Hvad er potentiel energi?

Potentiel energi er energi, der lagres, men hvordan den lagres afhænger af dens type, såsom kemisk, fysisk eller elektrisk energi. Potentiel energi forbliver i lager, indtil situationen ændres, og den potentielle energi frigives. Frigivelsen kan kontrolleres og kan udføre nyttigt arbejde, eller det kan være pludselig og skadeligt. Når potentiel energi er til stede i store mængder, en bevidsthed om mængden af ​​potentiel energi og hvad der kan udløse frigivelsen er vigtigt for sikkerheden og for at undgå en ukontrolleret, destruktiv frigivelse.

TL; DR (for lang; Har ikke læst)

Potentiel energi er lagret kemisk, fysisk, elektrisk eller anden energi, der kan frigives, når den udløses. Kemisk energi lagres i kemiske bindinger og frigives under kemiske reaktioner. Fysisk energi lagres, når en masse holdes over sit hvilested nul i højden, eller når en struktur er stresset eller deformeret. Elektrisk energi lagres i elektriske eller magnetiske felter og i ophobninger af ladede partikler. Andre typer potentiel energi inkluderer atomenergi og termisk energi. For hver type potentiel energi er der applikationer til nyttigt arbejde og udløsere til destruktiv frigivelse.

I kemi lagres potentiel energi i kemiske bindinger. Kemiske reaktioner kan frigøre kemisk potentiel energi og skabe nye forbindelser eller producere varme og lys. Kemiske reaktioner bruges til at drive maskiner såsom bilmotorer eller til at opvarme bygninger ved at brænde brændstof. Eksplosiver frigiver også kemisk energi og kan være konstruktive eller destruktive.

Potentiel energi i fysik lagres enten i tyngdekraftenergi eller som elastisk energi. Gravitationsenergi skyldes den forhøjede position af en krop, der har masse. Jo større masse, jo mere lagres potentiel energi. Når massen frigives og falder, ændres den potentielle energi til kinetisk energi, når massen tager fart. Den resulterende kinetiske energi kan være nyttig, f.eks. Når den driver bunker i jorden eller farlig, f.eks. Når en bro kollapser.

Elastisk energi lagres i deformation af en struktur. For eksempel har en fjeder en normal form, men når den komprimeres eller strækkes, lagrer den potentiel energi. Når den frigives, kan den potentielle energi arbejde, eller det kan forårsage skade. Fjederen i et ikke-elektrisk armbåndsur deformeres ved at afvikle uret, og den potentielle energi driver uret. Et elastikbånd lagrer potentiel energi, når den strækkes, men hvis den går i stykker eller slippes løs, kan den potentielle energi skade.

Mens batterier producerer elektricitet, er processen ved roden til batteristrøm en kemisk reaktion. Reaktionen skaber en ubalance af elektroner, der producerer en elektrisk ladning på tværs af batteripolerne. Som et resultat opbevarer batterier både kemisk og elektrisk energi.

Ren elektrisk energi lagres i kondensatorernes elektriske felter. Små kondensatorer hjælper elektroniske kredsløb med at fungere, og større findes i lysstofrør og nogle elektriske motorer. Hvis en stor kondensator kortslutter, frigives den potentielle energi på én gang og kan forårsage en eksplosion eller brand.

Andre former for potentiel energi inkluderer atom- og termisk energi. Uranatomer lagrer atomenergi, der kan frigives i atomfissionsreaktioner. Brintatomer lagrer kerneenergi, der driver fusionsreaktioner såsom i solen og i brintbomber. Andre elementer kan lagre nuklear potentialenergi, der kan frigives i reaktioner, der endnu ikke er opdaget, eller som er kendt, men som ikke bruges. Fissionsreaktionerne driver atomreaktorer, men de kan også bruges i atombomber.

Termisk energi er energien i et stof såsom en gas i en beholder. Den interne energi i gassen er faktisk kinetisk energi på et molekylært niveau, fordi gastrykket er forårsaget af virkningen af ​​gasmolekylerne, der hopper mod beholdervæggene. Det er potentiel energi, fordi gassen i beholderen har lagret energi, der kan fungere, når gassen strømmer ind i en anden beholder med mindre tryk. Hvis gastrykket er for højt, kan beholderen sprænge og frigive al den potentielle energi på en gang i en eksplosion.

Potentiel energi er nyttig, fordi den kan opbevares, indtil den er nødvendig eller flyttes dit, hvor den er nødvendig. I begge tilfælde er der en risiko for at udløse en utilsigtet frigivelse af den potentielle energi. Som et resultat skal potentiel energi håndteres omhyggeligt for at sikre, at den opfylder den tilsigtede funktion og ikke forårsager nogen skade.