образование

Когато енергията се трансформира от една форма в друга, или се премества от едно място на друго, или от една система в друга съществува загуба на енергия. Това означава, че когато енергията се преобразува в различна форма, част от вложената енергия се превръща в силно неподредена форма на енергия, като топлина. Функционално, превръщането на цялата входна енергия в изходна енергия е почти невъзможно, освен ако човек умишлено не превръща енергията в топлина (като в нагревател). Освен това, винаги, когато електрическата енергия се транспортира през електропроводи, енергията в електропроводите винаги е повече от енергията, която излиза в другия край. Загубите на енергия са това, което пречи на процесите да бъдат 100% ефективни.

Съдържание

Видове енергийни загуби

Енергията претърпява много преобразувания и приема много различни форми, докато се движи. Всяко преобразуване, което претърпява, има някаква свързана "загуба" на енергия. Въпреки че тази енергия всъщност не изчезва, някакво количество от първоначалната енергия се превръща във форми, които не са използваеми или не искаме да ги използваме. [2] Някои примери за тези загуби включват:

  • Топлинна енергия, потенциално в резултат на въздушно съпротивление или триене. Топлинната енергия е най-лесно разсейваната форма на енергия.
  • Светлинна енергия често е енергия, която се вижда при горенето и е вид вълново движение.
  • Звукова енергия е друг тип вълнови движения, причинени от вибрациите на молекулите във въздуха. Подобно на топлинната енергия, звукът е вид енергия, която обикновено се губи.

Като цяло целта е да се намали количеството загубена енергия, за да се увеличи ефективността. Също така, нееластичните сблъсъци се отнасят до сблъсъци, при които има известна „загуба“ на енергия по време на сблъсъка. [3]

За повече информация относно нееластичните сблъсъци вижте HyperPhysics.

Загубена енергия при използване на електричество

Използването на електричество е добър пример, който илюстрира загубата на енергия в дадена система. По времето, когато енергията, свързана с електрическата енергия, достигне до потребителя, тя е приела много форми. Първоначално процесът започва със създаването на електричество чрез някакъв метод. Например изгарянето на въглища в електроцентрала отнема химическата енергия, съхранявана във въглищата, и я отделя чрез изгаряне, създавайки топлина, която произвежда пара. Оттук парата движи турбини и механичната енергия тук превръща генератор за производство на електричество. Типичната електроцентрала, работеща с въглища, е с около 38% ефективност [2], така

1/3 от първоначалното енергийно съдържание на горивото се трансформира в използваема форма на енергия, докато останалата част се губи. Допълнителни загуби възникват по време на транспортирането на това електричество. При преноса и разпределението на електроенергия в Съединените щати EIA изчислява, че около 6% от електроенергията се губи при тези процеси. [4] И накрая, електричеството достига целта си. Това електричество може да достигне крушка с нажежаема жичка, в която тънка жица се нагрява, докато свети, като значително количество енергия се губи като топлина, както е показано на фигура 1. Получената светлина съдържа само около 2% от енергийното съдържание на използваните въглища за да го произведе. [2] Преминаването към CFL крушки може да подобри това с около 4 пъти, но това отнема само до 8% от първоначалната химическа енергия във въглищата.

Горивата имат огромно енергийно съдържание, но много малко всъщност се оказва като използваема енергия и повечето се губят. Тези енергийни загуби водят до изключително неефективни процеси, някои от тях идват от фундаментални ограничения като втория закон на термодинамиката, но някои предоставят възможности за по-добро инженерство.

Загубена енергия в превозните средства

Съществуват и значителни загуби на енергия в рамките на двигателя с вътрешно горене. Химичната енергия от бензина (или дизела) - която произхожда от Слънцето, тъй като е изкопаемо гориво - след това се преобразува в топлинна енергия, която притиска буталата в двигателя. След това механичната енергия се транспортира до колелата, което увеличава кинетичната енергия на автомобила. Част от тази кинетична енергия се губи от звука на двигателя, светлината от изгарянето и до топлинната енергия от триенето между пътя и гумите. Сегашните превозни средства са в състояние да използват само около 20% от енергийното съдържание на горивото като енергия, останалото се губи. [2] Пример за тези енергийни загуби е показан на Фигура 2. Въпреки че ефективността може да бъде подобрена, те могат да бъдат увеличени само до известна степен поради принципите на термодинамиката.

На празен ход, използвайки аксесоари като климатици и аеродинамично съпротивление може допълнително да увеличи загубите в автомобила. [6]

За по-нататъшно четене

  • Закон за запазване на енергията
  • Топлинен двигател
  • Топлинна помпа
  • Технология за преобразуване на енергия
  • Или проучете произволна страница

Препратки

  1. ↑ Wikimedia Commons. (27 май 2015 г.). Крушка с нажежаема жичка [На линия]. Налично: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Incandescent_light_bulb_on_db.jpg#/media/File:Incandescent_light_bulb_on_db.jpg
  2. ↑ 2.02.12.22.3 Националните академии. (27 май 2015 г.). Енергиен източник[На линия]. Налично: http://www.nap.edu/reports/energy/sources.html
  3. ↑ HyperPhysics. (27 май 2015 г.). Нееластични сблъсъци [На линия]. Налично: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/inecol2.html
  4. ↑ ОВОС. (27 май 2015 г.). Загуби на електроенергия [На линия]. Налично: http://www.eia.gov/tools/faqs/faq.cfm?id=105&t=3
  5. ↑Създаден вътрешно от член на екипа по енергийно образование. Адаптиран от: http://www.fueleconomy.gov/feg/atv.shtml
  6. ↑ Център за потребителска енергия. (27 май 2015 г.). Загуби на енергия в превозно средство [На линия]. Налично: http://www.consumerenergycenter.org/transporta/consumer_tips/vehicle_energy_losses.html

Автори и редактори

Тим Дейвис, Йордания Ханания, Кайлин Стенхаус, Луиза Варгас Суарес, Джейсън Донев
Последна актуализация: 28 април 2020 г.
Вземете цитиране