Phần lớn toàn bộ những vận động của những người, sinh vật hay trang thiết bị đều cần phải có năng lượng. Có nhiều loại năng lượng and năng lượng biến từ loại này sang loại khác, nhưng không khi nào mất đi. Thế thì năng lượng là gì and sự biến đổi từ trạng thái này qua trạng thái khác ra mắt như vậy nào?
Năng lượng hiện hữu trong nhiều phân mục khác nhau mà bạn cũng có thể nhận cảm nhận thấy trong cuộc sống từng ngày, thí dụ năng lượng mặt trời, năng lượng điện hay năng lượng hóa học. Những loại năng lượng đc chia làm hai dạng chính: năng lượng động (kinetic energy) and năng lượng tiềm năng (potential energy).
Bài Viết: Hóa năng là gì
Năng lượng động đc định nghĩa là năng lượng của sự hoạt động của một vật thể, thí dụ một xe hơi đang di chuyển trên đường có năng lượng động.
Năng lượng tiềm năng đc định nghĩa là năng lượng đc tồn trữ trong vật thể hay hệ thống những vật thể. Năng lượng tồn trữ này có đc là do sự bố trí nội bộ của vật thể hay hệ thống vật thể. Khi sự bố trí này cân chỉnh thì vật thể có thể thu thêm năng lượng hay nhả năng lượng ra. Hệ thống vật thể có thể nhỏ dại như những nguyên tử hay lớn to như những hành tinh and có vô số phương thức bố trí nên có nhiều loại năng lượng tiềm năng. Thí dụ năng lượng hóa học là năng lượng tiềm năng.
Năng lượng thường biến đổi từ loại này sang loại khác. Chính sự biến đổi đây là nguồn gốc của mọi vận động của mọi loài. Động cơ máy nổ biến năng lượng hóa học của nguyên liệu thành năng lượng động, năng lượng này đẩy xe đi. Năng lượng hóa học trong thực phẩm mà các bạn ăn vào đc trở thành năng lượng cứu các bạn cử động các bắp thịt and làm các vận động khác.
Định luật bảo toàn năng lượng: Trong một hệ thống kín năng lượng không sinh thêm and cũng không mất đi. Năng lượng chỉ biến từ phân mục này sang phân mục khác and convert từ một vật thể này qua một vật thể khác trong cùng hệ thống. Đấy là định luật thứ nhất của nhiệt động lực học (thermodynamics), còn gọi là định luật bảo toàn năng lượng.
Một thí dụ của định luật bảo toàn năng lượng là khi bạn đá trái banh thì động năng từ chân của bạn chuyển qua trái banh làm trái banh bay ra xa. Trái banh bay trong không khí thì bị sức cản làm chậm lại and dần dần rơi xuống. Sức cản không khí biến động năng của trái banh thành nhiệt năng.
Đập nước hoạt động năng thành điện năng. (Hình: sentayho.com.vn)
Đơn vị của năng lượng: Calo (calorie) là năng lượng sử dụng để nâng nhiệt độ của một gam nước lên một độ C. Đơn vị chính thức đo năng lượng trong hệ thống đo đạc quốc tế SI là Joule, viết tắt là “J.” Một calo thì bằng 4.184 joule. Một đơn vị nhiệt Anh (British Thermal Unit viết tắt là BTU) là lượng nhiệt thiết yếu để nâng nhiệt độ của một pound nước lên một độ F. Một BTU thì bằng 1055 joule.
Năng lượng hóa học
Năng lượng hóa học, còn đc gọi tắt là hóa năng, là năng lượng chứa trong các links giữa những nguyên tử hay những phân tử. Vì năng lượng hóa học đc tồn trữ nên hóa năng là thuộc dạng năng lượng tiềm năng. Phản xạ hóa học là một hiện tượng trong đó một vài chất hóa học tác động cùng nhau and biến đổi thành những chất hóa học khác. Trong công đoạn đó thì năng lượng hoặc đc tỏa ra, thường bên dưới dạng nhiệt hoặc đc thu vào.
Phản xạ phát ra nhiệt đc gọi là phản xạ tỏa nhiệt (exothermic reaction). Đó chính là một trong các nguồn năng lượng đc sử dụng nhiều nhất. Năng lượng hóa học chứa trong thực phẩm đc cơ thể con người trở thành nhiệt and năng lượng cơ khí cứu bạn cử động tay chân. Động cơ nổ trong xe hơi biến năng lượng hóa học trong dầu xăng thành năng lượng động and làm xe chạy đc.
Nhiệt từ hóa năng chứa trong than đá hay dầu hỏa trong các nhà máy điện làm hơi nước nóng and làm quay tua bin. Tua bin quay and làm ra điện năng. Hóa năng trong bình điện hay pin điện qua công đoạn điện phân trở thành điện năng.
