에너지 변환 기술

에너지 절약 및 변환

에너지 절약의 개념

모든 자연 현상에 적용되는 것으로 밝혀진 기본 법칙은 에너지 보존을 요구합니다. 즉, 총 에너지가 자연에서 발생하는 많은 변화에서 모두 변하지는 않습니다. 에너지 절약은 본질적으로 진행되는 프로세스를 설명하는 것이 아니라, 에너지의 양이 에너지가 언제 평가되는지 또는 어떤 프로세스 (어떤 형태에서 다른 형태로의 에너지 변환 포함)에 관계없이 일정하게 유지된다는 진술입니다. 연속적인 평가 사이에서 진행하십시오.

에너지 보존 법칙은 자연 전체뿐만 아니라 자연 내 폐쇄 또는 격리 시스템에도 적용됩니다. 따라서, 시스템에 에너지가 추가되거나 제거되지 않는 방식으로 시스템의 경계가 정의 될 수있는 경우, 시스템 경계 내에서 진행되는 프로세스의 세부 사항에 관계없이 에너지가 시스템 내에서 보존되어야합니다. 이 폐쇄 시스템 선언의 결론은 두 번의 연속 평가에서 결정된 시스템의 에너지가 동일하지 않을 때마다 그 차이는 시스템에서 추가되거나 제거 된 에너지 양의 측정치라는 것입니다. 두 평가 사이의 시간 간격이 줄어 듭니다.

에너지는 시스템 내에서 여러 형태로 존재할 수 있으며 보존법의 제약 내에서 한 형태에서 다른 형태로 변환 될 수 있습니다. 이러한 다른 형태에는 중력, 운동, 열, 탄성, 전기, 화학, 복사, 핵 및 질량 에너지가 포함됩니다. 에너지 개념의 보편적 적용 가능성과 다양한 형태의 보존 법칙의 완전성으로 인해 매력적이고 유용합니다.

에너지 변환

이상적인 시스템

질량이 m 인 공을 공중으로 던질 때 에너지가 한 형태에서 다른 형태로 변환되는 시스템의 간단한 예가 제공됩니다. 공이지면에서 수직으로 던져 질 때, 그 속도와 운동 에너지는 최고점에서 순간적으로 멈출 때까지 꾸준히 감소합니다. 그런 다음 자체적으로 역전되고 속도와 운동 에너지는지면으로 돌아갈 때 꾸준히 증가합니다. 운동 에너지 E의 _K 순간에 공의가이 땅 (지점 1) 왼쪽 절반 대량의 제품과 속도의 제곱, 또는이었다 ¹ / ₂ MV ₍₁₎ ⁽²⁾, 그리고 가장 높은 지점에서 0으로 꾸준히 감소 (포인트 2). 공이 공중으로 상승함에 따라 중력 전위 에너지 E _p가 얻어 졌다. 이러한 의미에서 잠재적 인 에너지가 실제가 아니라 에너지가 잠재적 인 형태로 저장되어 작업을 수행 할 수 있음을 의미합니다. 중력 전위 에너지는 중력장에서의 위치에 의해 신체에 저장되는 에너지입니다. 질량 m의 중력 전위 에너지는 질량의 곱, 일부 기준 높이에 대해 달성 된 높이 h, 및 지구의 중력에 의한 지구의 가속도 g 또는 mgh에 의해 주어진 것으로 관찰됩니다. 순간 공은 높이 h ₁ 에서지면을 떠났고, 그 잠재적 에너지 E _p1 은 mgh ₁ 입니다. 가장 높은 지점에서, 잠재적 에너지 E _p2 는 mgh ₂ 입니다. 에너지 보존 법칙을 적용하고 공기 중 마찰이 없다고 가정하면 다음과 같은 방정식을 형성합니다.

이 이상적인 예에서, 지상에서의 공의 운동 에너지는 공을 h ₂ 로 높이는 작업으로 변환되어 공 의 중력 전위 에너지는 mg (h ₂ -h ₁) 증가합니다. 볼이 지상의 시간으로 다시 떨어지는 _일 이 중력 에너지는 시간에 운동 에너지와 총 에너지로 변환 돌아 ₁ 다시입니다 ¹ / ₂ MV ₁ ² + MGH ₁. 이러한 일련의 사건에서 공의 운동 에너지는 h ₁ 에서 변하지 않는다. 따라서이 이벤트 사이클에서 볼에 작용하는 중력에 의해 볼에 대한 작업은 0입니다. 이 시스템은 보수적 인 시스템이라고합니다.