Brittny
Mitä on energia? Useimmat varmaan ymmärtävät energian käsitteen, tai ainakin tunnistamme sen, kun näemme sen.
Chris
Tässä on muutamia peruskäsitteitä, jotka auttavat meitä määrittelemään energian. Ensinnäkin energiaa tarvitaan, jotta asiat muuttuvat. Esimerkiksi tämän lyijykynän nro 2 muuttaminen yhdestä käyttökelpoisesta kirjoitusvälineestä kahdeksi vähemmän käyttökelpoiseksi kappaleeksi vaatii energiaa.
Brittny
Energia on kyky tehdä työtä. Emme kuitenkaan puhu töihin menemisestä tai kotitöiden tekemisestä, vaan fysiikassa määritellystä työstä. Työ on voiman käyttämistä esineen liikuttamiseksi voiman suuntaan. Esimerkiksi kun poljetaan polkupyörää tai kun sähkömoottori nostaa hissiä. Energia säilyy. Mitä se sitten tarkoittaa? Se tarkoittaa, että yksi energiamuoto voidaan muuttaa toiseen muotoon, mutta energian kokonaismäärä pysyy samana. Toisin sanoen energiaa ei voi luoda eikä tuhota.
Chris
Yksi helpoimmista tavoista tunnistaa energia on tuntea sen eri muodot. Kaikki energia jakautuu kahteen luokkaan: potentiaali- ja liike-energiaan. Potentiaalienergia riippuu esineen sijainnista tai sen osien järjestyksestä. Kineettinen energia on liikkeen energiaa. Ajattele jalkasi päällä lepäävän tiilen energiaa verrattuna siihen, että tiili pudotetaan jalkasi päälle. Liikkuvalla tiilellä on enemmän liike-energiaa, josta tulet tuskallisesti tietoiseksi, kun tiili siirtää osan tästä energiasta jalkaasi. Kun molemmat tiilet lepäävät jalkasi päällä, niillä on sama potentiaalienergia.
Brittny
Potentiaalienergiaa on neljää päätyyppiä. Ensinnäkin meillä on kemiallinen energia. Kemialliset sidokset pitävät atomit yhdessä. Näiden sidosten katkaiseminen ja atomien siirtäminen kauemmas toisistaan vaatii energiaa. Energiaa vapautuu, kun uusia sidoksia muodostuu ja atomit lähestyvät toisiaan. Ruoan sisältämä energia on peräisin kemiallisesta energiasta. Kehomme sulattaa ruokaa, kuten tämän voileivän, ja käyttää sen sisältämän energian toimintoihin.
Toinen potentiaalisen energian tyyppi on mekaaninen energia. Mekaaninen energia varastoituu laitteeseen voiman vaikutuksesta, kuten esimerkiksi vedettyyn jousijänteeseen varastoitunut energia. Kun se vapautetaan, varastoitu energia muuttuu liike-energiaksi.
Kaksi muuta potentiaalienergian tyyppiä ovat ydinenergia ja gravitaatioenergia. Gravitaatioenergia liittyy kappaleen sijaintiin gravitaatiokentässä. Tällä tennispallolla on korkeampi potentiaalienergia täällä ylhäällä kuin silloin, kun se putoaa maahan.
Chris
OK, tarpeeksi potentiaalienergiasta. Puhutaanpa kineettisestä energiasta. Ensinnäkin on olemassa vesi- tai tuulienergiaa. Kaikilla liikkeessä olevilla kappaleilla on liike-energiaa, jota voidaan siirtää toisiin kappaleisiin törmäyksissä. Esimerkiksi ilman liike voi kääntää tuulimyllyjä pumppaamaan vettä tai tuottamaan sähköä.
Sähköstä puheen ollen, on olemassa myös sähköenergiaa. Sähköenergia on ionien ja elektronien liikkeeseen liittyvää energiaa. Kun elektronit virtaavat johtojen läpi, kutsumme sitä sähköksi. Lisäksi on säteilyenergiaa, joka tulee valoaalloista, röntgensäteistä ja mikroaalloista, ja sitä on kaikkialla ympärillämme.
Ja sitten on lämpöenergiaa. Lämpöenergia on energiaa, joka syntyy atomien ja molekyylien liikkeestä ja liittyy niiden lämpötilaan. Mitä nopeammin hiukkaset liikkuvat, sitä suurempi on energiamäärä ja sitä korkeampi on lämpötila.
Äänienergia syntyy aineen jaksollisesta liikkeestä väliaineessa. Ääni voi kulkea kaasujen, kiinteiden aineiden ja nesteiden läpi. Melkein minkä tahansa aineen läpi, mutta ei avaruuden tyhjiön läpi, koska siellä ei ole ainetta. Tiedätkö sen vanhan scifi-elokuvan repliikin siitä, että ”avaruudessa kukaan ei kuule huutoasi”? Täysin totta. Ja hieman pelottavaa.
Se on siis potentiaali- ja liike-energian päätyypit. Kaikki tämä puhe energiasta saa minut haluamaan imeä sitä.
Brittny
Onko tuo minun voileipäni?!
Chris
Uhh … mahdollisesti …