تحقیق درباره انرژی

در علم، اِنِرژی یا کارمایه به معنی توانایی انجام کار توسط ماده است.

تاریخچه انرژی

لغت انرژی در ابتدا در کارهای ارسطو دیده شده است. با این وجود به دلیل تغییرات زیاد در این کتاب‌ها و بازنویسی بسیار آنها به طور دقیق نمی‌توان تایید نمود که این لغت در ابتدا توسط چه کسی بکار برده شده است. بنابراین تاریخ شناسان ریشه لغتenergy را لغت فرانسوی energie دانشته‌اند که خود از ریشه لاتین energia است. این لغت لاتین از کلمه یونانی energeia به معنی فعالیت و عملکرد و یا از لغتenorgus که ترکیبی از دو لغت en به معنای در و orgus به معنای کار است مشتق گردیده است.

مفهوم انرژی اولین بار به عنوان ویزویوا «vis viva» در کارهای لایبنیتز«leibniz» دیده شد که به عنوان ضرب جرم یک جسم در سرعت آن جسم به توان دو است. به عقیده لایبنیتز میزان کل ویزویوا در جهان ثابت است. برای حل کاهش سرعت در اثر اصطکاک او گرما را به عنوان حرکت ذرات ماده بیان نمود که در این زمینه او با نیوتون هم عقیده بود. با این وجود تا یک قرن قبل این مفهوم مورد پذیرش قرار نگرفته بود. در سال ۱۸۰۷ توماس یانگ «Thomas Young» کلمه انرژی را به جای ویزویوا به معنای امروزی آن به کار گرفت. در ۱۸۲۹ گوستاو گاسپارد کوریولیس «Gustave-Gaspard Coriolis» انرژی جنبشی را تعریف نمود و انرژی پتانسیل به معنای امروز آن در سال ۱۸۵۳ در کارهای ویلیام رانکین«William Rankine» دیده شد.

در طول چندین سال بحث در مورد موجودیت انرژی ادامه داشت که آیا باید آن را یک موجودیت در نظر گرفت یا یک مقدار فیزیکی.

به وجود آمدن ماشین‌های بخار موجب شد که مهندسین نیازمند فرمول‌هایی برای توصیف معادلات گرمایی و مکانیکی این سیستم‌ها گردند. مهندسینی مانند سادی کارنوت «Sadi Carnot» و جیمز پرسکات ژول «James Prescott Joule» ٫ ریاضیدانانی همچون امیل کلاپیرون «Emile Clapeyron» و هرمان ون هلموتز«Hermann von Helmoltz» و آماتورهایی همانند ژولیوس رابرت ون مایر«Julios Robert von Mayer» نشان دادند که میزان انجام کار در یک سیستم متناسب با میزان انرژی در آن سیستم است.

انرژی جنبشی

انرژی جنبشی یک جسم در حال حرکت با جرم آن جسم و مجذور سرعتش متناسب است.

انرژی پتانسیل

صورتی از انرژِی است كه در اجسام به‌صورت نهفته وجود دارد و قابل تبديل بهانرژی جنبشی می‌باشد. به‌طور مثال انرژی پتانسیل شيميايی نهفته در مواد غذايی پس از فعل و انفعالات شيميايی در ماهيچه‌ها تبديل به انرژی جنبشی می‌گردد.

انواع انرژی پتانسیل

• انرژی پتانسیل شیمیایی
• انرژی پتانسیل الکتریکی
• انرژی پتانسیل گرانشی

انرژی پتانسیل گرانشی

انرزی پتانسیل گرانشی با حرکت دادن جسم در خلاف جهت نیروی گرانشی در جسم ذخیره می‌شود. هر چه فاصله جسم از مرکز زمین بیشتر باشد و یا به عبارت دیگر ارتفاع بیشتری داشته باشد انرژی ذخیره شده در جسم بیشتر است. جسمی که در مرکز زمین قرار گرفته کمترین انرژی پتانسیل و جسمی که در فاصله بی‌نهایت از مرکز زمین قرار گرفته است بیشترین انرژی پتانسیل را داراست. آبی که در پشت سد ذخیره شده است دارای انرژی پتانسیل گرانشی می باشد که توربین-ژنراتور این انرژی را به انرژی الکتریکی تبدیل می نماید.

انرژی یونش.

انرژی یونش مقدار انرژی لازم برای جدا کردن یک الکترون از این اتم در حالت گازی و تبدیل آن به یون مثبت(کاتیون) دخالت \گازی را انرژی یونش یا یونیزاسیون می‌گویند. که اولین انرژی یونش است. اگر دومین الکترون را از اتم جدا شود. انرژی یونش گویند. و به همین صورت سومین، چهارمین، و ... انرژی یونش تعریف می‌شود عوامل موثر به مقدار انرژی یونش عبارتند از: ۱ـ n یا عددکوانتومی اصلی۲ـ با موثر هسته (B)