تحقیق در مورد انرژی - علوم فیزیک

لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*
فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)
تعداد صفحه: 4

انرژی

انرژی (از واژه یونانی ἐνεργός به معنی فعالیت) یا کارمایه، در فیزیک و دیگر علوم، یک کمیت بنیادین فیزیکی است. انرژی کمیتی است که برای توصیف وضعیت یک ذره، شیئ یا سامانه به آن نسبت داده می شود. در کتاب‌های درسی فیزیک انرژی را به صورت توانایی انجام کار تعریف می‌کنند. تا به امروز گونه‌های متفاوتی از انرژی شناخته شده که با توجه به نحوهٔ آزادسازی و تاثیر گذاری به دسته‌های متفاوتی طبقه‌بندی می‌شوند از آن جمله می‌توان انرژی جنبشی، انرژی پتانسیل، انرژی گرمایی، انرژی الکترومغناطیسی، انرژی شیمیایی و انرژی هسته‌ای را نام برد.

طبق نظریهٔ نسبیت مجموع"جرم و انرژی" پایدار و تغییر ناپذیر است (و آن را قانون بقای جرم و انرژی نامند)؛ بدین معنا که انرژی از شکلی به شکل دیگر و یا به جرم تبدیل شود ولی هرگز تولید یا نابود نمی‌شود. بر طبق تئوری نور بقای جرم و انرژی پیامدی از این اصل است که قوانین فیزیکی در طول زمان بدون تغییر باقی می‌مانند. انرژی هر جسم (طبق نسبیت خاص) جنبش ذرات بنیادی آن جسم است و مقدار آن از معادله معروف آلبرت اینشتین بدست میآید: (باید توجه کرد که این معادله تنها انرژی موجود ذرات را بدست می‌دهد و نه دیگر گونه‌های انرژی (مانند جنبشی یا پتانسیل).

انرژی خورشیدی (حاصل جوشش هسته‌ای اتمهای هیدروژن.

تاریخچه

اصل بقای انرژی در حدود ۱۸۵۰ پایه گذاری شد. منشاء این اصل همانگونه که در مکانیک بکار می‌رود توسط کار گالیله و اسحاق نیوتن فهمانیده شد. در واقع هنگامیکه کار بعنوان حاصلضرب نیرو و تغییر مکان تعریف می‌شود، این تعریف تقریبا بطور خود کار از قانون دوم حرکت نیوتن تبعیت می‌کند. چنین مفهومی تا سال ۱۸۲۶ یعنی زمانیکه ریاضی دان معروف فرانسوی معرفی شد، وجود نداشت. لغت نیرو (از نظر لاتین) نه تنها از نقطه نظر مفهوم آن توسط نیوتن در قوانین حرکتش توصیف شد، بلکه در کمیت‌هایی که اکنون بعنوان کار و انرژی سینتیک (جنبشی)و پتانسیل (نهفته) تعریف می‌شوند بکار می‌روند. این ابهام برای مدت زمانی توسعه هر اصل کلی را در مکانیک در ورای قوانین حرکت نیوتنی مسدود نموده بود.

 انرژی جنبشی

هریک از کمیت‌های در معادلات بالا یک انرژی جنبشی Ek است، اصطلاحی که بوسیله لرد کلوین در 1859 معرفی شد

معادله مبین این نکته است که کار انجام شده برروی جسم در شتاب دادن آن از یک سرعت اولیه به سرعت نهائی معادل تغییر در انرژی جنبشی جسم می‌باشد. بر عکس چنانچه یک جسم متحرک توسط عمل یک نیروی مقاوم کند شود ، کار انجام شده بوسیله جسم معادل تغییرش در انرژی جنبشی خواهد بود . در سیستم استاندارد بین‌المللی واحدها که جرم به کیلوگرم و سرعت به متر بر ثانیه است ، انرژی جنبشی دارای واحد گیلوگرم در مجذور ثانیه می‌باشد از آنجائیکه کیلوگرم، متر در مجذور ثانیه به واحد نیوتن بیان می‌شود ، انرژی جنبشی به نیوتن متر یا ژول بیان می‌گردد که همان واحد کار خواهد بود .

