Energi

Energiprincipen, synonymt med energilagen eller ännu längre, lagen om energins bevarande. Alla tre beskriver precis samma sak, vilket namn en använder är således en smaksak eller beroende på hur många ord rapporten behöver. Oavsett så säger energiprincipen följande:

Energi kan varken skapas eller försvinna. Energi kan bara omvandlas eller överföras.

Energi kan således inte skapas i någon maskin eller i något laboratorium. En enkel tankevurpa kan här ske om man tänker på att exempelvis ett vattenkraftverk ”skapar” energi. Vattenkraftverket omvandlar lägesenergi till elektrisk energi. Ingen energi har således skapats.

Det finns ett par av olika former av energi. De mest grundläggande för grundskolan och gymnasiet har vi samlat i menyn.

Exempel på omvandling av energi

  • En bil omvandlar kemisk energi till rörelseenergi
  • Bromsarna på en bil omvandlar rörelseenergi till värmeenergi
  • Ett kärnkraftverk omvandlar kärnenergi till elektrisk energi
  • När en människa hoppar från ett hopptorn omvandlas lägesenergi till rörelseenergi på vägen ner

Enheten är joule

Enheten för energi är joule uppkallad efter James Prescott Joule. En joule är inte någon vidare energimängd i vardagligt bruk.

  • En joule räcker till att lyfta en sten med massan 1 kg 10 centimeter över marken
  • En normalviktig skata på 2 hekto har en rörelseenergi på en joule då den flyger i 11 km/h
  • En normal konsument LED-lampa kräver mellan 2 joule och 8 joule varje sekund den är tänd
  • Det krävs ungefär 50000 joule för att värma en kaffekopp med vatten från 20 grader till 100 grader

Energi före och energi efter

Det här med att energin är konstant är förträffligt för våra beräkningar. Detta innebär att vi kan ställa upp en likhet som följer

    \[\text{Energi före} = \text{Energi efter.}\]

Detta är något vi använder hela tiden under våra beräkningar.

Exempel går bland annat att finna under rörelseenergi, där all rörelseenergi ska omvandlas till ett friktionsarbete.

Lagom stort och lagom hastighet

Det händer en hel del saker då föremål får stora massor (exempelvis svarta hål) eller när föremål närmar sig ljusets hastighet. Vi får därför begränsa oss till fall då massorna är lagom stora och hastigheterna är mycket mindre än ljuset.

Ett konkret exempel är att vi inte kan använda vår formel för rörelseenergi på en partikel som färdas i 90% av ljusets hastighet. Våra beräkningar skulle även stämma illa överens med verkligheten om vi började beräkna lägesenergi för ett svart hål i förhållande till havsnivån på jorden.