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

دانلود تحقیق کامل درمورد 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