در سیستم استاندارد بین‌المللی واحدها که جرم به کیلوگرم و سرعت به متر بر ثانیه است ، انرژی جنبشی دارای واحد گیلوگرم در مجذور ثانیه بر مجذور ثانیه می‌باشد از آنجائکه کیلوگرم متر بر مجذور ثانیه به واحد نیوتن بیان می‌شود ، انرژی جنبشی به نیوتن متر یا ژول بیان می‌گردد که همان واحد کار خواهد بود . در دستگاه مهندسی انگلیسی ، انرژی جنبشی به بیان می‌شود . بنابراین واحد انرژی جنبشی در این دستگاه عبارت خواهد بود از

در اینجا برای هماهنگی ابعاد ، قراردادن ثابت بعدی gc ضروری است.

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید

دانلود مقاله کامل درباره انرژی

لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*
فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)
تعداد صفحه: 13

مقدمه

انرژی به صورت های گوناگون در طبیعت یافت می شود یا می توان تولید کرد. هرچند انرژی و منابع آن متفاوت است، اما همه ی آنها به یکدیگر قابل تبدیل هستند. علاوه بر آن قانون بقای جرم-انرژی انیشتین نشان داد که جرم نیز نوعی انرژی است.

انواع انرژی

انرژی نورانی

نور صورتی از انرژی است که در بسته‌هایی موسوم به فوتون منتشر می‌شود. انرژی نورانی طبق رابطه E= hf با فرکانس نور بستگی مستقیم دارد. در این رابطه E انرژی نورانی فوتون، h ثابت پلانک و f فرکانس فوتون می‌باشد. انرژی نورانی آن دسته از بسامدهایی را شامل می‌شود که در ناحیه مرئی طیف الکترومغناطیسی قرار دارند.

انرژی گرمایی

گرما انرژی است که در اثر اختلاف دمای بین دو جسم (سیستم) که باهم در تماسند، مبادله  می‌گردد. به این انرژی فقط زمانی نام انرژی گرمایی اطلاق می‌شود که در اثر اختلاف دما جریان داشته باشد. اختلاف دما در یک سیستم منفرد نیز انرژی گرمایی بوجود می‌آورد که با رابطه

Q= mc(T2 - T1)

که در آن Q انرژی گرمایی، m جرم جسمی است که در تبادل گرمایی شرکت کرده و T دما و c ظرفیت گرمایی ویژه می باشد.

انرژی صوتی

صوت یک موج مکانیکی طولی است که می‌تواند در محیطهای مادی منتشر شود. بسامدهای این  امواج در محدوده 20 هرتز تا 20000 هرتز قرار دارد که گستره شنیده شدنی نامیده می‌شود. امواج  با بسامد کمتر از این محدوده را امواج فرو صوتی و امواج با بسامد بیشتر را امواج فراصوتی  می‌نامند. E = hf انرژی صوتی حاصل از بسامدهای مربوط به صوت می‌باشد.

انرژی الکتریکی

وقتی دو ذره باردار را که بار همنام دارند، با سرعت ثابت به هم نزدیک می‌کنیم، یا زمانی که دو ذره ناهمنام را با سرعت ثابت از هم دورمی‌کنیم، برای غلبه بر نیروهای کولنی بین ذرات ، باید کار انجام دهیم. کار انجام شده بصورت انرژی الکتریکی در بارهای الکتریکی ذخیره می‌شود. این مسئله را در حالت کلی می‌توان به توزیعهای پیوسته و گسسته‌ای از بار نیز تعمیم داد E  شدت میدان الکتریکی می‌باشد. که اگر از آن روی حجم منطقه انتگرال بگیریم کل انرژی الکتریکی بدست می‌آید.

