Potenciální energie je energie, která je uložena, ale to, jak je uložena, závisí na jejím typu, jako je chemická, fyzikální nebo elektrická energie. Potenciální energie zůstává uložena, dokud se situace nezmění a potenciální energie se neuvolní. Uvolňování může být kontrolováno a může provádět užitečnou práci, nebo může být náhlé a škodlivé. Kdykoli je potenciální energie přítomna ve velkém množství, uvědomění si množství potenciální energie a to, co by mohlo spustit jeho uvolnění, je důležité pro bezpečnost a pro zabránění nekontrolovanému, ničivému uvolnění.
TL; DR (příliš dlouhý; Nečetl)
Potenciální energie je akumulovaná chemická, fyzikální, elektrická nebo jiná energie, která se může uvolnit při spuštění. Chemická energie se ukládá v chemických vazbách a uvolňuje se během chemických reakcí. Fyzická energie se ukládá, když je hmota držena nad místem odpočinku v nulové výšce nebo když je konstrukce namáhána nebo deformována. Elektrická energie se ukládá v elektrických nebo magnetických polích a v akumulacích nabitých částic. Mezi další typy potenciální energie patří atomová energie a tepelná energie. Pro každý typ potenciální energie existují aplikace pro užitečnou práci a spouštěče pro destruktivní uvolnění.
Chemická potenciální energie
V chemii je potenciální energie uložena v chemických vazbách. Chemické reakce mohou uvolnit chemickou potenciální energii a vytvářet nové sloučeniny nebo produkovat teplo a světlo. Chemické reakce se používají k pohonu strojů, jako jsou automobilové motory, nebo k vytápění budov spalováním paliv. Výbušniny také uvolňují chemickou energii a mohou být konstruktivní nebo destruktivní.
Fyzická potenciální energie
Potenciální energie ve fyzice je uložena buď v gravitační energii, nebo jako elastická energie. Gravitační energie je způsobena zvýšenou polohou těla, které má hmotu. Čím větší je hmotnost, tím více potenciální energie je uloženo. Když se hmota uvolní a poklesne, potenciální energie se změní na kinetickou energii, jak hmota nabere rychlost. Výsledná kinetická energie může být užitečná, například když žene hromady do země, nebo nebezpečná, například když se zhroutí most.
Pružná energie se ukládá při deformaci struktury. Například pružina má normální tvar, ale když je stlačena nebo natažena, ukládá potenciální energii. Po uvolnění může potenciální energie fungovat nebo může způsobit poškození. Pružina v neelektrických náramkových hodinkách se deformuje navinutím hodinek a potenciální energie pohání hodinky. Pružný pás uchovává potenciální energii po roztažení, ale pokud se rozbije nebo se uvolní, může potenciální energie ublížit.
Elektrická potenciální energie
Zatímco baterie vyrábějí elektřinu, proces u kořene energie baterie je chemická reakce. Reakce vytváří nerovnováhu elektronů, která produkuje elektrický náboj přes svorky baterie. Výsledkem je, že baterie ukládají chemickou i elektrickou energii.
Čistá elektrická energie se ukládá v elektrických polích kondenzátorů. Malé kondenzátory pomáhají elektronickým obvodům fungovat a větší kondenzátory se nacházejí v zářivkách a některých elektromotorech. Pokud dojde ke zkratu velkého kondenzátoru, potenciální energie se uvolní najednou a může způsobit výbuch nebo požár.
Další typy potenciální energie
Mezi další formy potenciální energie patří atomová a tepelná energie. Atomy uranu ukládají jadernou energii, která se může uvolňovat při atomových štěpných reakcích. Atomy vodíku ukládají jadernou energii, která pohání fúzní reakce, například na slunci a ve vodíkových bombách. Jiné prvky mohou ukládat jadernou potenciální energii, která se může uvolňovat při reakcích, které dosud nebyly objeveny, nebo které jsou známé, ale nejsou používány. Štěpné reakce pohánějí jaderné reaktory, ale lze je použít také v atomových bombách.
Tepelná energie je energie látky, jako je plyn v nádobě. Vnitřní energie plynu je ve skutečnosti kinetická energie na molekulární úrovni, protože tlak plynu je způsoben působením molekul plynu, které se odrážejí od stěn nádoby. Je to potenciální energie, protože plyn v nádobě má uloženou energii, která může fungovat, když plyn proudí do jiné nádoby s menším tlakem. Pokud je tlak plynu příliš vysoký, může nádoba prasknout a při výbuchu uvolnit veškerou potenciální energii najednou.
Potenciální energie je užitečná, protože ji lze uchovávat, dokud ji nepotřebujete, nebo ji přemístit tam, kde je potřeba. V každém případě existuje nebezpečí spuštění náhodného uvolnění potenciální energie. Výsledkem je, že s potenciální energií je třeba zacházet opatrně, aby bylo zajištěno, že plní svou zamýšlenou funkci a nezpůsobuje žádné škody.