"Окружающий мир (в 2 частях)", Самкова В.А., Романова Н.И.
Энергия — способность тела или системы совершать работу и вызывать изменения. Благодаря ей движутся машины и живые организмы, нагреваются предметы, светят лампы. Энергия бывает механической, тепловой, электрической, световой и химической; она поступает из разных источников и может переходить из одного вида в другой. При этом энергия не исчезает: часть обычно рассеивается вокруг в виде тепла. Понимание этих превращений помогает разобраться в работе приборов и машин, разумно расходовать топливо и электричество и беречь природные ресурсы.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Энергия — способность тела или системы совершать работу и вызывать изменения. Например, движущийся мяч может привести в движение другой предмет, а нагретая вода — передать тепло. Понятие энергии помогает объяснить, почему тела движутся, нагреваются или начинают светиться.
Источник энергии — тело, вещество или природное явление, от которого можно получить энергию. К источникам относятся Солнце, топливо, движущаяся вода и батарейка. Это понятие нужно, чтобы выяснить, откуда берётся энергия для природного процесса или работы прибора.
Превращение энергии — переход энергии из одного вида в другой. В электрическом фонаре энергия батарейки в итоге становится световой и тепловой. Понимая превращения, можно проследить, как источник приводит к заметному результату.
Закон сохранения энергии — энергия не возникает из ничего и не исчезает, а только передаётся и превращается. Если прибор перестал работать, его энергия не пропала: она могла перейти в тепло и рассеяться вокруг. Закон помогает правильно объяснять любые изменения и не принимать рассеивание за исчезновение энергии.
Движение, нагревание, освещение и другие изменения связаны с энергией, потому что для их возникновения и поддержания энергия передаётся или меняет вид. Чтобы сдвинуть предмет, нужно воздействовать на него; чтобы нагреть воду, нужно передать ей тепло. Свет лампы тоже появляется благодаря превращению энергии, поступившей от источника. Поэтому по наблюдаемым изменениям можно судить о действии энергии, хотя саму её увидеть нельзя.
Различают механическую, тепловую, электрическую, световую и химическую энергию. Механическая проявляется в движении или положении тел, тепловая — в нагретом состоянии, электрическая связана с электрическими явлениями, а световая переносится светом. Химическая энергия содержится в веществах и высвобождается при химических процессах, например при сгорании топлива. Такое деление помогает описывать, как именно энергия действует в конкретной ситуации.
В природе энергию можно получить от Солнца, топлива, движения воды и воздуха, а также химических процессов. Солнечное излучение нагревает земную поверхность и приводит в движение воздух; круговорот воды поддерживает движение рек. Топливо отдаёт энергию при сгорании, а батарейка — благодаря химическим реакциям внутри неё. Источник выбирают по тому, какой процесс способен передать энергию нужному объекту.
Энергия переходит от одного тела к другому, когда одно воздействует на другое или передаёт ему тепло, свет либо электрический ток. Кроме передачи, часто происходит превращение: например, электрическая энергия в нагревателе становится тепловой. В фонаре она помогает получить свет, но детали и воздух тоже нагреваются. Цепочка превращений позволяет проследить путь от источника к результату.
При превращениях часть энергии обычно рассеивается в окружающей среде в виде тепла: нагреваются корпус прибора, воздух или соприкасающиеся детали. Это происходит потому, что энергия распределяется между разными частями системы, а не вся направляется на полезный результат. Рассеянное тепло не исчезает, оно передано окружающим телам и становится менее доступным для выполнения нужной работы. Поэтому общее количество энергии сохраняется, хотя полезная часть уменьшается.
| Вид энергии | Где проявляется | Пример источника | Во что может превращаться |
|---|---|---|---|
| Механическая энергия | В движении и положении тел | Движущаяся вода | В электрическую или тепловую |
| Тепловая энергия | В нагретых телах | Солнце, топливо | В механическую или электрическую |
| Электрическая энергия | В токе и работе электроприборов | Батарейка, электростанция | В световую, тепловую или механическую |
| Световая энергия | В излучении Солнца и лампы | Солнце, фонарь | В тепловую или химическую |
| Химическая энергия | В топливе, пище и батарейках | Бензин, продукты, батарейка | В тепловую, электрическую или механическую |
Сначала определите, какой вид энергии проявляется в исходной ситуации или указан у источника. Затем проследите, что происходит с телом: оно движется, нагревается, светится или приводит в действие прибор. В таблице указаны возможные, а не единственные варианты превращений.
