Energija

Energija se troši ili oslobađa u različitim oblicima u procesima koji se zbivaju u prirodi, industriji i tehnologiji. Osim u našoj hrani, energija je „zarobljena“ u atomskim jezgrama, fosilnim gorivima, vodi, vjetru... Pogledajte videozapis Oblici energije i odgovorite na pitanja. 

1. Što je energija?
2. Navedite neke oblike energije.
3. Koja je mjerna jedinica za energiju?

Sunce je, primjerice, izvor svjetlosne i toplinske energije. Svake sekunde u unutrašnjosti Sunca iz 657 milijuna tona vodika nastaje 653 milijuna tona helija. Pri tome se masa Sunca smanji za 4 milijuna tona. Ta se masa pretvara u energiju koju Sunce isijava u svemir.

Pogledajte videozapise Što je energija? i Vi ste jedna velika kemijska reakcija te odgovorite na pitanja.

1. Što je naš glavni izvor energije?
2. Navedite neke vrste energije i njihovu primjenu.
3. Kojom reakcijom u organizmu dobivamo energiju?

Zbroj kinetičkih energija koje sve čestice imaju zbog svoga gibanja i zbroj potencijalnih energija koje sve čestice imaju zbog svoga međudjelovanja naziva se unutarnja energija, U.

U kemiji se sustav najčešće definira kao posuda u kojoj se zbiva neka promjena (čaša, epruveta, tikvica) i njezin sadržaj. Okolina je sve ono što okružuje sustav, a bitna je za promjene koje se događaju u sustavu. 

Toplina je energija koju sustav izmjenjuje s okolinom, pri čemu dolazi do promjene temperature sustava. Oznaka za toplinu jest Q, a mjerna jedinica jest džul, J. 

Što je temperatura i na koji način naše tijelo održava temperaturu stalnom pogledajte u videozapisima Temperatura i Tjelesna temperatura. Nakon što odgledate filmove odgovorite na postavljena pitanja.

1. Što je temperatura?
2. Kako tijelo održava temperaturu?

Unutarnja energija je funkcija stanja. Promjena funkcije stanja određena je početnim i konačnim stanjem i ne ovisi o načinu na koji se promjena dogodila.

Prirast neke termodinamičke funkcije je razlika vrijednosti konačnog i početnog stanja pa za prirast unutarnje energije, ΔU, vrijedi:

Energija sustava definira se kao mjera koja pokazuje kolika je mogućnost nekoga sustava da obavi rad, W, ili proizvede toplinu, Q. Promjena unutarnje energije sustava jednaka je zbroju izmijenjene topline i obavljenoga rada.

Unutarnju energiju, toplinu i rad povezuje prvi zakon termodinamike – zakon o očuvanju energije. Energija ne može niti nastati niti nestati, već se može pretvarati iz jednoga oblika u drugi.

Toplina, Q, i rad, W, oblici su energije u kojima energija prelazi iz jednoga sustava na drugi ili iz sustava na okolinu. Za razliku od unutarnje energije, rad i toplina nisu funkcije stanja. Toplina i rad mogu imati pozitivan i negativan predznak ovisno o tome prima li ili otpušta li sustav toplinu, odnosno obavlja li sustav rad ili se rad obavlja nad sustavom.

Energija Zemlje ujedno se naziva i geotermalna energija. Pogledajte videozapis i zapišite neke primjere uporabe geotermalne energije.

Klimatske promjene su tema s kojom se svakodnevno susrećemo. Znanstvenici nas upozoravaju kako je nužno poduzeti mjere kako bi se umanjile posljedice klimatskih promjena. Pogledajte videozapis Izvori energije u budućnosti i promislite koje su prednosti alternativnih izvora energije.