Osvětlení zápalky je vynikajícím příkladem několika transformací energie. Přestože je to neuvěřitelně jednoduchá akce, která trvá jen několik sekund, vyžaduje několik druhů kinetické a potenciální energie.
TL; DR (příliš dlouhý; Nečetl)
Když zapálíte zápalku, proběhne několik energetických transformací zahrnujících mechanickou, tepelnou, chemickou a světelnou energii.
Význam energie
Všechno potřebuje energii, aby žilo, pohybovalo se a plnilo svoji roli v tomto světě. Fyzici definují energii jako schopnost vykonávat práci a definují práci jako pohyb něčeho proti síle, jako je gravitace. Energie přichází v různých formách, jako je světlo, teplo, zvuk a pohyb. Každá forma zapadá do jedné ze dvou kategorií: kinetická energie (energie v pohybu) nebo potenciální (uložená) energie. Většina forem energie může formu změnit, ale energie se nikdy neztratí. Některé energetické transformace jsou jednotlivé transformace, například toustovač, který přeměňuje elektrickou energii na tepelnou energii, aby se váš chléb připil. Některé energetické transformace, například osvětlení zápalky, však zahrnují více energetických transformací.
Mechanická energie na tepelnou energii
Mechanická energie je energie spojená s pohybem a polohou objektu. Když udeříte zápalku, pohybuje se vzduchem, dokud se netře o povrch. Tření produkuje teplo potřebné k osvětlení zápalky. Jedná se o transformaci z mechanické energie na tepelnou (tepelnou) energii.
Tepelná energie na chemickou energii
Tepelná energie je kinetická forma energie, která pochází z teploty hmoty, což je jakákoli látka složená z částic nebo molekul. Když teplota stoupne, částice vibrují rychleji a uvolňují více tepla. Tato tepelná energie způsobuje, že částice v zápase uvolňují uloženou chemickou energii.
Chemická energie na tepelnou energii a světelnou energii
Chemická energie je potenciální forma energie, která drží pohromadě částice. V hlavičce zápalky je uloženo velké množství chemické energie, včetně hořlavých látek, které při tření o vhodný povrch vytvářejí plamen. Pokud necháte hlavičku zápalky hořet, nakonec shoří i dřevo. Jak hořlavé materiály hoří, část chemické energie se přeměňuje na tepelnou energii a část se přeměňuje na světelnou energii. Světelná energie, známá také jako záření nebo elektromagnetická energie, je druh kinetické energie, která má formu viditelných světelných vln, jako je světlo ze zápalky.
Aktivační energie
Osvětlení zápalky zahrnuje aktivační energii, což je minimální množství energie, které musí být k dispozici pro chemickou reakci. Abyste zasáhli zápalku, musíte vyvinout určité množství síly, abyste vytvořili tření a teplo potřebné k jejímu zapálení. Chemická reakce probíhá, když dosáhnete prahu aktivační energie.