Što je potencijalna energija?

Potencijalna energija je energija koja se pohranjuje, ali kako se skladišti ovisi o njezinoj vrsti, poput kemijske, fizičke ili električne energije. Potencijalna energija ostaje u skladištu sve dok se situacija ne promijeni i potencijalna energija ne oslobodi. Otpuštanje se može kontrolirati i može obaviti koristan posao ili može biti naglo i štetno. Kad god je potencijalna energija prisutna u velikim količinama, svijest o količini potencijalne energije i ono što bi moglo pokrenuti njegovo oslobađanje važno je za sigurnost i za izbjegavanje nekontroliranog, destruktivnog ispuštanja.

TL; DR (predugo; Nisam pročitao)

Potencijalna energija je pohranjena kemijska, fizička, električna ili druga energija koja se može osloboditi kada se aktivira. Kemijska energija pohranjuje se u kemijskim vezama i oslobađa tijekom kemijskih reakcija. Fizička energija se pohranjuje kada se masa drži iznad mjesta odmora nulte visine ili kada je struktura pod naponom ili deformiranom. Električna energija pohranjuje se u električna ili magnetska polja i u nakupinama nabijenih čestica. Ostale vrste potencijalne energije uključuju atomsku i toplinsku energiju. Za svaku vrstu potencijalne energije postoje aplikacije za koristan rad i okidači za razorno oslobađanje.

U kemiji se potencijalna energija pohranjuje u kemijskim vezama. Kemijske reakcije mogu osloboditi potencijalnu kemijsku energiju i stvoriti nove spojeve ili proizvesti toplinu i svjetlost. Kemijske reakcije koriste se za pogon strojeva kao što su automobilski motori ili za zagrijavanje zgrada izgaranjem goriva. Eksplozivi također oslobađaju kemijsku energiju i mogu biti konstruktivni ili destruktivni.

Potencijalna energija u fizici pohranjuje se ili u gravitacijskoj energiji ili kao elastična energija. Gravitacijska energija nastaje zbog povišenog položaja tijela koje ima masu. Što je masa veća, to se više potencijalne energije pohranjuje. Kad se masa oslobodi i padne, potencijalna energija mijenja se u kinetičku energiju kako masa ubrzava. Dobivena kinetička energija može biti korisna, primjerice kada zabija hrpe u zemlju, ili opasna, primjerice kada se most sruši.

Elastična energija pohranjuje se u deformaciji strukture. Na primjer, opruga ima normalan oblik, ali kad se stisne ili istegne, pohranjuje potencijalnu energiju. Kada se oslobodi, potencijalna energija može raditi ili može prouzročiti štetu. Opruga u neelektričnom ručnom satu deformira se navijanjem sata, a potencijalna energija napaja sat. Elastični pojas sprema potencijalnu energiju kada se istegne, ali ako se slomi ili pusti, potencijalna energija može naštetiti.

Dok baterije proizvode električnu energiju, proces u osnovi baterije je kemijska reakcija. Reakcija stvara neravnotežu elektrona koja proizvodi električni naboj preko terminala baterije. Kao rezultat, baterije pohranjuju i kemijsku i električnu energiju.

Čista električna energija pohranjuje se u električna polja kondenzatora. Mali kondenzatori pomažu u funkcioniranju elektroničkih krugova, a veći se nalaze u fluorescentnim svjetlima i nekim električnim motorima. Ako se veliki kondenzator kratko spoji, potencijalna energija oslobađa se odjednom i može izazvati eksploziju ili požar.

Ostali oblici potencijalne energije uključuju atomsku i toplinsku energiju. Atomi urana pohranjuju nuklearnu energiju koja se može osloboditi u reakcijama atomske fisije. Atomi vodika pohranjuju nuklearnu energiju koja pokreće fuzijske reakcije poput sunca i vodikovih bombi. Ostali elementi mogu pohraniti nuklearnu potencijalnu energiju koja se može osloboditi u reakcijama koje još nisu otkrivene ili su poznate, ali se ne koriste. Reakcije cijepanja pokreću nuklearne reaktore, ali se također mogu koristiti u atomskim bombama.

Toplinska energija je energija tvari kao što je plin u spremniku. Unutarnja energija plina zapravo je kinetička energija na molekularnoj razini jer je tlak plina uzrokovan djelovanjem molekula plina koje se odbijaju o stijenke spremnika. To je potencijalna energija jer plin u spremniku ima uskladištene energije koja može raditi kad plin ulije u drugu posudu s manje pritiska. Ako je tlak plina previsok, spremnik može puknuti, oslobađajući svu potencijalnu energiju odjednom u eksploziji.

Potencijalna energija korisna je jer se može čuvati u skladištu dok ne zatreba ili premjestiti tamo gdje je potrebna. U svakom slučaju postoji opasnost od pokretanja slučajnog oslobađanja potencijalne energije. Kao rezultat toga, potencijalnom se energijom mora pažljivo rukovati kako bi se osiguralo da ispunjava predviđenu funkciju i da ne uzrokuje štetu.