Энергияның сақталуы және түрленуі

Сәрсен Аманжолов атындағы Шығыс Қазақстан университеті 

Факультет:IT және жаратылыстану ғылымдары жоғарғы мектебі

[pic 1]

РЕФЕРАТ

Тақырып:Энергияның сақталуы және түрленуі

                                                                                  Орындаған:Закарьянова Толғанай

                                                               Қабылдаған:Қабдыкенова Е.М.                                           

1. Кіріспе

1.1 Энергия ұғымы: анықтамасы мен маңызы

Энергия — физикалық денелердің қозғалысын, өзара әрекеттесуін және өзгерісін сипаттайтын негізгі физикалық шама. Ол материалдық әлемнің барлық құбылыстарында кездеседі және материяның ажырамас қасиеті болып саналады. Энергия заттардың қозғалысында, жылу алмасуында, жарықта, дыбыста және тіпті тірі ағзалардың өмір сүру процесінде байқалады.

Ғылыми тұрғыдан алғанда, энергия – жүйенің жұмыс атқару қабілетін сипаттайтын шама. Яғни, егер жүйе басқа денеге әсер етіп, оны қозғалысқа келтіре алса, онда ол энергияға ие болады. Энергияның негізгі өлшем бірлігі – Джоуль (Дж).

Энергияның маңызы өте зор: ол техникада, өндірісте, көлікте, тұрмыста және биосферадағы табиғи процестерде шешуші рөл атқарады. Энергиясыз адамзат өмірі мен дамуы мүмкін емес, өйткені барлық технологиялық және табиғи процестер энергия айналымына негізделген.

1.2 Энергияның сақталу заңының тарихы мен дамуы

Энергияның сақталу және түрлену заңы – физиканың ең іргелі заңдарының бірі. Бұл заңның қалыптасуы біртіндеп жүрді.

XVII–XVIII ғасырларда Галилей, Ньютон және басқа ғалымдар механикалық қозғалыстарды зерттей отырып, энергияның бір түрден екіншісіне ауысатынын байқады. Ал XIX ғасырдың ортасында неміс физиктері Роберт Майер, Герман Гельмгольц, ағылшын ғалымы Джеймс Джоуль энергияның сақталу принципін толық дәлелдеп, оны жалпы физикалық заң ретінде тұжырымдады.

Гельмгольц 1847 жылы «Күштің сақталуы туралы» атты еңбегінде энергия ешқашан жойылмайтынын және жоқтан пайда болмайтынын ғылыми түрде дәлелдеді. Кейінірек бұл идеялар термодинамиканың бірінші заңы ретінде бекітілді.

XX ғасырда Альберт Эйнштейннің салыстырмалылық теориясы энергия мен масса арасындағы байланыс E = mc^2 формуласымен дәлелденіп, энергияның сақталу заңына жаңа түсінік берді.

1.3 Түрлену (конверсия) ұғымы: энергия қалай түрленеді

Энергия түрленуі немесе энергия конверсиясы – энергияның бір түрден басқа түрге ауысу процесі. Бұл табиғатта және техникада үздіксіз жүретін құбылыс. Мысалы:

• Потенциалдық энергия биіктіктен құлаған денеде кинетикалық энергияға айналады;
• Химиялық энергия (жанармайда немесе тағамда) жылу мен механикалық энергияға түрленеді;
• Электр энергиясы шамда жарық пен жылу энергиясына айналады.

Энергия түрленген кезде оның мөлшері өзгермейді — тек түрі өзгереді. Осылайша, табиғаттағы барлық процестер энергия айналымына негізделеді. Бұл құбылыс энергияның сақталуы және түрленуі заңымен тығыз байланысты.

II.Негізгі бөлім

2. Энергияның сақталу заңы

2.1 Жалпы формулировка

Энергияның сақталу және түрлену заңы физиканың негізгі әмбебап заңы болып табылады. Бұл заңға сәйкес энергия ешқашан жойылмайды және жоқтан пайда болмайды, тек бір түрден екінші түрге ауысады.

Яғни, жабық жүйедегі барлық энергияның жалпы мөлшері тұрақты болады. Табиғаттағы кез келген процестер — механикалық қозғалыс, жылу алмасу, жарық шығару немесе химиялық реакциялар — осы заңға бағынады.

Бұл заң барлық ғылым салаларының негізін қалайды: механикада — қозғалыс энергиясы, термодинамикада — ішкі энергия, электр және ядролық физикада — энергия айналымы осы принципке сүйенеді.

2.2 Жабық жүйе ұғымы және жүйенің шектері

Жабық жүйе — сыртқы ортамен энергия алмаспайтын немесе тек белгілі бір шектерде ғана алмасатын физикалық жүйе. Мұндай жүйелерде энергияның жалпы балансы тұрақты болып қалады.

Мысалы, оқшауланған ыдыста жүрген химиялық реакцияны немесе ғарыштағы планеталардың қозғалысын жабық жүйе ретінде қарастыруға болады.