If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

Եթե գտնվում ես վեբ զտիչի հետևում, խնդրում ենք համոզվել, որ *.kastatic.org և *.kasandbox.org տիրույթները հանված են արգելափակումից։

Հիմնական նյութ

10-րդ դասարան. կենսաբանություն

Էներգիայի տեսակները

Էներգիա, և թե ինչպես այն կարող է փոխել իր ձևերը: Կինետիկ, պոտենցիալ և քիմիական էներգիա։

Ներածություն

Ի՞նչ է նշանակում էներգիա ունենալ։ Ուղղակի պատկերացրու, թե ինչպես ես քեզ զգում, երբ արթնանում ես առավոտյան։ Եթե շատ էներգիա ունես, նշանակում է՝ արդեն արթուն ես, պատրաստ ես օրվան և կարող ես անել այն ամենը, որ պլանավորել ես անել օրվա ընթացքում։ Եթե դու էներգիա չունես (գուցե չես ստացել քո 8-ժամյա քունը), ապա հնարավոր է՝ ցանկություն չունենաս անկողնուց վեր կենալու կամ անելու այն աշխատանքը, որը որոշել էիր կատարել։
Չնայած այն փաստին, որ սա էներգիայի առօրեական և ոչ գիտական բացատրությունն էր, այն շատ ընդհանրություններ ունի էներգիայի ավելի պաշտոնական սահմանման հետ (և կարող է ծառայել որպես հեշտ ճանապարհ՝ գիտական սահմանումը հիշելու համար)։ Այսպիսով՝ էներգիա բառը սահմանվում է որպես աշխատանք կատարելու կարողություն, որը կենսաբանության մեջ կարելի է մեկնաբանել որպես որևէ փոփոխություն կատարելու կարողություն։ Էներգիան կարող է մի քանի տարբեր ձևեր ընդունել։ Մենք ծանոթ ենք, օրինակ, լույսի, ջերմության և էլեկտրական էներգիային։
Արի դիտարկենք էներգիայի մի քանի տեսակ, որոնք շատ կարևոր են կենսաբանական համակարգերի համար։ Այդպիսիք են կինետիկ էներգիան (շարժման էներգիա), պոտենցիալ էներգիան (կախված դիրքից և կառուցվածքից) և քիմիական էներգիան (քիմիական կապերի պոտենցիալ էներգիան)։ Էներգիան երբեք չի կարող ոչնչանալ, բայց կարող է փոխակերպվել մի տեսակից մյուսը։

Կինետիկ էներգիա

Երբ մարմինը շարժվում է, վստահ կարող ենք ասել, որ պարունակում է որոշակի էներգիա։ Բայց ինչո՞ւ։ Շարժվող մարմիններն ի վիճակի են փոփոխություն առաջացնելու, կամ նրանք ի վիճակի են աշխատանք կատարելու։ Օրինակ՝ պատկերացրու թելից կախված հսկայական գունդ, որն օրորվում է։ Եթե նույնիսկ շարժումը շատ դանդաղ է, այդ գունդը կարող է հսկայական վնաս հասցնել այլ մարմիններին, ասենք՝ հսկայական շինություններ քանդել։ Սակայն եթե գունդը չի շարժվում, այն ի վիճակի չէ որևէ աշխատանք կատարելու (ոչ էլ նույնիսկ շինություններ քանդելու)։
Այն էներգիան, որն ասոցացվում է մարմնի շարժման հետ, կոչվում է կինետիկ էներգիա։ Ատրճանակից արձակված փամփուշտը, քայլող մարդը, էլեկտրամագնիսական ալիքը (օրինակ՝ լույսը), բոլորը որոշակի կինետիկ էներգիա ունեն։ Կինետիկ էներգիայի մեկ այլ օրինակ է ատոմների և մոլեկուլների քաոսային շարժումը։ Սա կոչում են նաև ջերմային էներգիա։ Որքան շատ է ջերմային էներգիան, այնքան մեծ է ատոմային շարժման կինետիկ էներգիան, և հակառակը։ Մոլեկուլների միջին ջերմային էներգիան հենց այն է, ինչ կոչում ենք ջերմաստիճան, և երբ այդ էներգիան փոխանցվում է մի մարմնից մյուսը, այն կոչվում է ջերմություն։

