Ogled vira Energija

{{drugi pomeni}}

'''Energíja''' je sestavljena [[fizika|fizikalna]] količina. Je neusmerjena ([[skalar]]na) veličina in je povezana s sposobnostjo opravljanja [[delo (fizika)|dela]] in/ali prenosa [[toplota|toplote]]. Poimenovanje izhaja iz [[stara grščina|starogrškega]] {{jezik-el2|[[:en:wikt:ἐνέργεια|ἐνέργεια]]}}: energeia – ''dejavnost'', oziroma {{jezik-el2|[[:en:wikt:ἐνεργός|ἐνεργός]]}}: energos – ''dejaven'', ''delaven''. Po [[zakon o ohranitvi energije|zakonu o ohranitvi energije]] se skupna energija sistema spremeni natanko za prejeto ali oddano delo oziroma toploto. Energije se torej ne da ustvariti ali uničiti – če se je na primer, na račun oddanega dela zmanjšala skupna energija opazovanega sistema, se je za natanko toliko na račun prejetega dela povečala energija njegove okolice. Možnost pretvarjanja energije v delo opisuje [[drugi zakon termodinamike]].

V življenju se energijo povezuje s sposobnostjo teles, da opravljajo delo. [[Energijske izgube]] v [[tehnika|tehniki]] in širše predstavljajo vloženo energijo, ki se je ne rabi za koristen namen. V fiziki je energija povezana s stanjem sistema. Energija, ena najpomembnejših fizikalnih količin, nastopa v [[energijski zakon|energijskem zakonu]]: sprememba [[polna energija|polne energije]] sistema je enaka vsoti dovedenega dela in dovedene toplote.

Polno energijo sestavljajo [[kinetična energija]], ki jo ima telo zaradi svojega [[gibanje|gibanja]], [[potencialna energija]], ki jo ima telo zaradi svoje lege glede na druga telesa, delujoča nanj z gravitacijsko (težnostna potencialna energija) ali električno silo (električna potencialna energija), energija električnega polja, ki jo ima [[električno polje]], energija [[magnetno polje|magnetnega polja]], ki jo ima magnetno polje, [[notranja energija]], ki jo ima telo zaradi svojega stanja in [[lastna energija]], ki jo ima telo zaradi svoje lastne mase.

Enota za merjenje energije je [[joule]], poleg tega se rabijo še njene izpeljanke (kJ, MJ, PJ, itd.) Običajno je bolj poznana druga oblika enote Ws (wattsekunda, 1J = 1Ws) in izpeljanke, kot so Wh, [[kilovatna ura|kWh]], MWh. Druge enote za energijo so še [[elektronvolt]], [[kalorija]], [[erg]] in [[BTU]].

== Kinetična energija ==

[[Kinetična energija]] je energija, ki jo ima [[telo (fizika)|telo]] zaradi svojega gibanja. Gibanje je lahko [[translacija|translacijsko]], s čimer je povezana ''translacijska kinetična energija'':

: <math> W_{\rm k} = \frac{1}{2} m v^{2} \!\, . </math>

Pri tem je ''m'' [[masa]] telesa, ''v'' pa njegova [[hitrost]].

Telesa, ki niso [[točkasto telo|točkasta]], se lahko tudi [[vrtenje|vrtijo]] okrog svoje [[os vrtenja|osi]]. S tem je povezana ''vrtilna'' ali ''rotacijska kinetična energija'':

: <math> W_{\rm k} = \frac{1}{2} J \omega^{2} \!\, . </math>

Pri tem je ''J'' [[vztrajnostni moment]] telesa, ω pa njegova [[kotna hitrost]].

V splošnem se lahko vsako gibanje [[togo telo|togega telesa]] razstavi na translacijsko gibanje ter vrtenje okrog lastne osi, zato se lahko njegovo kinetično energijo izračuna kot vsoto translacijske kinetične energije [[težišče|težišča]] ter rotacijske kinetične energije pri vrtenju okrog osi, ki prebada težišče.

== Potencialna energija ==

[[Potencialna energija]] je energija, ki jo ima telo v [[polje sil|polju sil]]. Telo z dano [[masa|maso]] ''m'' ima tako v [[gravitacijsko polje|gravitacijskem polju]] določeno [[težnostna potencialna energija|težnostno potencialno energijo]]:

: <math> W_{\rm p} = mgh \!\, , </math>

kjer je ''g'' [[težni pospešek]], ''h'' pa višina telesa glede na izbrano ničelno ravnino, kjer je po dogovoru potencialna energija enaka nič.

Telo z danim električnim nabojem ima v električnem polju električno potencialno energijo.

Potencialno energijo se lahko vpelje v kateremkoli polju sil, če so sile konservativne.

Pogosto se vsota kinetične in potencialne energije imenuje tudi ''mehanska energija''.

== Notranja energija ==

[[Notranja energija]] je energija, ki jo ima telo zaradi svojega stanja. Stanje sistema se navadno opredeli s [[termodinamska spremenljivka|termodinamskimi spremenljivkami]], kot so [[temperatura]], [[tlak]] ali [[prostornina]]. Posebej enostaven zgled za odvisnost notranje energije od stanja sistema je [[notranja energija enoatomnega idealnega plina|idealni plin]].

Za razliko od kinetične in potencialne energije, ki se nanašata na »zunanje« stanje sistema – ali se telo kot celota giblje, kakšna je lega njegovega [[masno središče|masnega središča]] – se k ''notranji energiji'' prišteva prispevke, ki se nanašajo na »notranje« stanje snovi. Taka je po eni strani na primer kinetična energija gradnikov snovi, po drugi pa tudi vrsta prispevkov, ki imajo naravo [[potencialna energija|potencialne energije]]: energija kemijskih vezi, energija jedrskih vezi ipd.