هر ماده از تعداد بسیار اتم تشکیل شده است که هر اتم نیز از سه قسمت نوترون ، پروتون و الکترون تشکلیل شده است. تعداد الکترونها با تعداد پروتونها در حالت عادی (خنثی) برابر است، الکترون دارای بار منفی و پروتون دارای بار مثبت می‌باشند، که الکترونها به دور پروتن و نوترون (هسته اتم) با سرعت بسیار زیادی می‌چرخند. در اثر این چرخش نیروی گریز از مرکزی بوجود می‌آید که مقدار این نیرو با مقدار نیروی جاذبه بین الکترونها و هسته برابر است، پس این برابری نیرو، الکترونها را در حالت تعادل نگه می‌دارد و نمی‌گذارد که از هسته دور شوند.

جریان الکتریکی ناشی از حرکت الکترونها است.

اگر سیم پیچی در یک میدان مغناطیسی طوری بچرخد که شار مغناطیسی تغییر کند

انرژی الکترومغناطیسی ایجاد می شود.

یک سیم مسی هم دارای تعداد زیادی اتم و در نتیجه الکترون است. هر گاه ما بتوانیم توسط یک نیرویی الکترونهای در حال چرخش به دور هسته را از مدار خود خارج کنیم و در یک جهت معین به حرکت در آوریم جریان الکتریکی برقرار می‌شود. پس جریان برق چیزی جز حرکت الکترونها نیست.  البته این حرکت بصورت انتقالی انجام می‌شود، یعنی یک اتم تعدادی الکترون به اتم کناری خود می‌دهد و اتم کناری نیز به همین ترتیب تعدادی الکترون به اتم بعدی می‌دهد و بدین صورت جریان برقرار می‌شود. پس هر گاه که گفته شود جریان برق کم یا زیاد است، یعنی تعداد الکترونهایی که در مسیر سیم در حال حرکت هستند کم یا زیاد است نیروهایی که باعث جدا شدن الکترون از هسته می‌شوند

نیروی مغناطیسی خارجی: هرگاه یک سیم را در یک میدان مغناطیسی حرکت دهیم؛ نیروی این میدان باعث حرکت الکترونهای سیم می‌شود.

ضربه: ضربه می‌تواند الکترونها را از مدار خود خارج کند. نمونه این تولید برق در فندکها می‌باشد.

انرژی مغناطیسی

اگر بار Q که با سرعت V حرکت می‌کند، تحت تأثیر میدان مغناطیسی قرار گیرد، انرژی مغناطیسی مربوطه عبارت خواهد بود از کاری که بوسیله میدان برای حرکت بار، در فاصله مشخصی صورت می‌گیرد.

انرژی الکترومغناطیسی

مجموع انرژیهای الکتریکی و مغناطیسی در کنار هم انرژی الکترومغناطیسی نامیده می‌شود. که در مدارهای LC وRLC این ترکیب فراهم می‌شود. و انرژی در خازن و القاگر ذخیره می‌گردد

انرژی شیمیایی

در جریان یک واکنش شیمیایی ، انرژی آزاد یا جذب می‌شود، که به این انرژی که حاصل از واکنشهای شیمیایی است، انرژی شیمیایی می‌گویند. این انرژی بسته به نوع واکنش ممکن است انرژی پیوندی ، انرژی یونش ، انرژی فعالسازی و ... باشد.

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید

تحقیق درباره استحصال انرژی از پسماند

فرمت فایل : word  (لینک دانلود پایین صفحه) تعداد صفحات 16 صفحه

مقدمه

ازدیاد حجم زباله های شهری و افزایش مشکلات دفع آن و همچنین کمبود زمین مناسب جهت دفن ومسائل زیست محیطی مبتلابه سبب رویکرد به روش زباله سوزی درجهان امروز شده است بگونه ای که از سال   ٢٠١٠ دفن زباله قابل اشتعال در کشورهای عضو اتحادیه اروپا ممنوع گردیده است و تنها روش مورد توافق دراین کشورها نیروگاه های زباله سوز می باشد.

