Curgerea Energiei De unde vine n ce se

Curgerea Energiei De unde vine; în ce se transformă

Energia ca instrument în fizică • Energia este o noţiune f. Abstractă, dar f. utilă • Folosim conservarea energiei pt. a prezice comportarea – punând E = mgh + ½mv 2 = constant putem afla viteza la orice înălţime: v 2 = 2 gh(înălţimea de la care a cazut) – Ne bazăm pe faptul că energia nu este creată din nimic • De unde provine energia din jurul nostru? – majoritatea din soare – o parte din alte stele explodate (nucleogeneza) – dar toată provine, în cele din urmă de la Big Bang. • Dar surpinzător, energia netă a universului ar putea fi zero (şi se pare că aşa e)! 2

Energia se conservă (nu de carne!) • Conservarea Energiei nu înseamnă Economisirea Energiei • Conservarea Energiei înseamnă că nu e nici creată, nici distrusă. Energia totală din Univers este constantă!! • Dar nu creăm energie la centrală electrică? – Nu, doar transformăm energia • Soarele nu creează energie? – Nici vorbă—doar converteşte masa în energie 3

Transformarea energiei • Deşi energia totală e constantă, forma de energie se poate schimba • Într-un pendul există o schimbare continuă între energia cinetică şi potenţială pivot Ec = 0; Ep = mgh h Ec = 0; Ep = mgh Înălţimea de referinţă 4

Perpetuum Mobile • De ce nu se mişcă pt. totdeauna pendulul? • E imposibil să realizăm un design fără pierderi de energie • Pendulul e încetinit de: – Frecarea la punctul de contact at the contact point: requires force to oppose; force acts through distance work is done – Rezistenţa aerului – Se formează mici turbulenţe în aer la trecerea corpului • Perpetuum mobile înseamnă fără pierderi de energie Soluţie: când vedem că energia e pierdută/creată inventăm forme noi de materie/energie (neutrinul lui Pauli), (energia nucleară) 5

De ce nu se face din ce în ce mai cald? • Dacă toate procesele se termină prin conversia tuturor formelor de energie în căldură, de ce nu se încălzeşte Terra? • Dacă Terra ar reţine întrega căldură, ar fi mai cald! • Întreaga căldură a Terrei este emisă prin radiaţie în spaţiul cosmic – Corpurile mai calde emit mai multă energie prin radiaţie 6

De ce avem nevoie de lumină: Radiaţia corpului negru • Puterea emisă de o suprafaţă neagră sub formă de lumină este proportională cu puterea a patra a temperaturii suprafeţei! P = T 4 Watt pe metru pătrat – = 5. 67 10 -8 W/ºK 4/m 2 – temperatura este în Kelvin: • ºK = ºC + 273 • Examplu: radiaţia corpului (5. 67 10 -8) (310)4 = 523 Watt pe metru pătrat (numai dacă sunteţi gol în spaţiul cosmic (T=3 K), într-o cameră la temperatură ambiantă de 20 C este de doar 100 Watt!) 7

Energia Radiantă • Examplu: Soarele are 5800ºK la suprafaţă: P = T 4 = (5. 67 10 -8) (5800)4 = 6. 4 107 W/m 2 Sumând pe întreaga suprafaţă a soarelui 3. 9 1026 W • Producţia de energie umană pe Terra : 3. 3 1012 W – O singură centrală are 0. 5– 1. 0 GW (109 W) • Câtî energie radiază Terra? P = T 4 la T = 288ºK = 15ºC este 390 W/m 2 Sumând pe întreaga suprafaţă a Terrei 2 1017 W • Radiaţia solară incidentă pe Terra este 1. 8 1017 W – Coincidenţă de numere? ! 8