Podstawowe pojęcia i wielkości fizyczne związane z energiąData: 2009-01-12 Nie można mówić o energii bez posługiwania się niektórymi pojęciami fizycznymi oraz niektórymi jednostkami. W Polsce obowiązuje Międzynarodowy System Miar (SI), jednak zwyczajowo jednostki spoza tego systemu nadal są w użyciu.
Energia jest to wielkość fizyczna określająca zdolność ciała do wykonania pracy.
Energii nie można ani zniszczyć, ani stworzyć, można ją jedynie przetwarzać.
Energia może mieć różne postacie, dlatego przyjęło się wyrażać ją w różnych jednostkach
- energia (jednostka międzynarodowa):
dżul [J]
kilodżul [kJ] = 1 000 J
megadżul [MJ] = 1 000 kJ = 1 000 000 J
gigadżul [GJ] = 1 000 MJ = 1 000 000 kJ = 1 000 000 000 J
- energia cieplna:
kaloria [cal]
kilokaloria [kcal] = 1 000 cal
megakaloria [Mcal]
....itd
- energia elektryczna
kilowatogodzina [kWh]
megawatogodzina [MWh] = 1 000 kWh
...itd.
Poszczególne jednostki energii można wzajemnie przeliczać według poniższych zależności:
1 J = 0.2389 cal
1 cal = 4.1856 J
1 kWh = 3 600 kJ = 3.6 MJ
1 kWh = 0.86 Mcal
Moc jest to wielkość fizyczna określona stosunkiem wykonanej pracy
do czasu jej wykonania
Moc urządzeń określa się jednostkami energii (pracy) w czasie
- moc (jednostka międzynarodowa)
wat [W]
kilowat [kW] = 1 000 W
megawat [MW] = 1 000 kW
- moc urządzeń cieplnych - obecnie także określa się powyższymi jednostkami.
Jednostki mocy i jednostki energii (pracy) powiązane są następującymi zależnościami:
W = J : s
J = W x s
Należy pamiętać, że np. turbina o większej mocy może wyprodukować mniej energii od turbiny małej mocy, jeśli ta ostatnia będzie znacznie dłużej pracować.
Poniższy przykład obrazowo przedstawia zależność między energią i mocą:
Pralka domowa w czasie grzania wody pobiera moc 2 kW, co oznacza, że w każdej sekundzie wykorzystuje energię równą 2 kJ. Jeśli urządzenie to pracuje przez 30 minut, to zużywa w tym czasie:
30 x 60 x 2.0 = 3 600 kJ
Telewizor pozostawiony w stanie czuwania, (tzw. stand by umożliwiający włączenie pilotem) pobiera moc 0.007 kW, co oznacza, że w każdej sekundzie wykorzystuje energię równą zaledwie 7 J.. Jeśli 3 godziny dziennie telewizor jest włączony, to w ciągu pozostałych 21 godzin doby zużywa:
21 x 60 x 60 x 0.007 = 529 kJ
Mimo tak ogromnej różnicy mocy tych dwóch urządzeń w ciągu tygodnia telewizor NIE OGLĄDANY zużyje więcej energii niż PRACUJĄCA przez pół godziny pralka.
|