Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - Energi — energin och dess förvandling - Energins måttenheter - En del av energin »förloras» alltid i värme - Endast en del av värmen kan bli arbetsenergi
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
826
ENERGI
ENERGIN OCH DESS FÖRVANDLING
Energi. Om en person som arbetar hårt brukar
man säga, att han är energisk eller har energi. Man
likställer här energi med arbetsförmåga.
Även inom mekanik och fysik används ordet energi,
varvid det emellertid fått en mera speciell innebörd,
helt skild från begreppet arbetsförmåga. Man säger
om ett system, att det innehåller energi, om ett arbete
har magasinerats i detsamma. Ett arbete uträttas, när
en kraft under övervinnande av ett motstånd flyttar
en kropp en viss vägsträcka. Om man t. ex. lyfter en
5-kilosvikt rakt upp en sträcka av 2 meter, har man i
systemet vikt — jordklot magasinerat ett arbete av
2m • 5 kp = 10 kpm i form av lägesenergi. Låter man
vikten falla, övergår lägesenergin successivt i
rörelseenergi. När vikten härefter träffar jorden, övergår
rörelseenergin i sin ordning direkt eller indirekt till
värmeenergi. Om vikten i stället för att få falla fritt
upphänges i en pendel, kommer vid fallet lägesenergin
att på samma sätt vara förvandlad till rörelseenergi i
pendelns lägsta punkt, varefter den vid motsatta
vändpunkten åter har övergått till lägesenergi osv. Här har vi
sålunda ett åskådligt exempel på energiomvandling.
Om vi hänger upp vikten i en ospänd spiralfjäder
och härefter låter den falla, uppstår ett annat slags
periodisk rörelse, denna gång i vertikal led. När
vikten nått sitt bottenläge, har energin härvid övergått
i elastisk energi eller fjädringsenergi och
magasinerats i spiralfjädern, varifrån den åter övergår till
lägesenergi hos vikten. När vikten befinner sig halvvägs, är
arbetet fördelat på alla tre av de nämnda
energiformerna, lägesenergi, rörelseenergi och fjädringsenergi.
Energins måttenheter
Alla dessa energier kan mätas i samma mått,
nämligen som nyss nämndes i kilopondmeter, varvid
summan av delenergierna är konstant dvs. i föreliggande
exempel 10 kpm. Samma måttenhet, kilopondmeter,
kan användas för alla övriga former under vilka
energin kan framträda, såsom kemisk energi, magnetisk
energi, elektrisk laddningsenergi, ljus- och
radioenergi, av vilka de båda senare är av elektromagnetisk
art, dvs. en kombination av elektrisk och magnetisk
energi, på samma sätt som pendelns totala energi var
sammansatt av läges- och rörelseenergi.
Det var den tyske läkaren Robert von Mayer som
för över 100 år sedan framställde den hypotesen, att
mekaniskt arbete och värme är ekvivalenta, något som
därefter lätt nog kunde verifieras. Begreppet
ekvivalens innebär, att ett visst mekaniskt arbete, när det
omsättes i värme, alltid alstrar samma värmemängd,
oberoende av på vilket sätt omvandlingen sker.
Värmemängd mäter man i kalorier. Med en kilokalori förstås
då den värmemängd som åtgår för att uppvärma ett
kg vatten i° C. Man har funnit, att värmets
mekaniska ekvivalent kan uttryckas med talet 427, dvs. det
åtgår ett arbete av 427 kpm för att alstra
värmemängden 1 kcal. Om ett vattenfall är 427 meter högt,
kommer sålunda vattnet nedanför fallet att vara 1
grad varmare än ovanför, nämligen därför att vattnets
lägesenergi icke kan övergå till någon annan
energiform (oavsett ljudenergin från fallet) än värme vid
fri fallrörelse.
Från teorin för värmets mekaniska ekvivalens var
steget icke långt till den, att alla energiformer är
ekvivalenta. Detta är i sin ordning samma sak som att säga,
att energin är oförstörbar, termodynamikens s. k.
första huvudsats, som är en av vetenskapens hörnstenar.
En del av energin »förloras» alltid i värme
Härmed är dock icke sagt, att energiomvandlingar
kan ske hur som helst. Vissa energiformer,
exempelvis ljusenergi, har nämligen en naturlig tendens att
degraderas, dvs. de strävar att omedelbart övergå i
värme. I praktiken kan för övrigt aldrig någon
energiomvandling äga rum utan att någon viss del av energin
»förloras» i form av värme. Man talar härvid om
verkningsgrad. Har t. ex. en elektrisk motor en
verkningsgrad av 80 %, betyder detta att 80 % av den elektriskt
tillförda energin nyttiggörs i form av mekaniskt
arbete, medan 20 % bortgår i form av värme i motorns
inre. I en elektrisk glödlampa når ljusverkningsgraden
sällan högre värde än 5 %, medan 95 % övergår i
värme.
Värmet självt degraderas på så sätt, att varje kropp
strävar att utjämna sin temperatur till omgivningens.
Detta är innebörden av den inom fysiken så viktiga
entropi’lagen (termodynamikens andra huvudsats),
som utsäger, att värme icke av sig självt kan övergå
från en kallare kropp till en varmare.
Endast en del av värmen kan bli arbetsenergi
Skall värmeenergi förvandlas till mekanisk energi,
förutsätter detta sålunda, att vi har till förfogande en
temperaturdifferens, vilken så att säga utgör
drivkraften för energitransformationen ifråga. Den
värmeenergi som kan sägas vara bunden i exempelvis
oceanernas vattenmassor kan sålunda icke som sådan
nyttiggöras för alstrande av andra energiformer.
Ur en värmemotor, exempelvis en ångmaskin med
fritt utlopp för ångan, alltså med en temperatur på
avloppsångan av ioo° C, kan man icke erhålla något
mekaniskt arbete alls, förrän temperaturen i
ångpannan drives över ioo° C, något som man även av
tryckförhållandena lätt inser. Höjer man ångpannans tem-
Artiklar, som saknas i detta band, torde sökas i registerbanden
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