نخستین بار در سال ١٨٧٠ کشور انگلستان مبادرت به ساختن اولین کارخانه زباله سوز نمود پس از آن کشورهای دیگر از انرژی حاصل ازسوزاندن زباله در موارد مختلف استفاده نموده اند. درکشور ما نیز بر اساس برآوردهای انجام شده در حال حاضر روزانه حدود یکهزار و صدتن زباله شهری دراصفهان، حدود هفت هزار تن در تهران، هزار و سیصد تن در مشهد و هزار و صد تن در شیراز تولید میشود، این حجم کلان زباله ها علاوه بر اثرات سوء زیست محیطی، مشکلات شهرداری­ها و مراکز بهداشتی را بدنبال دارد. نیروگاه زباله سوز از یک سو به عنوان یک روش کارا در دفع بهداشتی زباله و از سوی دیگر مولد انرژی می باشد.

پردازش حرارتی پسماند

روشهای موجود

پردازش حرارتی پسماند می­تواند در غیاب هوا (پیرولیز)، با کمی هوای اضافه (گازیفیکاسیون) و یا در حضور میزان زیادی هوا (پسماند سوزی) صورت پذیرد. در مورد پسماند سوزی، پسماند مانند دیگر سوخت­ها به سادگی سوزانده شده و کارخانه پردازش حرارتی تبدیل به یک نیرگاه استحصال برق از پسماند می­شود. پیرولیز و تا حدودی گازیفیکاسیون نیاز یه یک منبع خارجی گرما دارند، در حالی که در زمان احتراق پسماند، محتوای انرژی پسماند برای تقویت احتراق، بدون اضافه کردن سوخت کمکی، کافی است.

دانلود درس پژوهی علوم سوم ابتدایی درس انرژی چیست

دانلود درس پژوهی علوم سوم ابتدایی درس انرژی چیست  کامل و آماده بافرمت ورد قابل ویرایش تعدادصفحات 25

در این درس پژوهی کلیه مستندات و مراحل اجرا به طور کامل رعایت گردیده است

  آنچه در این مجموعه وجود دارد:
چکیده
مقدمه  
بیان مسئله
تبین ضرورت و اهمیت موضوع
یک دوره درس پژوهی
برنامه ریزی درس پژوهشی
اهداف کلی
هدف درس پژوهی
حیطه عاطفی
نحوه تقسیم کار
ویژگی های طرح درس ( سناریو  )
زمان بندی نحوه اجرا
چالش های فرا روی گروه و راهکارهای گروه برای مقابله با آن ها
ارزشیابی تدریس
طرح درس
تدریس اول
*بازاندیشی و تجدید نظر براساس تفکر گروه
جلسه دوم درس پژوهی
تعیین امکانات مورد نیاز
ارزشیابی تدریس
معایب تدریس :
چالش های فرا روی گروه و راهکارهای گروه برای مقابله با آن ها
روش تعیین اثربخشی نتایج اجرایی درس پژوهی
ارایه گزارش پایانی
دیدگاه اعضای شرکت کننده در درس پژوهی پیرامون نقاط قوت و ضعف
راهبرد های یاد دهی – یادگیری
ابزار و امکانات مورد نیاز گروه
چالش های فرا روی گروه :
روش تعیین اثر بخشی نتایج اجرای درس پژوهی:
امکانات مورد نیاز گروه
نتایج حاصله:
فهرست منابع و مآخذ :

