Teoria de la relativitat
  • juliol (unitat)
  • Electromecànica

Referències

  1. http://dialnet.unirioja.es/servlet/articulo?codigo=2934611&orden=202245&info=link#page=159
  2. Introduir a Google “l’abreujament de la unitat + joule”, aquest et donarà el resultat d’una conversió de la unitat a un joule
  3. Sizes, Inc (ed.): “Board of Trade unit” (en anglès). Consultat el 6 de juliol del 2009.
  4. “Measurement unit conversion: cheval Vapeur heure” (en anglès). Consultat el 6 de juliol de 2009. “The SI derived unit for energy is the joule. 1 joule = 3.77672671473E-7 cheval Vapeur heure”
  5. unitconversion.org. “Joules to Poundal foots” (en anglès). Consultat el 6 de juliol del 2009.

Enllaços externs

  • Colabora en Commons. Wikimedia Commons hi ha contingut multimèdia sobre Energia. Commons

Viccionari

  • és.png Wikcionario té definicions per a energia.
  • Vídeos del cicle de Jornades l’Energia al Segle XXI en el Col·legi Oficial d’Enginyers Industrials de Madrid

Notícia

  • Col·labora en Wikinoticias Articles en Wikinoticias: la Comissió Europea debat des d’avui el futur de la política energètica europea
  • Teoria física sobre energia i treball al web de la Universitat del País Basc
  • Apunts de mecànica clàssica a biopsychology.org
  • Energia Sense Fronteres
  • Comissió Nacional d’Energia d’Espanya
  • Mundoenergía .com – divulgació energètica a internet
  • IDAE – institut per a la diversificació i l’estalvi d’energia (d’Espanya)
  • Direcció general d’energia i transports de la Unió Europea
  • energia lliure
  • Cotitzacions de l’energia a la web de Bloomberg (en anglès)
  • Energy bulletin- notícies independents sobre l’energia (en anglès)
Obtingut de “http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa “

Deixa un comentari

L'adreça electrònica no es publicarà. Els camps necessaris estan marcats amb *