NSM 14.11.95

Energi-samfunnet

Materiens konstans

• materien består av atomer
• atomene består av elementærpartikler
• eks: hydrogenatom

  

  • avstand mellom proton og elektron er 5.28*10^-11m
  • elektronets (hvile)masse er 9.11*10^-31kg
  • protonets masse er 1.672*10^-27kg

Arbeid - energi

• energi er evnen til å utføre et arbeid

Energi

• Stillings(potensiell)energi som blir lagret i et legeme avhengig av dets posisjon og/eller innebygde egenskaper. Kjemisk energi er også potensiell energi.
• Bevegelses(kinetisk)energi er den energi et stoff eller et legeme har pga. sin bevegelse og masse.

Energiutnyttelse

Potensiell energi ----> arbeid
             lav energiutnyttelse
• eks:
  • bensinmotor ca. 10%
  • mennesker ca. 10 - 25%
  • lyspære ca. 3 - 5%

• Når energi brukes går den over fra en energiform til en annen.

Energiens konstans

• energi blir aldri skapt eller ødelagt

  

Hva er varme?

• varme er energi som strømmer fra et legeme med høyere temperatur til et annet legeme med lavere temperatur

Hva er temperatur?

• bevegelser i materien

Energienhet J:

Bevaring av energi

• I et lukket system foregår en prosess
  Energien før prosessen begynner er lik energien etter at prosessen er fullført
  E_f = E_e

  E_f: den totale energi i et lukket system før prosessen begynner
  E_e: den totale energi i et lukket system etter at den er fullført

Termodynamikkens første hovedsetning

• Ved enhver forandring i et system er summen av den tilførte og det utførte arbeidet på systemet, lik endringen i indre energi

• Den indre energi i et legeme er lik summen av den kinetiske og den potensielle energien som er knyttet til molekylenes bevegelser og posisjoner i forhold til hverandre

Det koster å bruke energi

• mengden av den konsentrerte energi blir stadig redusert

  

Solstråling

Ved atmosfærens ytterkant utgjør solenergien ca. 1360 W/m²

Sett fra solen er jorden en flat skive med areal pi*r² Strålen fordeles over hele jorden som er en kule med overflate 4*pi*r²
Videre blir 30% av energien reflektert og noe absorbert i atmosfæren. Det som trenger gjennom er i snitt ca. 235 W/m²

Temperaturen på solens kan estimeres til ca. 5784K. Temperaturen i solens indre er flere millioner grader

Astrofysiske betraktninger

• sol:
  • masse: 1.99*10³⁰ kg
  • radius: 6.96*10⁸ m

• jord:
  • masse: 5.98*10²⁴ kg
  • radius: 6.38*10⁶ m

  • avstand fra solen: 1.5*10¹¹ m

• massen omregnet til energi:
  E = mc²

Når den sentrale kjernemassen er brukt opp i, om ca. 10 milliarder år, vil størrelsen øke sterkt/strålingsenergien også og solen blir en rød gigant

Etter 100 millioner år vil den gå over til en hvit dverg

Termodynamikkens andre hovedsetning

• I alle naturlige prosesser minsker den totale energikvaliteten

  eller

• Alle naturlige prosesser fører til større mikroskopisk uorden

  eller

• delta(S)=delta(Q)/T
  
  
  • i universet er delta(S)=0 for reversible prosesser,
    i universet er delta(S)>0 for irreversible prosesser

  Entropien øker hver gang energi konverteres fra en form til en annen

  Når vi bruker energi til å utføre et arbeid degraderes energien

  Mer og mer energi blir altså mindre og mindre brukbar

Naturens hierarki

• Fra elementærpartikler til universet
• økologiens rike spenner fra organsimer --> mennesker --> samfunn --> økosystem --> biosfæren --> jorden

Fagdidaktisk

Filmer for bruk i skolen kan bestilles fra:

• Opplysningsfilm
  Essendropsgt. 6
  0368 Oslo
  Telefon 22 96 12 20 Fax 22 96 12 25