I fysikken betegner energi evnen til at udføre arbejde eller opvarme noget.

Transkript

1 Energi I fysikken betegner energi evnen til at udføre arbejde eller opvarme noget. Energi kan omdannes fra en form til en anden, men hverken opstå ud af ingenting eller tilintetgøres. Den samlede energi i universet er således konstant. Enhed for energi: [J] =[ kg m²/s²] Energiformer Kinetisk energi bevægelse E = 1 2 mv2 Potentiel energi beliggenhed E = mgh Elektrisk energi Magnetisk energi m = masse, g = tyngdeaccelerationen = 9,82, h = højden Kemisk energi Ved kemiske reaktioner frisættes eller bindes energi. Ved planternes fotosyntese omdannes strålingsenergien i sollyset til kemisk energi i plantevævet. Når planten atter nedbrydes, frigives energien på ny. Kerneenergi. Strålingsenergi Elektromagnetisk stråling transporterer energi. Solen er Jordens primære energikilde. Termisk energi Varme er bevægelse på mikroskopisk niveau i en genstand. Varme er energi af lav kvalitet i den forstand at andre former for energi altid kan omdannes fuldstændig til varme, mens det modsatte ikke er tilfældet. Energikilder Fossile energikilder (hovedparten af verdens energiforbrug) Kul tørv, brunkul, stenkul olie gas Kerneenergi Kernekraftværkerne udvinder energi ved spaltning (fission) af isotoper af tunge grundstoffer, hovedsageligt uran og plutonium. Vedvarende energikilder (energikilder som ikke slipper op inden for en overskuelig fremtid) Biobrændsel brænde, trækul, halm og biogas. Solenergi opvarmningsformål vha. solfangere og elektricitet vha. solceller Vandkraft dæmninger og turbiner., tidevandskraft, bølgeenergi Vindkraft vindmøller geotermisk jordvarme

2 Forsøg E.1 Formål: Materialer: Beskrivelse: At undersøge omdannelse mellem potentiel og kinetisk energi. En plade Nogle bøger at lægge under pladen Stopur en plå plastikvogn 3 pladelodder Lineal Lommeregner Pladen lægges, sådan at den er hævet 5 cm i den ene ende. En blå vogn slippes foroven, samtidigt med at stopuret startes. Stopuret standses når bilen er kørt ned til enden, og tiden noteres. Lav forsøget med forskellig vægt af vognen. h = 5 cm Forsøg nr. Vægt tid Tid gennemsnit 1 Ingen 2 Ingen 3 1 plade 4 1 plade 5 2 plader 6 2 plader 7 3 plader 8 3 plader Hæv pladen til 10 cm, og gentag herefter forsøgene. h = 10 cm Forsøg nr. Vægt Tid Tid gennemsnit 1 Ingen 2 Ingen 3 1 plade 4 1 plade 5 2 plader 6 2 plader 7 3 plader 8 3 plader

3 Teori: Vognen har øverst på rampen mere potentiel energi, end for bunden af rampen. Denne beliggenhedsenergi (potentiel) vil omdannes til bevægelsesenergi i takt med at vognen bevæger sig ned ad rampen. (og den potentielle energi derfor bliver mindre) Vognen får altså mere bevægelsesenergi, - dvs. højere hastighed. Potentiel energi beliggenhed E pot = mgh Kinetisk energi bevægelse E kin = 1 2 mv2 Da den potentielle energi bliver til kinetisk kan vi sætte de to ligninger lig hinanden. 2 E pot = E kin mgh = 1 2 mv2 Vi undersøger om tiden (og hastigheden) er afhængig af vognens vægt, og højden. Hvis vi isolerer ovenstående ligning får vi at v er: v = 2 m gh = 2gh m Forudsigelse: Som det ses burde højden have indflydelse, men ikke vægten af vognen. Såfremt vægten alligevel har betydning for tiden skyldes det at vægten har indflydelse på energitabet, der kommer på grund af gnidning. Højden har indflydelse, idet vognen tilføres en højere potentiel energi til at starte med.

