Science >> Wetenschap >  >> Energie

Waarom is energie verloren?

Energie is niet echt "verloren" in de zin van verdwijnen. Het is nauwkeuriger om te zeggen dat energie is getransformeerd of verspreid , vaak in vormen die minder nuttig zijn voor een specifieke taak. Hier is een uitsplitsing:

1. De wet van het behoud van energie:

* Deze fundamentele natuurwetgeving stelt dat energie niet kan worden gecreëerd of vernietigd, slechts van de ene vorm naar de andere getransformeerd.

* De totale hoeveelheid energie in een gesloten systeem blijft constant.

2. Energietransformaties en inefficiëntie:

* Elke energietransformatie omvat enig energieverlies: Dit verlies wordt vaak "verloren energie" genoemd, maar het wordt eigenlijk omgezet in andere vormen.

* Voorbeelden:

* brandende brandstof: Chemische energie in brandstof wordt omgezet in warmte en licht, maar niet alle energie wordt omgezet in nuttig werk. Sommige gaan verloren als hitte.

* Wrijving: Wanneer objecten tegen elkaar wrijven, wordt kinetische energie omgezet in warmte, die verdwijnt in de omgeving.

* Elektrische weerstand: In draden wordt elektrische energie omgezet in warmte vanwege weerstand.

* geluid: Geluidsgolven dragen energie, maar het verspreidt zich uiteindelijk terwijl het reist.

3. Entropie en de "pijl van de tijd":

* Entropie is een maat voor wanorde of willekeur in een systeem. De tweede wet van de thermodynamica stelt dat de entropie van een gesloten systeem in de loop van de tijd altijd toeneemt.

* Verspreiding van energie: Naarmate energietransformaties optreden, wordt energie meer verspreid, vaak in de vorm van warmte. Deze warmte is minder nuttig en moeilijker te regelen, waardoor de entropie van het systeem wordt verhoogd.

* De "pijl van de tijd": De toename van entropie verklaart waarom de tijd in één richting stroomt. Energie heeft de neiging over te gaan van geconcentreerde, georganiseerde vormen naar verspreide, minder bruikbare vormen.

4. "Verloren" energie is niet altijd een slechte zaak:

* Soms is het "verlies" van energie een gewenste uitkomst: In een automotor biedt bijvoorbeeld de gecontroleerde afgifte van warmte uit verbranding het vermogen om het voertuig te verplaatsen.

* Inzicht in energietransformaties is cruciaal voor het ontwerpen van efficiëntere systemen: Ingenieurs streven ernaar om energieverlies in processen te minimaliseren om de efficiëntie te verbeteren en de impact op het milieu te verminderen.

In wezen gaat energie nooit echt verloren maar eerder getransformeerd of verspreid in minder nuttige vormen. Het concept van "verloren energie" is een nuttige manier om de beperkingen van energieconversieprocessen en de inherente toename van entropie in de loop van de tijd te begrijpen.