=== Prožnostna energija ===

[[Prožnostna energija]] je energija, ki jo ima [[prožna deformacija|prožno deformirano]] telo. Prožnostna energija napete vijačne [[vzmet]]i, za katero velja [[Hookov zakon]], je tako enaka:

: <math> W_{\rm pr} = \frac{1}{2} kx^{2} \!\, . </math>

Pri tem je ''x'' raztezek, ''k'' pa [[konstanta vzmeti]].

Prožnostno energijo imajo napeta ali stisnjena prožna telesa (vzmet, elestika, ...). Telesa so prožna, če se po prenehanju delovanja sil povrnejo v prvotno obliko. Napeto ali stisnjeno telo, je zmožno opravljati delo, zato se mu pripisuje posebno obliko energije – prožnostno energijo. Prožnostna energija vzmeti je sorazmerna s kvadratom spremembe njene dolžine. Enaka je polovičnemu produktu koeficienta vzmeti in kvadrata njenega raztezka ali skrčka.

=== Toplotna energija ===

Snov se kemijsko ne spremeni, če se ji spremeni [[toplotna energija]]. Zgledi: hladna – vroča voda, voda – vodna para, stisnjen zrak, ...

=== Kemijska energija ===

Kemijska energija je energija, povezana z nastankom in razgradnjo [[kemijska vez|kemijskih vezi]] v [[molekula]]h. Pri vezavi [[atom]]ov v molekule se lahko nekaj energije sprosti, če gre za [[eksotermna reakcija|eksotermno reakcijo]]. Nasprotno je treba za razgradnjo kemijske vezi, s katero so povezani atomi v molekuli, pri [[endotermna reakcija|endotermnih reakcijah]] vložiti nekaj energije.

Kemijska energija predstavlja največji delež tehnično izrabljene energije: kemijsko energijo [[premog]]a, [[mazut]]a ali [[zemeljski plin|zemeljskega plina]] se pretvarja v [[toplota|toploto]] za ogrevanje, kemijsko energijo premoga, mazuta ali zemeljskega plina se pretvarja v [[termoelektrarna]]h v [[električna energija|električno energijo]], kemijsko energijo različnih [[naftni derivati|naftnih derivatov]] se pretvarja v [[avtomobilski motor|avtomobilskih]], [[letalo|letalskih]] ali [[ladja|ladijskih motorjih]] v kinetično energijo ipd.

Snov se kemijsko spremeni, če se ji spremeni kemijska energija. Zgledi: poln – prazen električni [[akumulator]], drva – pepel, bencin – izpušni plini, ...

=== Jedrska energija ===

Podobno kot so vezani [[atom]]i v [[molekula|molekuli]], so vezani tudi [[nukleon]]i v [[atomsko jedro|atomskem jedru]], le da te povezuje [[močna jedrska sila]]. Pri procesih, pri katerih se jedra preoblikujejo, se lahko del te energije sprosti kot [[jedrska energija]].

Pri [[jedrska reakcija|jedrski reakciji]] se spremenijo atomi. Zgledi: <sup>238</sup>U - <sup>239</sup>Np - <sup>239</sup>Pu, <sup>232</sup>Th -<sup>233</sup>Pa - <sup>233</sup>U

== Lastna energija ==

[[Posebna teorija relativnosti]] ponuja zvezo med ''lastno'' oziroma ''invariantno'' oziroma ''mirovno energijo'' telesa in njegovo [[masa|maso]]:

: <math> E = mc^{2} \!\, . </math>

Pri tem je ''m'' [[mirovna masa]] telesa, ''c'' pa [[hitrost svetlobe]] v [[vakuum|praznem prostoru]].

== Prehodne, tekoče, kratkotrajne ==

Te vrste energije se pojavijo za krajši ali daljši čas, ko ena izmed neprehodnih oblik energije menja lego, sistem ali obliko. Teh oblik se ne da shranjevati kot takšnih; so kratkotrajne narave.

=== Energija električnega toka ===

Na primer delo [[električni tok|enofaznega izmeničnega toka]]

: <math> W_{\rm el} = U I t \!\, , </math>

kjer je:
* <math>U\!\, </math> – [[električna napetost]]
* <math>I\!\, </math> – [[električni tok]]
* <math>t\!\, </math> – čas

=== Toplota ===

Na primer količina [[toplota|toplote]], ki jo sprejme ali odda snov:

: <math> Q = m c \Delta t \!\, , </math>

kjer je:
* <math>c\!\, </math> – [[specifična toplota]]
* <math>\Delta t\!\, </math> – temperaturna razlika

=== Delo ===

Na primer [[delo (fizika)|delo]] sile ''F'', ki deluje na poti ''s'':

: <math> A = F s \!\, , </math>

kjer je:
* <math>F\!\, </math> – sila
* <math>s\!\, </math> – pot

== Glej tudi ==

* [[energija]]
* [[energetika]]
* [[termodinamika]]
* [[sončna energija]]
* [[eksergija]]
* [[karakteristična energija]]

== Zunanje povezave ==
{{Wikislovar|energija|Energija}}

{{normativna kontrola}}

[[Kategorija:Energija| ]]
[[Kategorija:Fizika]]
[[Kategorija:Fizikalne količine]]
[[Kategorija:Mehanika]]
[[Kategorija:Termodinamika]]
[[Kategorija:Energetika]]