  کامل و آماده بافرمت ورد قابل ویرایش تعدادصفحات 25

در این درس پژوهی کلیه مستندات و مراحل اجرا به طور کامل رعایت گردیده است

  آنچه در این مجموعه وجود دارد:
چکیده
مقدمه  
بیان مسئله
تبین ضرورت و اهمیت موضوع
یک دوره درس پژوهی
برنامه ریزی درس پژوهشی
اهداف کلی
هدف درس پژوهی
حیطه عاطفی
نحوه تقسیم کار
ویژگی های طرح درس ( سناریو  )
زمان بندی نحوه اجرا
چالش های فرا روی گروه و راهکارهای گروه برای مقابله با آن ها
ارزشیابی تدریس
طرح درس
تدریس اول
*بازاندیشی و تجدید نظر براساس تفکر گروه
جلسه دوم درس پژوهی
تعیین امکانات مورد نیاز
ارزشیابی تدریس
معایب تدریس :
چالش های فرا روی گروه و راهکارهای گروه برای مقابله با آن ها
روش تعیین اثربخشی نتایج اجرایی درس پژوهی
ارایه گزارش پایانی
دیدگاه اعضای شرکت کننده در درس پژوهی پیرامون نقاط قوت و ضعف
راهبرد های یاد دهی – یادگیری
ابزار و امکانات مورد نیاز گروه
چالش های فرا روی گروه :
روش تعیین اثر بخشی نتایج اجرای درس پژوهی:
امکانات مورد نیاز گروه
نتایج حاصله:
فهرست منابع و مآخذ :

دانلود تحقیق در مورد انرژی هسته ای

لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*
فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)
تعداد صفحه: 14

دید کلی

استفاده از نیروی هسته‌ای از 40 سال پیش آغاز شد و اینک این نیرو همان اندازه از برق جهان را تأمین می‌کند که 40 سال پیش بوسیله تمام منابع انرژی تأمین می‌شد. حدود دو سوم از جمعیت جهان در کشورهایی زندگی می‌کنند که نیروگاههای هسته‌ای آنها در زمینه تولید برق و زیر ساختهای صنعتی نقش مکمل را ایفا می‌کنند. نیمی از مردم جهان در کشورهایی زندگی می‌کنند که نیروگاههای هسته‌ای در آنها در حال برنامه‌ریزی و یا در دست ساخت هستند.

به این ترتیب ، توسعه سریع نیروی هسته‌ای جهان مستلزم بروز هیچ تغییر بنیادینی نیست و تنها نیازمند تسریع راهبردهای موجود است. امروزه حدود 440 نیروگاه هسته‌ای در 31 کشور جهان برق تولید می‌کنند. بیش از 15 کشور از مجموع این تعداد در زمینه تأمین برق خود تا 25 درصد یا بیشتر ، متکی به نیروی هسته‌ای هستند. در اروپا و ژاپن سهم نیروی هسته‌ای در تأمین برق بیش از 30 درصد است، در آمریکا نیروی هسته‌ای 20 درصد از برق را تأمین می‌کند. در سرتاسر جهان ، دانشمندان بیش از 50 کشور از حدود 300 راکتور تحقیقاتی استفاده می‌کنند تا: درباره فناوریهای هسته‌ای تحقیق کرده و برای تشخیص بیماری و درمان سرطان ، رادیوایزوتوپ تولید کنند.

همچنین در اقیانوسهای جهان راکتورهای هسته‌ای نیروی محرکه بیش از 400 کشتی را بدون اینکه به خدمه آن و یا محیط زیست آسیبی برسانند، تأمین می‌کنند. دوره پس از جنگ سرد ، فعالیت جدیدی برای حذف مواد هسته‌ای از تسلیحات و تبدیل آن به سوخت هسته‌ای غیر نظامی آغاز شد. انرژی هسته‌ای کاربردهای زیاد در پزشکی در علوم و صنعت و کشاورزی و ... دارد. لازم به ذکر است انرژی هسته‌ای به تمامی انرژیهای دیگر قابل تبدیل است، ولی هیچ انرژی به انرژی هسته‌ای تبدیل نمی‌شود. موارد زیادی از کاربردهای انرژی هسته‌ای در زیر آورده می‌شود.

آیا می‌دانید که؟

انرژی گرمایی تولید شده از واکنشهای هسته‌ای در مقایسه با گرمای حاصل از سوختن زغال سنگ در چه مرتبه بزرگی قرار دارد؟

منابع تولید انرژی هسته‌ای که بر اثر سیلابها و رودخانه از صخره شسته شده و به بستر دریا می‌رود، چقدر برق می‌تواند تولید کند؟

کشورهایی که بیشترین استفاده را از انرژی هسته‌ای را می‌برند، کدامند؟ و ... .

