რა არის პოტენციური ენერგია?

პოტენციური ენერგია არის ენერგია, რომელიც ინახება, მაგრამ მისი შენახვა დამოკიდებულია მის ტიპზე, მაგალითად, ქიმიური, ფიზიკური ან ელექტროენერგია. პოტენციური ენერგია საცავში რჩება, სანამ სიტუაცია შეიცვლება და პოტენციური ენერგია არ გამოიყოფა. გამოყოფა შეიძლება კონტროლდებოდეს და სასარგებლო სამუშაო შეასრულოს, ან შეიძლება იყოს მოულოდნელი და მავნე. ყოველთვის, როდესაც პოტენციური ენერგია დიდი რაოდენობითაა, პოტენციური ენერგიის ოდენობის ცოდნა და რა შეიძლება გამოიწვიოს მისი გამოყოფა, მნიშვნელოვანია უსაფრთხოებისთვის და უკონტროლო, დესტრუქციული გამოთავისუფლების თავიდან ასაცილებლად.

TL; DR (ძალიან გრძელია; არ წავიკითხე)

პოტენციური ენერგია ინახება ქიმიური, ფიზიკური, ელექტრული ან სხვა ენერგიით, რომელიც შეიძლება გამოიყოს გააქტიურებისას. ქიმიური ენერგია ინახება ქიმიურ კავშირებში და გამოიყოფა ქიმიური რეაქციების დროს. ფიზიკური ენერგია ინახება, როდესაც მასა ნულოვანი სიმაღლის დასასვენებელ ადგილას მაღლა დგას ან სტრუქტურა ხაზგასმულია ან დეფორმირდება. ელექტროენერგია ინახება ელექტრო ან მაგნიტურ ველებში და დამუხტული ნაწილაკების დაგროვებაში. პოტენციური ენერგიის სხვა ტიპებში შედის ატომური ენერგია და თერმული ენერგია. თითოეული ტიპის პოტენციური ენერგიისთვის არსებობს სასარგებლო სამუშაოები და დესტრუქციული გამოყოფის გამომწვევები.

ქიმიაში პოტენციური ენერგია ინახება ქიმიურ კავშირებში. ქიმიურმა რეაქციებმა შეიძლება გაათავისუფლოს ქიმიური პოტენციური ენერგია და შექმნას ახალი ნაერთები ან წარმოქმნას სითბო და სინათლე. ქიმიური რეაქციები გამოიყენება ისეთი მანქანებისთვის, როგორიცაა მანქანის ძრავა ან შენობების გასათბობად საწვავის დაწვით. ფეთქებადი ნივთიერებები ასევე გამოყოფს ქიმიურ ენერგიას და შეიძლება იყოს კონსტრუქციული ან დესტრუქციული.

პოტენციური ენერგია ფიზიკაში ინახება ან გრავიტაციულ ენერგიაში, ან როგორც ელასტიური ენერგია. გრავიტაციული ენერგია განპირობებულია სხეულის ამაღლებული მდგომარეობით, რომელსაც აქვს მასა. რაც მეტია მასა, მით მეტი პოტენციური ენერგია ინახება. როდესაც მასა გამოთავისუფლდება და დაეცემა, პოტენციური ენერგია კინეტიკური ენერგიისკენ იცვლება, რადგან მასა სიჩქარეს იღებს. შედეგად მიღებული კინეტიკური ენერგია შეიძლება იყოს სასარგებლო, მაგალითად, როდესაც ის გროვებს მიყრის მიწაში, ან საშიშია, მაგალითად, როდესაც ხიდი იშლება.

