Năng lượng là một trong những yếu tố góp phần quan trọng trong đời sống và sản xuất. Có thể nói nếu không có năng lượng thì đời sống, kinh tế, các ngành công nghiệp của chúng ta không thể phát triển được như bây giờ. Tuy nhiên năng lượng là gì, nó bao gồm những loại nào… thì lại không mấy ai hiểu rõ và có thể trả lời được. Nếu bạn cũng là một trong số đó thì hãy tham khảo thông tin tại bài viết dưới đây.
Tìm hiểu chung về năng lượng và các dạng của năng lượng
Năng lượng là gì?
Trong Vật lý, năng lượng chính là một đại lượng vật lý, nó được chuyển đến một đối tượng để thực hiện một công trên hoặc làm móng cho đối tượng. Nói một cách đơn giản thì năng lượng là một đại lượng đặc trưng cho khả năng sinh công của vật và nó là số đo liên quan đến sự chuyển động vật chất. Chuyển động này bao gồm các hạt cơ bản và từ trường. Năng lượng là một đại lượng được bảo toàn và định bảo bảo toàn năng lượng cho biết năng lượng có thể được chuyển đổi thông qua rất nhiều hình thức khác nhau nhưng nó không được tạo ra hoặc phá hủy.
Còn trong lý thuyết tương đối thì nhà khoa học Albert Einstein đã chỉ ra rằng giữa năng lượng và khối lượng vật thể có một mối liên hệ nào đó.
Tất cả mọi vật xung quanh chúng ta diễn ra và hoạt động được đều nhờ năng lượng và mỗi một đối tượng lại sử dụng một loại năng lượng khác nhau.
Các đơn vị được dùng để đo năng lượng
Năng lượng có rất nhiều đơn vị đo khác nhau
Xem thêm:
Quán tính là gì? Lực quán tính là gì và các hệ quy chiếu?
Năng lượng được đo bởi rất nhiều đơn vị khác nhau, trong đó ta có: Jun (Joules hoặc J), calo, W, éc và BTU. Các đơn vị này sẽ được sử dụng tùy thuộc theo từng loại năng lượng và được sử dụng cho những mục đích khác nhau. Nhờ có các đơn vị này mà chúng ta cũng dễ dàng hơn trong việc chuyển đổi năng lượng từ đơn vị này sang đơn vị khác. Điều này cũng tương tự như việc chuyển khoảng cách đi bộ thành dặm và km.
W là đơn vị được sử dụng để đo công suất hoặc dòng năng lượng. Thông thường thì các thiết bị gia dụng sẽ đo công suất bằng W, số W càng cao thì thiết bị hoạt động càng mạnh và tiêu tốn nhiều năng lượng hơn.
Ví dụ: Máy nước nóng có công suất 1000W thì nói sẽ sử dụng 1000W cho mỗi lần sử dụng.
Bên cạnh đó thì thời gian cũng là một phần để đo năng lượng. Nếu máy nước nóng có công suất 1000W sử dụng trong 1 giờ thì nó sẽ tiêu tốn khoảng 1kWh.
Định luật bảo toàn năng lượng và người đã tìm ra nó
Trong Vật lý và Hóa học, định luật bảo toàn năng lượng phát biểu rằng năng lượng của một hệ cô lập là không đổi. Điều này có nghĩa là năng lượng được bảo toàn theo thời gian. Nó không tự nhiên sinh ra cũng không tự nhiên mất đi mà nó chỉ chuyển từ dạng này sang dạng khác hoặc chuyển từ vật này sang vật khác.
Sự nghiệp nghiên cứu định luật của Mayer
Định luật bảo toàn năng lượng của ai nghiên cứu?
Xem thêm:
Định luật bảo toàn năng lượng ra đời là cả một quá trình nghiên cứu phát triển của rất nhiều nhà khoa học. Năm 1841 nhà Vật lý học người Đức Julius Robert Mayer (1814 – 1878) sau một chuyến đi thực tế đã nghiên cứu về “Việc xác định các lực về mặt số lượng và chất lượng” gửi đến tạp chí “Biên niên vật lý học”. Tuy nhiên bản thảo này đã không được đăng tải.
Tới năm 1842 Mayer gửi công trình nghiên cứu thứ 2 với tên gọi “Nhận xét về các thế lực của thế giới vô sinh” đăng trên tạp chí Biên niên hóa học và dược học. Tại đây ông đã đưa ra những lập luận và phân tính sự chuyển hóa từ thế năng thành động năng. Và ông kết luận “Lực là những đối tượng không trọng lực, không bị hủy diệt và có khả năng chuyển hóa.
Đến năm 1845 Mayer lại tiếp tục hoàn thành công trình mới tên “Chuyển động hữu cơ trong mối liên hệ với sự trao đổi chất”. Ông quyết định xuất bản công trình này thành một cuốn sách nhỏ. Cứ như vậy ba công trình của ông đã nêu lên được những tư tưởng tổng quát nhất về định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng. Tuy nhiên, rất không may cho ông là công trình thứ nhất không được công bố, công trình thứ 2 không được các nhà Vật Lý quan tâm. Và cứ như thế việc chứng minh định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng của Mayer trở nên khó khăn.