Պոտենցիալ էներգիա

Արի վերադառնանք պարանից կախված մեր գնդի օրինակին։ Անշարժ գունդը որևէ կինետիկ էներգիա չունի, բայց ի՞նչ կլիներ, եթե գունդը բարձրացվեր երկրորդ հարկի բարձրության և կախված մնար մեքենայի վերևում։ Այս դեպքում գունդը չի շարժվում, բայց որոշակի էներգիա շարունակում է զուգորդվել մարմնի հետ։ Այս գնդի էներգիան աշխատանք կատարելու պոտենցիալ էներգիան է (այս դեպքում՝ վնաս)։ Եթե գունդը բաց թողնենք, այն կճզմի իրենիվ ներքև եղած մեքենան։ Հետևաբար որքան ծանր է գունդը, այնքան մեծ է էներգիան, որը զուգորդվում է մարմնի հետ։
Ամբարտակում պահվող ջրի նկար:
Նկարը՝ ըստ OpenStax Biology, "Dam," by Pascal-ի:
Էներգիայի այս տեսակը հայտնի է որպես պոտենցիալ էներգիա․ այս էներգիան կախված է մարմնի դիրքից կամ կառուցվածքից։ Որպես օրինակ՝ նշենք, որ քիմիական կապերի էներգիան կապված է մոլեկուլի կառուցվածքի և ատոմների՝ միմյանց նկատմամբ դիրքի հետ։ Այսպիսով՝ քիմիական էներգիան, որ պահեստավորված է քիմիական կապերում, համարվում է պոտենցիալ էներգիայի տեսակ։ Պոտենցիալ էներգիայի ամենօրյա օրինակ է ջրի էներգիան, որը պահվում է ամբարտակներում, կամ մարդու էներգիան, որ պատրաստվում է օդապարիկով թռիչք կատարել ուղղաթիռից։

Էներգիայի պահպանումը

Մարմնի էներգիան կարող է փոխակերպվել մի տեսակից մյուսը։ Արի վերադառնանք պարանով կախված գնդի օրինակին։ Երբ այն ուղղակի կախված է որոշակի բարձրության վրա, այն կինետիկ էներգիա չունի, բայց ունի հսկայական քանակությամբ պոտենցիալ էներգիա։ Երբ այն բաց է թողնվում, ազատ անկման արագության շնորհիվ արագությունը, հետևաբար նաև կինետիկ էներգիան, սկսում է աճել։ Միևնույն ժամանակ պոտենցիալ էներգիան աստիճանաբար նվազում է, քանզի գնդի և հատակի միջև հեռավորությունը կրճատվում է։ Գետնին հարվածելուց անմիջապես առաջ մարմինն ունի հսկայական կինետիկ էներգիա և համարյա զրոյական պոտենցիալ էներգիա։
Օկտանի գծագիրը, օկտանի մոլեկուլի մոդելը, արագացող սպորտային մեքենա
Նկարը՝ ըստ OpenStax Biology. Lower panel, "Car," is a modification of work by Russell Trow-ի
Նմանատիպ ձևափոխումներ հնարավոր են նաև քիմիական էներգիայի դեպքում, և մենք կարող ենք հարյուրավոր օրինակներ նկատել մեր ամենօրյա կյանքում։ Օրինակ՝ օկտանը, որ բենզինում պարունակվող ածխաջրածին է, ունի քիմիական էներգիա (պոտենցիալ էներգիա)՝ իր մոլեկուլային կառուցվածքի շնորհիվ, որը ցույց է տրված վերևում։ Այդ էներգիան կարող է օգտագործվել մեքենայի շարժիչում, երբ բենզինն այրվում է՝ արտազատելով բարձր ջերմաստիճանային գազեր, որոնք էլ շարժիչին, ապա նաև մեքենային ստիպում են առաջ շարժվել (կինետիկ էներգիա)start superscript, 1, end superscript։ Պոտենցիալ էներգիայի մի մասը փոխակերպվում է կինետիկ էներգիայի, իսկ մյուս մասը ջերմություն է դառնում և արտազատվում մթնոլորտ։
Կենդանի օրգանիզմներում էներգիան մի տեսակից մյուսն է փոխակերպվում ճիշտ նույն կերպ։ Օրինակ՝ ԱԵՖ-ի փոքրիկ մոլեկուլում պահեստավորված էներգիան (պոտենցիալ էներգիա) կարող է օգնել մկանային բջիջներին՝ շարժելու վերջույթը (կինետիկ էներգիա)։

Ուզո՞ւմ ես միանալ խոսակցությանը։

Առայժմ հրապարակումներ չկան։
Անգլերեն հասկանո՞ւմ ես: Սեղմիր այստեղ և ավելի շատ քննարկումներ կգտնես «Քան» ակադեմիայի անգլերեն կայքում: