science >> Wetenschap >  >> anders

Wat is potentiële energie?

Potentiële energie is energie die wordt opgeslagen, maar hoe deze wordt opgeslagen, hangt af van het type, zoals chemische, fysieke of elektrische energie. Potentiële energie blijft opgeslagen tot de situatie verandert en de potentiële energie wordt vrijgegeven. De release kan worden gecontroleerd en kan nuttig werk uitvoeren, of het kan plotseling en schadelijk zijn. Wanneer potentiële energie in grote hoeveelheden aanwezig is, is een bewustzijn van de hoeveelheid potentiële energie en wat de vrijlating ervan kan activeren, belangrijk voor de veiligheid en voor het voorkomen van een ongecontroleerde, destructieve vrijgifte.

TL; DR (Te lang; niet lezen)

Potentiële energie is opgeslagen chemische, fysieke, elektrische of andere energie die kan worden afgegeven wanneer deze wordt geactiveerd. Chemische energie wordt opgeslagen in chemische bindingen en komt vrij tijdens chemische reacties. Fysieke energie wordt opgeslagen wanneer een massa boven de rustplaats met een nulhoogte wordt gehouden of wanneer een structuur wordt belast of vervormd. Elektrische energie wordt opgeslagen in elektrische of magnetische velden en in opeenhopingen van geladen deeltjes. Andere soorten potentiële energie omvatten atoomenergie en thermische energie. Voor elk type potentiële energie zijn er toepassingen voor nuttig werk en triggers voor destructieve release.

Chemische potentiële energiebronnen

In de chemie wordt potentiële energie opgeslagen in chemische bindingen. Chemische reacties kunnen chemische potentiële energie vrijmaken en nieuwe verbindingen creëren of warmte en licht produceren. Chemische reacties worden gebruikt voor het aandrijven van machines zoals automotoren of om gebouwen te verwarmen door brandstoffen te verbranden. Explosieven geven ook chemische energie vrij en kunnen constructief of destructief zijn.

Fysisch potentieel Energie

Potentiële energie in de natuurkunde wordt opgeslagen in zwaartekrachtenergie of als elastische energie. Zwaartekrachtenergie is te wijten aan de verhoogde positie van een lichaam dat massa heeft. Hoe groter de massa, hoe meer potentiële energie wordt opgeslagen. Wanneer de massa wordt vrijgegeven en valt, verandert de potentiële energie in kinetische energie terwijl de massa de snelheid oppikt. De resulterende kinetische energie kan nuttig zijn, zoals wanneer het palen in de grond drijft, of gevaarlijk, zoals wanneer een brug instort.

Elastische energie wordt opgeslagen in de vervorming van een constructie. Een veer heeft bijvoorbeeld een normale vorm, maar wanneer deze wordt samengedrukt of uitgerekt, slaat deze potentiële energie op. Wanneer deze wordt vrijgegeven, kan de potentiële energie werken of schade veroorzaken. De veer in een niet-elektrisch polshorloge wordt vervormd door het horloge op te draaien en de potentiële energie drijft het horloge aan. Een elastische band slaat potentiële energie op wanneer deze wordt uitgerekt, maar als deze breekt of wordt losgelaten, kan de potentiële energie schade toebrengen.

Elektrische potentiële energie

Terwijl batterijen elektriciteit produceren, is het proces aan de wortel van batterijvermogen is een chemische reactie. De reactie veroorzaakt een onbalans van elektronen die een elektrische lading over de batterijterminals produceert. Dientengevolge slaan batterijen zowel chemische als elektrische energie op.

Puur elektrische energie wordt opgeslagen in de elektrische velden van condensatoren. Kleine condensatoren helpen de werking van elektronische schakelingen en grotere worden aangetroffen in TL-buizen en sommige elektrische motoren. Als een grote condensator kortsluiting maakt, wordt de potentiële energie in één keer vrijgegeven en kan een explosie of brand worden veroorzaakt.

Andere typen potentiële energie

Andere vormen van potentiële energie omvatten atomaire en thermische energie . Uranium-atomen slaan kernenergie op die vrijkomt bij atoomsplijtingreacties. Waterstofatomen slaan kernenergie op die fusiereacties aanstuurt, zoals in de zon en in waterstofbommen. Andere elementen kunnen nucleaire potentiële energie opslaan die kan worden vrijgegeven in reacties die nog niet zijn ontdekt of die bekend zijn maar niet worden gebruikt. De splijtingsreacties voeden kernreactoren, maar ze kunnen ook worden gebruikt in atoombommen.

Thermische energie is de energie van een stof zoals een gas in een container. De interne energie van het gas is eigenlijk kinetische energie op moleculair niveau, omdat de gasdruk wordt veroorzaakt door de werking van de gasmoleculen die tegen de containermuren stuiteren. Het is potentiële energie omdat het gas in de container energie heeft opgeslagen die werk kan doen wanneer het gas met minder druk naar een andere container stroomt. Als de gasdruk te hoog is, kan de container barsten, waardoor alle potentiële energie in een keer in een explosie vrijkomt.

Potentiële energie is handig omdat het kan worden bewaard totdat het nodig is of verplaatst naar waar het is nodig zijn. In elk geval bestaat het gevaar van het activeren van een accidentele vrijgave van de potentiële energie. Dientengevolge moet potentiële energie zorgvuldig worden behandeld om ervoor te zorgen dat deze de beoogde functie vervult en geen schade veroorzaakt.