Потенциальная энергия - это энергия, которая сохраняется, но то, как она сохраняется, зависит от ее типа, например, от химической, физической или электрической энергии. Потенциальная энергия остается в хранилище до тех пор, пока ситуация не изменится и потенциальная энергия не будет высвобождена. Высвобождение может контролироваться и может выполнять полезную работу, или оно может быть внезапным и вредным. Всякий раз, когда потенциальная энергия присутствует в больших количествах, осознание количества потенциальной энергии и то, что может вызвать его выброс, важно для безопасности и для предотвращения неконтролируемого разрушительного выброса.
TL; DR (слишком длинный; Не читал)
Потенциальная энергия - это запасенная химическая, физическая, электрическая или другая энергия, которая может высвобождаться при срабатывании триггера. Химическая энергия хранится в химических связях и высвобождается во время химических реакций. Физическая энергия накапливается, когда масса удерживается над местом покоя с нулевой высотой, или когда конструкция подвергается напряжению или деформируется. Электрическая энергия хранится в электрических или магнитных полях и в скоплениях заряженных частиц. Другие типы потенциальной энергии включают атомную энергию и тепловую энергию. Для каждого типа потенциальной энергии есть приложения для полезной работы и триггеры для разрушительного высвобождения.
Химический потенциал энергии
В химии потенциальная энергия хранится в химических связях. Химические реакции могут высвобождать химическую потенциальную энергию и создавать новые соединения или выделять тепло и свет. Химические реакции используются для питания машин, таких как автомобильные двигатели, или для обогрева зданий за счет сжигания топлива. Взрывчатые вещества также выделяют химическую энергию и могут быть конструктивными или разрушительными.
Физическая потенциальная энергия
В физике потенциальная энергия хранится либо в гравитационной, либо в упругой энергии. Гравитационная энергия обусловлена возвышением тела, имеющего массу. Чем больше масса, тем больше запасается потенциальной энергии. Когда масса высвобождается и падает, потенциальная энергия меняется на кинетическую по мере того, как масса набирает скорость. Результирующая кинетическая энергия может быть полезной, например, когда она забивает сваи в землю, или опасной, например, при обрушении моста.
Упругая энергия сохраняется при деформации конструкции. Например, пружина имеет нормальную форму, но при сжатии или растяжении она накапливает потенциальную энергию. При высвобождении потенциальная энергия может работать или причинять ущерб. Пружина в неэлектрических наручных часах деформируется при заводе часов, и потенциальная энергия приводит в действие часы. Резинка накапливает потенциальную энергию при растяжении, но если она порвется или отпущена, потенциальная энергия может повредить.
Электрическая потенциальная энергия
В то время как батареи производят электричество, процесс, лежащий в основе энергии батареи, представляет собой химическую реакцию. Реакция создает дисбаланс электронов, который производит электрический заряд на клеммах батареи. В результате батареи накапливают как химическую, так и электрическую энергию.
Чистая электрическая энергия хранится в электрических полях конденсаторов. Маленькие конденсаторы помогают электронным схемам функционировать, а более крупные конденсаторы используются в люминесцентных лампах и некоторых электродвигателях. При коротком замыкании большого конденсатора потенциальная энергия выделяется сразу и может вызвать взрыв или пожар.
Другие типы потенциальной энергии
Другие формы потенциальной энергии включают атомную и тепловую энергию. Атомы урана хранят ядерную энергию, которая может высвобождаться в реакциях деления атомов. Атомы водорода хранят ядерную энергию, которая приводит в действие термоядерные реакции, например, на солнце или в водородных бомбах. Другие элементы могут накапливать ядерную потенциальную энергию, которая может выделяться в реакциях, которые еще не открыты или которые известны, но не используются. Реакции деления приводят в действие ядерные реакторы, но их также можно использовать в атомных бомбах.
Тепловая энергия - это энергия вещества, такого как газ в контейнере. Внутренняя энергия газа на самом деле является кинетической энергией на молекулярном уровне, потому что давление газа вызывается действием молекул газа, отскакивающих от стенок контейнера. Это потенциальная энергия, потому что газ в контейнере имеет запасенную энергию, которая может работать, когда газ течет в другой контейнер с меньшим давлением. Если давление газа будет слишком высоким, контейнер может взорваться, высвободив сразу всю потенциальную энергию при взрыве.
Потенциальная энергия полезна, потому что ее можно хранить в хранилище до тех пор, пока она не понадобится, или переместить туда, где она нужна. В каждом случае существует опасность спровоцировать случайное высвобождение потенциальной энергии. В результате с потенциальной энергией нужно обращаться осторожно, чтобы гарантировать, что она выполняет свою предполагаемую функцию и не причиняет никакого ущерба.