ელასტიური ენერგია ინახება სტრუქტურის დეფორმაციაში. მაგალითად, ზამბარას აქვს ნორმალური ფორმა, მაგრამ შეკუმშვის ან გაჭიმვის დროს ის ინახავს პოტენციურ ენერგიას. გამოთავისუფლების შემთხვევაში, პოტენციურ ენერგიას შეუძლია მუშაობა ან შეიძლება ზიანი მიაყენოს. არა ელექტრო ელექტრო მაჯის საათში დეფორმაცია ხდება საათის ლიკვიდაციის შედეგად და პოტენციური ენერგია აძლიერებს საათს. ელასტიური ზოლი ინახავს პოტენციურ ენერგიას გაჭიმვის დროს, მაგრამ თუ ის გატეხილია ან გაუშვა, პოტენციური ენერგია შეიძლება დააზარალებს.

მიუხედავად იმისა, რომ ელემენტები ელექტროენერგიას აწარმოებენ, ელემენტის ენერგიის ძირეული პროცესი არის ქიმიური რეაქცია. რეაქცია ქმნის ელექტრონების დისბალანსს, რომელიც წარმოქმნის ელექტრო მუხტს ბატარეის ტერმინალების გასწვრივ. შედეგად, ბატარეები ინახავს როგორც ქიმიურ, ისე ელექტრო ენერგიას.

სუფთა ელექტროენერგია ინახება კონდენსატორების ელექტრულ ველებში. მცირე კონდენსატორები ხელს უწყობენ ელექტრონული წრეების ფუნქციონირებას, უფრო დიდი კი გვხვდება ფლუორესცენტურ განათებებსა და ზოგიერთ ელექტროძრავაში. დიდი კონდენსატორის მოკლედ შერთვის შემთხვევაში, პოტენციური ენერგია ერთბაშად გამოიყოფა და შეიძლება გამოიწვიოს აფეთქება ან ხანძარი.

პოტენციური ენერგიის სხვა ფორმებია ატომური და თერმული ენერგია. ურანის ატომები ინახავს ბირთვულ ენერგიას, რომლის გამოყოფა შესაძლებელია ატომური გახლეჩის რეაქციებში. წყალბადის ატომები ინახავს ბირთვულ ენერგიას, რომელიც ახდენს შერწყმის რეაქციებს, როგორიცაა მზე და წყალბადის ბომბები. სხვა ელემენტებმა შეიძლება შეინახონ ბირთვული პოტენციური ენერგია, რომელიც შეიძლება გამოიყოს ჯერ ვერ აღმოჩენილ რეაქციებში ან რომლებიც ცნობილია, მაგრამ არ გამოიყენება. გახლეჩის რეაქციები აძლიერებენ ბირთვულ რეაქტორებს, მაგრამ ისინი ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას ატომურ ბომბებში.

თერმული ენერგია არის ნივთიერების ენერგია, მაგალითად, გაზი კონტეინერში. გაზის შიდა ენერგია სინამდვილეში არის კინეტიკური ენერგია მოლეკულურ დონეზე, რადგან გაზის წნევა გამოწვეულია გაზის მოლეკულების მოქმედებით კონტეინერის კედლებთან. ეს არის პოტენციური ენერგია, რადგან კონტეინერში გაზი ინახავს ენერგიას, რომელსაც შეუძლია იმუშაოს, როდესაც გაზი მიედინება სხვა ჭურჭელში ნაკლები წნევით. თუ გაზის წნევა ძალიან მაღალია, შეიძლება კონტეინერი ადიდდეს, აფეთქებისას ერთდროულად გამოთავისუფლდეს ყველა პოტენციური ენერგია.

პოტენციური ენერგია სასარგებლოა, რადგან ის შეიძლება შეინახოს საცავში, სანამ არ იქნება საჭირო ან გადაადგილდება იქ, სადაც საჭიროა. თითოეულ შემთხვევაში, არსებობს საშიშროება, რომ გამოიწვიოს პოტენციური ენერგიის შემთხვევითი გამოყოფა. შედეგად, პოტენციური ენერგია ფრთხილად უნდა იქნეს გამოყენებული, რათა უზრუნველყოს, რომ იგი ასრულებს მის დანიშნულ ფუნქციას და არ იწვევს რაიმე ზიანს.