Energi - Science

Energi
Vad är energi?
Vad är energi




Energi är förmågan att utföra ett arbete
Energi är ett mått på ”inre kraft”
Termodynamikens 1:a lag (energiprincipen)
säger:
Energi kan inte uppstå eller försvinna, utan
bara omvandlas från en form till en annan
Termodynamikens 2:a lag säger:
Värmeenergi går alltid från varmt till kallt
Olika former av energi






Mekanisk energi: Lägesenergi; har med massa att
göra och jordens dragningskraft. Rörelseenergi; när
ngt sätts i/är i rörelse
Kemisk energi; t ex mat, bensin
Solenergi; är ursprunget till nästan alla andra former
av energi
Värmeenergi; när en kropp alstrar värme
Elektrisk energi; ström
Kärnenergi; när atomkärnor klyvs eller slås samman
Energi övergår från en form till
en annan
Vattenkraft:
Solen driver vattnets kretslopp. Vatten i rörelse har
en viss rörelseenergi. Denna energi används i
vattenkraftverk där man omvandlar den till elektrisk
energi, se stencil
Kärnkraftverk:
Där tar man tillvara på den energi som kommer av
kärnklyvningar och omvandlar den till elektrisk
energi
Kom på 3 egna exempel på olika energiomvandlingar




Solen driver fotosyntesen som i sin tur
blir till kemisk energi i forma av föda
Kärnenergi i solen blir till värmeenergi
Kemisk energi i form av bensin blir till
rörelseenergi
Solens värmeenergi värmer upp luften
och den bildas vindar som driver
vindkraftverk; det övergår till elektrisk
energi
Hur man mäter energi




Energi mäts i joule (förut i kalorier). 1 J är
ungefär lika mycket energi som går åt för att
lyfta 1 kg 10 cm
Effekt är energi/tidsenhet. Effekt mäts i Watt.
1W = 1J/s
Ofta pratar vi energi i form av 1 kWh
(1000Watt/timme)
1 kWh är ungefär den energi som utvecklas i
en elektrisk kokplatta under en timme
Exergi & anergi
Exergi är ett begrepp som anger hur stor del
av den tillförda energin som kan användas för
att utnyttja ett arbete. Ju högre exergihalt ju
större del av energin kan utnyttjas. Den del
av energin som inte kan utnyttjas kallas
anergi, ex värmeenergi. En del av den
ursprungliga energin övergår alltid till
värmeenergi (spillvärme)
Hur kan vi ta tillvara och nyttja värmeenergin?

Verkningsgrad





Verkningsgrad är den andel av den tillförda energin som
kommer till nytta
Förbränningsverkningsgrad = andelen av tillfört bränsle som
förbränns och omvandlas till värme
Pannverkningsgrad = hur mycket av bränslets energiinnehåll
som pannan lyckas utnyttja och tillföra fastigheten (hur effektiv är
pannan?)
Systemverkningsgrad = hur mycket av bränslets energiinnehåll
som hela värmeanläggningen lyckas utnyttja och tillföra
fastigheten
Årsmedelverkningsgrad = hur stor del av tillförd mängd energi
som kommit till nytta under ett helt år (här tas hänsyn till olika
förluster)
Fossila bränslen






Olja, naturgas och kol är s k fossila bränslen. Fossil
är ngt som är en rest från miljontals år sedan.
De har bildats av gamla växter och djur (kol)
De ligger ofta djupt ner i marken. Och idag pratar
man ofta om att oljan kommer att ta slut
Kolbrytningen lämnar stora öppna ”sår” i landskapet
Alla fossila bränslen ger koldioxid (CO2) som rest
vid förbränning, vilket bidrar till växthuseffekten
Energin från fossila bränslen används till
uppvärmning, transporter och till produktion av
elkraft (ex kolkraftverk)
Kärnkraft





Kärnkraft använder kärnklyvning, fission, som
energikälla
Uran används som bränsle
Man klyver urankärnorna under stor kontroll, så att
lagom mycket energi frigörs
Kärnenergin övergår till värmeenergi, som sedan
används till att värma upp vatten till vattenånga.
Ångturbinen omvandlar ångan via en generator till
elektricitet
Vid ett haveri i ett kärnkraftverk kan radioaktivitet
spridas. Lagring av slutavfall.
Frågor






Vad är energi? Förklara begreppet med några få ord eller en
enda mening, så att andra kan förstå vad du menar
Hur kan man förklara att rörelseenergin hos en person som
arbetar, egentligen haft sitt ursprung i solen?
Vilka undantag finns det från regeln att alla
energiomvandlingskedjor har sin början i solen?
Vad kallas den process som omvandlar solenergin till kemisk
energi?
I ett vattenkraftverk omvandlas vattnets lägesenergi till elektrisk
energi. Beskriv hur detta går till.
Vilka för- resp nackdelar har vattenkraften jämfört med andra
energikällor?





Vilka för- resp nackdelar finns det med fossila
bränslen?
Ungefär hur stora är förlusterna, då man
omvandlar kärnenergi i ett kärnkraftverk? Var
tar förlusterna vägen?
Vad innebär växthuseffekten?
Vad är skillnaden mellan naturlig växthuseffekt
och den av människa påverkade
växthuseffekt?
Traditionellt används orden energiproduktion
och energiförbrukning i vardagligt tal. Är detta
rätt eller fel? Motivera varför.
Grupparbete
Skriva en uppsats + PP pres. om följande ämnen:
 Solvärme
 Vindkraft
 Geotermisk energi i kraftverk
 Biobränslen
 Vätgasenergi
 Kärnkraft
 Vattenkraft
 Värmepumpar