Các nghiên cứu phát triển định luật tiếp theo
Năm 1970 Rumpho đã thực hiện một thí nghiệm bằng cách ngâm một nòng súng trong một thùng nước và khoan nó bằng một chiếc khoan cùn. Sau khoảng 2 giờ rưỡi thì nước bắt đầu sôi. Ông cho rằng đây là thí nghiệm chứng tỏ nhiệt là một loại chuyển động, nhưng do chưa có khái niệm về công cơ học nên nghiên cứu này không mang ý nghĩa gì.
Đến năm 1826 công cơ học ra đời và được công nhận. Cùng lúc này thí nghiệm khuấy nước nổi tiếng của James Prescott Joule đã chứng minh được sự chuyển hóa năng lượng từ công thành nhiệt năng (1854). Đây chính là nền tảng của định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng.
Nhà Vật Lý người Đức – Hermann Ludwig Ferdinand von Helmholtz
Song song với các nhà nghiên cứu khác thì Hermann Ludwig Ferdinand von Helmholtz – Bác sĩ kiêm nhà Vật lý người Đức cũng đã có những công trình nghiên cứu về sự bảo toàn năng lượng (1847). Sau đó ông quyết định mở rộng phạm vi nghiên cứu và đem nó ứng dụng vào nhiều trường hợp khác nhau. Từ đó những lý luận sẵn có của các nhà khoa học trước đó được ông phát triển và lần lượt chứng minh rằng năng lượng vĩnh viễn không tự nhiên mất đi mà nó chỉ chuyển hóa thành nhiệt, âm thanh, ánh sáng,…
Mặc dù có rất nhiều nhà nghiên cứu độc lập cùng tìm ra cách chứng minh cho tính đúng đắn của định luật bảo toàn năng lượng. Nhưng các nhà Vật Lý đều công nhận Người tìm ra định luật này đầu tiên chính là Julius Robert Mayer.
Các dạng của năng lượng
Một vài ví dụ về sự biến đổi năng lượng
Theo các nghiên cứu đưa ra thì năng lượng được phân chia thành các dạng phổ biến như:
- Động năng của vật chuyển động
- Lực hấp dẫn, điện hoặc từ’ hay chính là năng lượng tiềm tàng được lưu trữ bởi các vị trí của vật trong trường lực.
- Lực đàn hồi được lưu trữ lại bằng cách kéo căng các vật thể rắn.
- Năng lượng hóa học được giải phóng do nhiên liệu bị đốt cháy.
- Năng lượng bức xạ mang theo ánh sáng
- Năng lượng nhiệt do nhiệt độ của một vật thể nào đó.
Tổng năng lượng của một hệ thống sẽ được phân chia thành thế năng, động năng hoặc kết hợp cả hai với nhiều cách khác nhau.
Năng lượng động lực được xác định bởi những chuyển động của một vật thể hoặc chuyển động tổng hợp của các thành phần của một vật thể. Năng lượng tiềm năng sẽ phản ánh lên những tiềm năng của một vật thể có chuyển động. Hay nói chung đó là một chức năng đến từ vị trí của một vật thể trong một trường hoặc có thể được lưu trữ trong chính nó.
Mặc dù hai loại này đã đủ để mô tả tất cả các dạng của năng lượng nhưng nó thường thuận tiện hơn khi đề cập đến sự kết hợp cụ thể của thế năng và động năng như dạng riêng của nó.
Tại sao năng lượng lại quan trọng đối với đời sống con người
Năng lượng có vai trò cực kỳ quan trong đối với con người
Tổng năng lượng trong vũ trụ là có hạn, chúng ta không thể tạo ra hay phá hủy năng lượng mà chỉ có thể biến đổi hay chuyển đổi nó. Chúng ta không thể phủ nhận được vai trò to lớn của năng lượng đối với con người và đời sống. Bởi nó ảnh hưởng trực tiếp tới sự tồn tại, phát triển của con người.
Trong hoạt động sống, cơ thể của chúng ta cần phải nạp các loại thức ăn như: cơm cá, thịt, rau,… vào cơ thể sau đó các bộ phận sẽ chuyển hóa các chất này thành năng lượng duy trì sự sống cho cơ thể.
Trong các hoạt động công nghiệp, sản xuất, lắp ráp, chế tạo,… thì các loại năng lượng khác nhau đến từ cả năng lượng tái tạo và năng lượng không tái tạo đã góp phần quan trọng trong việc duy trì thúc đẩy mọi mặt đời sống, kinh tế con người phát triển. Nếu không có năng lượng thì chắc chắn chưng at sẽ không có cuộc sống như ngày hôm nay.
Trên đây là những thông tin chia sẻ hữu ích liên quan đến năng lượng là gì, định luật bảo toàn năng lượng và vai trò của năng lượng đối với con người. Hy vọng những chia sẻ trên sẽ giúp bạn có thêm các kiến thức bổ ích về năng lượng.