Xem Ngay: Lss Là Phí Gì – Các nổi biệt Cần Chú ý Về Lss
Cây trồng biến năng lượng mặt trời qua công đoạn quang hợp thành năng lượng hóa học chứa trong cây trái.
Năng lượng điện
Năng lượng điện còn đc gọi là điện năng. Điện năng đc sử dụng trong đông đảo các trang thiết bị and thiết bị điện tử thời nay, từ thiết bị để khởi động xe hơi, máy giặt, lò vi sóng, tới máy tính and Smartphone di động. Hôm nào mà bị cúp điện thì thật là phiền toái.
Điện năng có đc là do sự dịch chuyển của những điện tử (electron). Mọi vật chất đều là kết hợp của nhiều nguyên tử. Mỗi nguyên tử gồm có proton (có điện tích dương) and neutron trong cỗi lõi and electron xoay quanh cỗi lõi cũng giống như mặt trăng xoay quanh thế giới. Có các vật chất, đặc điểm là kim loại, trong đó electron có thể dễ dàng dịch chuyển từ nguyên tử này sang nguyên tử khác khi chứa một điện trường hay từ trường áp đặt vào vật thể đó. Khi electron dịch chuyển thì sinh ra một dòng điện.
Nguồn phát sinh năng lượng điện trên thế gới. (Hình: sentayho.com.vn)
Có nhiều phương phương thức để biến những dạng năng lượng khác ra năng lượng điện. Cách thức nhiều lúc đặc biệt là sử dụng hiện tượng cảm biến điện từ (electromagnetic induction) qua tua bin. Khi tua bin quay thì phát ra điện, như thế tua bin biến năng lượng động thành năng lượng điện. Có nhiều phương thức để quay tua bin and sinh ra điện
Năng lượng gió: Động năng do không khí hoạt động (tức là gió) làm quay cánh quạt and cánh quạt làm tua bin quay and trở thành năng lượng điện
Năng lượng thủy điện: Động năng do nước chảy từ trên cao xuống làm tua bin quay and trở thành năng lượng điện.
Năng lượng từ nhiên liệu hóa thạch: Khi đốt nhiên liệu hóa thạch như dầu hỏa, khí đốt hay than đá thì năng lượng hóa học trong nhiên liệu 1 phần trở thành nhiệt. Hơi nóng này đc sử dụng để sinh ra điện. Phương phương thức này rất tiện lợi, nhưng có hậu quả xấu vì thải ra ngoài môi trường thiên nhiên các chất ô nhiễm, hơn nữa nguồn nhiên liệu hóa thạch có hạn and đã hết tái tạo nên.
Một phương phương thức để sinh ra năng lượng điện mà không sử dụng tua bin là sử dụng tế bào quang điện (photovoltaic cell) để biến năng lượng mặt trời thẳng trực tiếp thành năng lượng điện. Đó chính là phương thức của pin mặt trời (solar panel). Cách thức chế tạo điện này tốt nhất vì không thải ra các khí ô nhiễm and nguồn nhiên liệu là ánh nắng mặt trời thì luôn luôn còn.
Theo như biểu đồ sau đây thế gới vẫn còn sử dụng rất đông nhiên liệu hóa thạch (66%) để phát sinh ra năng lượng điện (Twh là Terawatt hour tức là triệu triệu watt giờ)
Động cơ điện thì ngược lại với máy phát điện, khi cho một dòng điện vào thì trục ở chính giữa động cơ quay. Như thế động cơ điện biến điện năng thành động năng.
Năng lượng hạt nhân
Năng lượng hạt nhân là năng lượng chứa trong các nguyên tử. Năng lượng hạt nhân có thể đúc kết bằng hai phương thức: kết hợp nguyên tử (fusion) and tách hạt nguyên tử (fission). Trong công đoạn phản xạ dây truyền một lượng to nhiệt thoát ra. Nhiệt này đc sử dụng để biến nước thành hơi. Hơi nước bên dưới áp lực to làm quay tua bin and trở thành năng lượng điện.
Xem Ngay: Rfi Trong Xây Dựng Là Gì – Ưu Nhược Điểm Của Việc Sử Dụng Yêu Cầu Bảng Báo Giá
Phương phương thức biến năng lượng hạt nhân thành năng lượng điện không làm ô nhiễm và độc hại môi trường thiên nhiên, tuy vậy vấn đề là phải cất giữ chất thải phóng xạ cho an toàn và đáng tin cậy. Hơn nữa nếu nhà máy nguyên tử bị biến cố thiên nhiên như động đất ở Fukushima hay biến cố nhân tạo như vụ Chernobyl đều có thể làm mất an toàn đến mọi sinh vật trong vùng chung quanh vì phóng xạ bị thoát ra ngoài không khí. (Hà Dương Cự)
—-Nguồn tài liệu: sentayho.com.vn, sentayho.com.vn, sentayho.com.vn
Thể Loại: Giải bày Kiến Thức Cộng Đồng