نحوه آزاد شدن انرژی هسته‌ای

می‌دانیم که هسته از پروتون (با بار مثبت) و نوترون (بدون بار الکتریکی) تشکیل شده است. بنابراین بار الکتریکی آن مثبت است. اگر بتوانیم هسته را به طریقی به دو تکه تقسیم کنیم، تکه‌ها در اثر نیروی دافعه الکتریکی خیلی سریع از هم فاصله گرفته و انرژی جنبشی فوق العاده‌ای پیدا می‌کنند. در کنار این تکه‌ها ذرات دیگری مثل نوترون و اشعه‌های گاما و بتا نیز تولید می‌شود. انرژی جنبشی تکه‌ها و انرژی ذرات و پرتوهای بوجود آمده ، در اثر برهمکنش ذرات با مواد اطراف ، سرانجام به انرژی گرمایی تبدیل می‌شود. مثلا در واکنش هسته‌ای که در طی آن 235U به دو تکه تبدیل می‌شود، انرژی کلی معادل با 200MeV را آزاد می‌کند. این مقدار انرژی می‌تواند حدود 20 میلیارد کیلوگالری گرما را در ازای هر کیلوگرم سوخت تولید کند. این مقدار گرما 2800000 بار برگتر از حدود 7000 کیلوگالری گرمایی است که از سوختن هر کیلوگرم زغال سنگ حاصل می‌شود.

کاربرد حرارتی انرژی هسته‌ای

گرمای حاصل از واکنش هسته‌ای در محیط راکتور هسته‌ای تولید و پرداخته می‌شود. بعبارتی در طی مراحلی در راکتور این گرما پس از مهارشدن انرژی آزاد شده واکنش هسته‌ای تولید و پس از خنک سازی کافی با آهنگ مناسبی به خارج منتقل می‌شود. گرمای حاصله آبی را که در مرحله خنک سازی بعنوان خنک کننده بکار می‌رود را به بخار آب تبدیل می‌کند. بخار آب تولید شده ، همانند آنچه در تولید برق از زعال سنگ ، نفت یا گاز متداول است، بسوی توربین فرستاده می‌شود تا با راه اندازی مولد ، توان الکتریکی مورد نیاز را تولید کند. در واقع ، راکتور همراه با مولد بخار ، جانشین دیگ بخار در نیروگاه‌های معمولی شده است.

سوخت راکتورهای هسته‌ای

ماده‌ای که به عنوان سوخت در راکتورهای هسته‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرد باید شکاف پذیر باشد یا به طریقی شکاف پذیر شود.235U شکاف پذیر است ولی اکثر هسته‌های اورانیوم در سوخت از انواع 238U است. این اورانیوم بر اثر واکنشهایی که به ترتیب با تولید پرتوهای گاما و بتا به 239Pu تبدیل می‌شود. پلوتونیوم هم مثل 235U شکافت پذیر است. به علت پلوتونیوم اضافی که در سطح جهان وجود دارد نخستین مخلوطهای مورد استفاده آنهایی هستند که مصرف در آنها منحصر به پلوتونیوم است.

میزان اورانیومی که از صخره‌ها شسته می‌شود و از طریق رودخانه‌ها به دریا حمل می‌شود، به اندازه‌ای است که می‌تواند 25 برابر کل مصرف برق کنونی جهان را تأمین کند. با استفاده از این نوع موضوع ، راکتورهای زاینده‌ای که بر اساس استخراج اورانیوم از آب دریاها راه اندازی شوند قادر خواهند بود تمام انرژی مورد نیاز بشر را برای همیشه تأمین کنند، بی آنکه قیمت برق به علت هزینه سوخت خام آن حتی به اندازه یک درصد هم افزایش یابد.

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید