14.«Энергия» – осы сөздің мағынасын қалай түсінуге болады? Табиғатта энергияның қандай түрлері кездеседі? Энергияның сақталу заңы туралы не айтасыз?

Энергия сөзі латынның «energeia» сөзінен шыққан – әрекет, белсенділік деген мағына береді. Энергия – дененің жұмыс жасай алу қабілетін сипаттайтын физикалық шама.

Энергия түсінігі табиғаттың барлық құбылыстарын бір-бірімен байланыстырады. Энергияның сақталу заңы бойынша, ең маңызды физикалық шама – энергия оқшауланған жүйеде сақталады. Бізге белгілі табиғаттағы үрдістердің барлығы осы заңдылыққа бағынады.

Адамзат қоғамының дамуы әрдайым энергетикамен байланысты: жердің қойнауынан руда өндіру, металл балқыту, үй тұрғызу, кез-келген бір затты жасау үшін энергия жұмсауымыз қажет. Жер тұрғындарының энергияға деген сұранысы жыл сайын өсу үстінде. Ғалымдар мен өнертапқыштар энергия өндірудің көптеген жолдарын ойлап тапты, соның ішінде электр энергиясын алудың көптеген жолдары бар. Алайда энергия жоқтан пайда болмайды, ол бір түрден екінші түрге ауысу арқылы өндіріледі. Электр энергиясының үлкен бөлігін жылу электр станцияларында органикалық отынды жағу есебінен өндіріледі. Отынды жағу барысында босайтын энергияның 1/3 бөлігі ғана электр энергиясына түрленеді, ал қалған бөлігі іске аспайды да шығынға ұшырайды және сонымен қоса қоршаған ортаны ластайды.

Қазіргі таңда қолданылып жүрген дәстүрлі отын түрлері (көмір, мұнай, табиғи газ) шексіз емес, миллиондаған жылдар бойы жердің астында жинақталып түзілген отын қоры сарқылудың сәл алдында тұр. Мамандардың бағалауы бойынша барланған отын қорлары 175 жылға жетеді екен. Сол себепті қазірден бастап жаңа энергия көздерін іздестіріп, оны қолдану мүмкіншілігін арттыруды алдымызға мақсат етіп қоюымыз қажет. Жаңа энергия көздеріне ең бірінші кезекте жаңғыртылатын энергия көздерін айта аламыз, олар: күн энергиясы, жел, су және геотермалды энергия.

Энергияның Сақталу Заңы, энергияның сақталу және айналу заңы – табиғаттағы кез келген материялық тұйық жүйеде өтетін барлық процестер кезінде сол жүйе энергиясының сақталатынын тұжырымдайтын жалпы заң. Энергия бұл жағдайда тек бір түрден екінші бір түрге айналады (егер материялық жүйенің қоршаған ортамен әсерлесуін ескермеуге болса, онда ол жүйені тұйық жүйе деп қарастыруға болады); егер материялық жүйе сыртқы әсердің нәтижесінде бір (бастапқы) күйдегі екінші (соңғы) бір күйге ауысса, онда оның энергиясының артуы (не кемуі) жүйемен әсерлесетін денелер мен өріс энергиясының кемуіне (не артуына) тең болады. Бұл жағдайда жүйе энергиясының өзгеруіне жүйе күйінің біреуіне (бастапқы не соңғы) ғана тәуелді болады да, оның ауысу жолына (тәсіліне) тәуелді болмайды. Басқаша айтқанда, энергия – жүйе күйінің бір мәнді функциясы. Термодинамикада Энергияның сақтау заңы термодинамиканың бірінші бастамасы деп аталады.Физикалық (не химикалық) құбылыстардың кез келген түрлерінде Энергияның сақтау заңы сол құбылысқа тән формада ғана тұжырымдалады. Өйткені энергия берілген процесті сипаттайтын параметрлерге тәуелді. Энергияның сақталу және айналу заңын 19 ғ-дың 40-жылдары Дж.Джоуль және неміс ғалымдары Р.Майер, Г.Гельмгольц бір-біріне байланыссыз ашты.

Дененің потенциалдық және кинетикалық энергияларының қосындысы механикалық энергия деп аталады.

Мысалдар: Аспандағы ұшақтың Жермен салыстырғандағы потенциалдық энергиясы да, кинетикалық энергиясы да бар. Жерге құлаған доптың кері көтерілуін, энергияның бір түрден екінші түрге айналуымен ғана түсіндіруге болады. Тербеліп тұрған маятникте энергияның бір түрі екіншісіне ауысып отырады. Садақты тартқан кезде садақ кермесінің потенциалдық энергиясы ұшқан жебенің кинетикалық энергиясына айналады. Механикалық энергияның сақталу заңы: Тұйық жүйені құрайтын денелер арасында тек қана ауырлық күші F=mg немесе серпімділік күші F=kx әрекет ететін болса, онда тұйық жүйенің толық энергиясы тұрақты сақталады.1 Қолданылуы: Күрделі есептерді шешуді жеңілдетеді Техникада әр түрлі тетіктердің қозғалысын есептеуде Астрономияда аспан денелерінің (жұлдыздардың, планеталардың) қозғалыстарын алдын ала болжауда Ғарыштануда зымырандардың, ғарыш кемелері мен серіктердің (спутниктердің) қозғалыс траекторияларын анықтауда.