Hva er potensiell energi?

Potensiell energi er energi som lagres, men hvordan den lagres avhenger av typen, for eksempel kjemisk, fysisk eller elektrisk energi. Potensiell energi blir lagret til situasjonen endres og den potensielle energien frigjøres. Utgivelsen kan kontrolleres og kan utføre nyttig arbeid, eller det kan være plutselig og skadelig. Hver gang potensiell energi er tilstede i store mengder, en bevissthet om mengden potensiell energi og det som kan utløse frigjøringen er viktig for sikkerheten og for å unngå en ukontrollert, destruktiv frigjøring.

TL; DR (for lang; Leste ikke)

Potensiell energi er lagret kjemisk, fysisk, elektrisk eller annen energi som kan frigjøres når den utløses. Kjemisk energi lagres i kjemiske bindinger og frigjøres under kjemiske reaksjoner. Fysisk energi lagres når en masse holdes over hvilestedet for nullhøyde eller når en struktur er stresset eller deformert. Elektrisk energi lagres i elektriske eller magnetiske felt og i akkumuleringer av ladede partikler. Andre typer potensiell energi inkluderer atomenergi og termisk energi. For hver type potensiell energi er det applikasjoner for nyttig arbeid og utløsere for destruktiv frigjøring.

I kjemi lagres potensiell energi i kjemiske bindinger. Kjemiske reaksjoner kan frigjøre kjemisk potensiell energi og skape nye forbindelser eller produsere varme og lys. Kjemiske reaksjoner brukes til å drive maskiner som bilmotorer eller til å varme bygninger ved å forbrenne drivstoff. Eksplosiver frigjør også kjemisk energi og kan være konstruktive eller destruktive.

Potensiell energi i fysikk lagres enten i gravitasjonsenergi eller som elastisk energi. Gravitasjonsenergi skyldes den forhøyede stillingen til en kropp som har masse. Jo større masse, jo mer lagres potensiell energi. Når massen frigjøres og synker, endres den potensielle energien til kinetisk energi når massen tar fart. Den resulterende kinetiske energien kan være nyttig, for eksempel når den driver peler i bakken, eller farlig, for eksempel når en bro kollapser.

Elastisk energi lagres i deformasjonen av en struktur. For eksempel har en fjær en normal form, men når den komprimeres eller strekkes, lagrer den potensiell energi. Når den frigjøres, kan den potensielle energien fungere, eller den kan forårsake skade. Fjæren i et ikke-elektrisk armbåndsur deformeres ved å vikle opp klokken, og den potensielle energien driver klokken. Et elastisk bånd lagrer potensiell energi når det strekkes, men hvis det går i stykker eller slippes løs, kan den potensielle energien skade.

Mens batterier produserer strøm, er prosessen ved roten til batteristrøm en kjemisk reaksjon. Reaksjonen skaper en ubalanse av elektroner som produserer en elektrisk ladning over batteripolene. Som et resultat lagrer batterier både kjemisk og elektrisk energi.

Ren elektrisk energi lagres i kondensatorens elektriske felt. Små kondensatorer hjelper elektroniske kretser til å fungere, og større finnes i lysrør og noen elektriske motorer. Hvis en stor kondensator kortslutt, frigjøres potensiell energi samtidig og kan forårsake en eksplosjon eller brann.

Andre former for potensiell energi inkluderer atom- og termisk energi. Uranatomer lagrer kjernekraft som kan frigjøres i atomfisjoneringsreaksjoner. Hydrogenatomer lagrer kjernekraft som driver fusjonsreaksjoner som i solen og i hydrogenbomber. Andre elementer kan lagre kjernekraftpotensial som kan frigjøres i reaksjoner som ennå ikke er oppdaget eller som er kjent, men som ikke brukes. Fisjonsreaksjonene driver kjernefysiske reaktorer, men de kan også brukes i atombomber.

Termisk energi er energien til et stoff som en gass i en beholder. Den indre energien til gassen er faktisk kinetisk energi på molekylært nivå fordi gasstrykket er forårsaket av virkningen av gassmolekylene som spretter mot beholderveggene. Det er potensiell energi fordi gassen i beholderen har lagret energi som kan fungere når gassen strømmer inn i en annen beholder med mindre trykk. Hvis gasstrykket er for høyt, kan beholderen sprekke og frigjøre all potensiell energi samtidig i en eksplosjon.

Potensiell energi er nyttig fordi den kan oppbevares til den er nødvendig eller flyttet dit den er nødvendig. I hvert tilfelle er det en fare for å utløse en utilsiktet frigjøring av den potensielle energien. Som et resultat må potensiell energi håndteres forsiktig for å sikre at den oppfyller sin tiltenkte funksjon og ikke forårsaker skade.