4 Forsøg E.2 Formål: Materialer: forsøg 1: forsøg 2: forsøg 3: At undersøge omdannelse mellem forskellige energityper Strømforsyning Fatning Pære ledninger 2 motorer elastik møllevinger tape sytråd + elastik 3 lodder stativmateriale Få en pære til at lyse. Herved laver du elektrisk energi om til strålingsenergi og varmeenergi. Sæt strøm (maks 12V DC) til en motor, med møllevinger. Her har du lavet elektrisk strøm om til bevægelsesenergi. Omdannelse af bevægelsesenergi til strøm. Sæt motoren til et voltmeter, og drej vingerne rundt. Bevægelsesenergien bliver nu til strøm, hvilket sker når vinden blæser på vindmøllerne. Ved at montere en motor til at trække møllevingerne kan vi se at forskelligt energiniveau giver forskellig elektrisk spænding. forsøg 4: Lav elektrisk energi om til potentiel energi. Monter et lod i en elastik, og bind elastikken fast i et 2m langt stykke sytråd, som sættes på motorens aksel med tape. Når du sætter strøm til motoren hejses loddet op. Her bliver elektrisk energi til bevægelsesenergi som bliver til potentiel energi. forsøg 5: Lav potentiel energi om til elektrisk energi. Loddets potentielle energi kan via bevægelsesenergi omsættes til elektrisk energi Brug opstillingen fra forsøg 4 til at rulle sytråden op på motoren. Herefter sættes motoren til et voltmeter i stedet for strømforsyningen, og loddet slippes, mens spændingen måles. Forsøget gentages med 3 forskellige lodder. Lodderne vil have forskellig hastighed i bunden, modsat forsøg E.1. Det skyldes at noget af den potentielle energi er brugt på høj hastighed, og noget er brugt på at lave elektrisk energi.

5 Jorden og Solen giver energi Propeller Byg to forskellige propeller, som kan omsætte beliggenhedsenergi til bevægelsesenergi Materialer - 2 stativer - Elastik - Flad træpind - Stativstang m. klemme - Elektrikerrør - Prop - Tegnestift - Stykke pap, ca. 20 x 20 cm - Tape - Snor - Lod Byg propellerne, som tegningen viser. Hvor er beliggenhedsenergien oplagret? Propel 1. Propel 2. Vis, hvad du kan gøre for at få propellerne til at snurre hurtigere eller længere. Skriv her, hvad du gjorde. Ny Prisma 8 Kopimappe B Varenr

6 :;9 <8=79 ABC94DB794 E$F MNMOPQ RSR7TURSV AWSTR 2X7AR7 ZR[UTTRS\R]VRSR7TU dj!l F L! H^ K!! H!/ * $! H^ K a^ K b^ K JH^ K Jc^ K H^^ K!! ` F F! %! F F!, 0_ ek Lf JH^ H^ Jc^ a^ H^^ b^ "#$%#$ & ' ()$9" #* "+%9 ' *),-+.-/, -/L#./Y E* E$ EL E% EL GH I J K % Le G0_I J % Le G0_I H* e G0_ILe GJ^_I % JLe GJ^_I % H* e GJ^_I g ijklmnlok pmqm roqmstokm ru vwn onxmnlmy zu {v x} ~qmsyv km 01

7 898 A<B=> CDE FGFHIJ KLK;MNKLO PQLMK RS;PK; UKVNMMKLWKXOKLK;MN ] &1 ' ! !93 " #$% $Y$Y$$$Z$#$$#Y$#$#$#Z$Y$$T639797[\ $ $ $Z #$ #Y # # #Z Y$ YY Y Y YZ 0$ 0Y T63973[4 $ ^ `abcdecfb gdhd ifhdjkfbd il mne feodecdp ql rmsots uvhdjpmsbd '()*() +,-).' ( 13T( '/* /

8 BCD FG01HI J/3KH /L 3MNJONH PGNK QGHO0RG3O0 WXWYZ[ \]\^_à\fb^\cd\ e_ Fb^Q\ \]\^_`.e^df`]f\^ `gg\./01234 & S+88 V S+ 4 S S45 T077 U S*4 S* " ! S+ S68 S7 #12345 # $ %1 4 8 & ' (1) 4 5 4! 1 071* # ! ! , & ! h jklmnompl qnrn sprntupln sv wxo poynomnz {v w}y~} rntzw}ln 6)7)7 * 8 297&6 ) 6:& 8 99;:<;=9 ;=+) <=!< >?@A?@ ##