Условие. Назовите, какая энергия есть у движущегося велосипеда, нагретой воды и батарейки. Определите её по состоянию тела или происходящему явлению. Помните, что у одного объекта могут быть разные виды энергии, но здесь нужно назвать наиболее очевидный.
Ответ. У движущегося велосипеда есть механическая энергия, у нагретой воды — тепловая, у батарейки — химическая. Такой способ рассуждения подходит и для других примеров: сначала замечают движение, нагрев или химический источник. Затем называют соответствующий вид энергии.
Условие. Опишите, как энергия проходит через фонарь после включения. Нужно начать с батарейки и назвать результат работы фонаря. Учтите, что лампа и другие детали тоже могут нагреваться.
Ответ. Цепочка выглядит так: химическая энергия батарейки → электрическая энергия → световая и тепловая энергия. Нагрев — не исчезновение энергии и не обязательно поломка: это побочный результат превращения. По цепочке можно проследить и источник, и полезный результат.
Условие. Сравните солнечную батарею и бензиновый двигатель по источнику энергии, превращениям и побочному результату. Оба устройства могут приводить в действие полезную работу, но получают энергию по-разному. Также определите, какой источник относится к возобновляемым.
Ответ. Солнечная батарея использует возобновляемый источник — Солнце, а двигатель — невозобновляемый ресурс, бензин. В обоих случаях энергия не исчезает: часть рассеивается в виде тепла и не становится полезной работой. Возобновляемый источник тоже нужно использовать разумно, учитывая условия и последствия его получения.
Ошибка — считать энергию отдельным веществом, которое можно увидеть или потрогать. Так думают, потому что часто говорят, будто энергия «поступает» в прибор или «содержится» в батарейке. Проверьте себя: можно ли показать энергию отдельно от её действия или источника? Наблюдать можно проявления энергии, а не её как предмет.
Ошибка — путать источник энергии с её видом. Например, Солнце — источник, а световая и тепловая энергия описывают формы, в которых она проявляется. Путаница возникает, когда называют их одним и тем же. Чтобы проверить ответ, спросите себя отдельно: «Откуда энергия?» и «Какой это вид энергии?»
Ошибка — думать, что при превращении энергия исчезает. Прибор может перестать работать, и кажется, будто энергия пропала, но она могла передаться окружающим телам и рассеяться как тепло. Проверьте цепочку: перечислите все изменения, включая нагрев корпуса и воздуха. Тогда станет понятно, куда перешла энергия.
Ошибка — считать любой природный ресурс неисчерпаемым. Слово «природный» не означает, что запас топлива бесконечен, а возобновляемые источники тоже требуют разумного использования. Проверяйте, пополняется ли ресурс естественным образом и успевает ли он восстановиться. Так можно отличить ограниченный запас от возобновляемого источника и не делать вывод об их бесконечности.
Для начала достаточно узнавать знакомые явления: движение, нагревание, освещение и работу электрических приборов. Понятие энергии связывает их общим объяснением — передачей и превращениями энергии. Позже оно поможет разобраться в природных ресурсах, электричестве, тепловых явлениях и работе машин. Ещё оно нужно, чтобы понимать энергосбережение, охрану природы и выбор возобновляемых источников.
Можно ли увидеть энергию?
Саму энергию увидеть или потрогать нельзя: это не вещество, а характеристика способности вызывать изменения. Мы замечаем её действие по движению, нагреванию, свету или работе прибора.
Чем источник энергии отличается от вида энергии?
Источник — то, откуда энергию получают, а вид описывает, в какой форме она проявляется. Например, Солнце — источник, а его световая и тепловая энергия — виды энергии.
Куда девается энергия, когда прибор перестаёт работать?
Она не исчезает, а переходит в другие формы и передаётся окружающей среде. Например, работающий прибор может нагреть воздух и свои детали, а после выключения это тепло постепенно рассеивается.
Почему Солнце считают главным источником энергии на Земле?
Солнечный свет нагревает поверхность Земли и приводит в движение воздух и воду. Растения используют его для образования питательных веществ, поэтому энергия Солнца лежит в основе многих природных процессов и пищевых цепей.
Всегда ли энергия превращается полностью в полезную работу?
Нет, часть энергии обычно рассеивается в окружающей среде, чаще всего в виде тепла. Например, двигатель не только приводит машину в движение, но и нагревается, поэтому полезной становится не вся полученная энергия.
Что такое энергия
