Какво е потенциална енергия?

Потенциалната енергия е енергия, която се съхранява, но как се съхранява зависи от нейния тип, като химическа, физическа или електрическа енергия. Потенциалната енергия остава на склад, докато ситуацията се промени и потенциалната енергия се освободи. Освобождаването може да се контролира и може да изпълнява полезна работа или може да бъде внезапно и вредно. Когато потенциалната енергия присъства в големи количества, осъзнаването на количеството потенциална енергия и това, което може да предизвика освобождаването му, е важно за безопасността и за избягване на неконтролирано, разрушително освобождаване.

TL; DR (твърде дълго; Не прочетох)

Потенциалната енергия се съхранява химическа, физическа, електрическа или друга енергия, която може да се освободи при задействане. Химичната енергия се съхранява в химически връзки и се отделя по време на химични реакции. Физическата енергия се съхранява, когато маса се задържа над мястото на почивка с нулева височина или когато конструкцията е под напрежение или деформирана. Електрическата енергия се съхранява в електрически или магнитни полета и в натрупвания на заредени частици. Други видове потенциална енергия включват атомна енергия и топлинна енергия. За всеки вид потенциална енергия има приложения за полезна работа и тригери за разрушително освобождаване.

В химията потенциалната енергия се съхранява в химически връзки. Химичните реакции могат да освободят химическата потенциална енергия и да създадат нови съединения или да произвеждат топлина и светлина. Химичните реакции се използват за задвижване на машини като двигатели на автомобили или за отопление на сгради чрез изгаряне на горива. Експлозивите също отделят химическа енергия и могат да бъдат конструктивни или разрушителни.

Потенциалната енергия във физиката се съхранява или в гравитационна енергия, или като еластична енергия. Гравитационната енергия се дължи на издигнатото положение на тяло, което има маса. Колкото по-голяма е масата, толкова повече потенциална енергия се съхранява. Когато масата се освободи и падне, потенциалната енергия се променя на кинетична енергия, докато масата набира скорост. Получената кинетична енергия може да бъде полезна, например когато забива купчини в земята, или опасна, например когато мост се срути.

Еластичната енергия се съхранява при деформацията на конструкцията. Например, пружина има нормална форма, но когато се компресира или разтегне, тя съхранява потенциална енергия. Когато се освободи, потенциалната енергия може да свърши работа или да причини щети. Пружината в неелектрически часовник се деформира чрез навиване на часовника и потенциалната енергия захранва часовника. Еластичната лента съхранява потенциалната енергия при разтягане, но ако се счупи или бъде пусната, потенциалната енергия може да навреди.

Докато батериите произвеждат електричество, процесът в основата на захранването на батерията е химическа реакция. Реакцията създава дисбаланс на електрони, който произвежда електрически заряд през клемите на батерията. В резултат на това батериите съхраняват както химическа, така и електрическа енергия.

Чистата електрическа енергия се съхранява в електрическите полета на кондензаторите. Малките кондензатори помагат на електронните вериги да функционират, а по-големите се намират във флуоресцентни лампи и някои електрически двигатели. Ако голям кондензатор се къси, потенциалната енергия се освобождава наведнъж и може да причини експлозия или пожар.

Други форми на потенциална енергия включват атомна и топлинна енергия. Урановите атоми съхраняват ядрена енергия, която може да се освободи при реакции на атомно делене. Водородните атоми съхраняват ядрена енергия, която захранва реакции на синтез, като например на слънце и във водородни бомби. Други елементи могат да съхраняват ядрена потенциална енергия, която може да се освободи в реакции, които все още не са открити или които са известни, но не се използват. Реакциите на делене захранват ядрени реактори, но те могат да се използват и в атомни бомби.

Термичната енергия е енергията на вещество като газ в контейнер. Вътрешната енергия на газа всъщност е кинетична енергия на молекулярно ниво, тъй като налягането на газа се причинява от действието на газовите молекули, подскачащи към стените на контейнера. Това е потенциална енергия, тъй като газът в контейнера има запасена енергия, която може да работи, когато газът се влее в друг контейнер с по-малко налягане. Ако налягането на газа е твърде високо, контейнерът може да се спука, освобождавайки наведнъж цялата потенциална енергия при експлозия.

Потенциалната енергия е полезна, тъй като може да се съхранява, докато не е необходима или да се премести там, където е необходима. Във всеки случай съществува опасност от задействане на случайно освобождаване на потенциалната енергия. В резултат на това с потенциалната енергия трябва да се борави внимателно, за да се гарантира, че тя изпълнява предвидената си функция и не причинява никакви щети.