Fysik/Kemi - Energi

Vad är energi?

1. På vilka sätt är solen viktig för livet på jorden? Beskriv. (energi, värme och ljus, fotosyntesen, vattnets kretslopp, vindar)

2. Beskriv energiprincipen. Förklara vad man menar med att energi omvandlas.

3. Vad menas med att en energikälla är förnybar? Beskriv också ett kraftverk. (solenergi, vindkraft, vattenkraft, biobränslen) 

4. Vad menas med att en energikälla är icke förnybar? Beskriv också ett kraftverk. (fossila bränslen - olja, kol, naturgas, torv. Kärnkraft) 

5. På vilket sätt påverkas miljön när vi använder fossila bränslen? (växthuseffekten)

 

 

SAMMANFATTNING AV ENERGI

Utan solen hade liv inte kunnat uppstå på jorden. Nästan all energi kommer från solen. Det är de båda energiformerna strålningsenergi och värmeenergi som kommer från solen. 

 

Energiformer

Olika typer av energiformer: strålningsenergi/ljusenergi kemisk energi/förbränning rörelseenergi lägesenergi elektrisk energi värmeenergi kärnenergi

Strålningsenergi kommer från solen eller t.ex. en brasa som brinner. Värmeenergi kommer också från solen eller t.ex. en brasa som brinner. Många energiformer omvandlas till värmeenergi. Kemisk energi är lagrad energi från solen och finns i t.ex. ved och mat. Elektrisk energi är t.ex. lampor, dator, tvättmaskin, mobil, diskmaskin, tv.  Rörelseenergi är t.ex. barn som hoppar, vind som blåser, bilar som rullar, vatten som rinner, turbiner som snurrar.  Kärnenergi är när en kärna av en atom delas eller två kärnor slås mot varandra.

 

Energikällor
Förnybara energikällor: solenergi vattenkraft vindkraft biobränsle geotermisk värme (jord-/markvärme, bergvärme)	Icke förnybara energikällor: fossila bränslen som kol, olja, naturgas och torv kärnkraft (uran)
Turbiner är sånt som snurrar, i t.ex. vindkraftverk eller vattenkraftverk. Turbinen är kopplad till en generator. Generatorn omvandlar rörelseenergin till elektrisk energi.
I ett vindkraftverk är det vinden som får turbinen att börja snurra. Turbinen är kopplad till en generator, som omvandlar rörelseenergin till ström/elektricitet. Det är samma princip i ett vattenkraftverk, men där kan också vattnet lagras i en damm (lägesenergi) och släppas fram när man behöver rörelseenergin. I solceller är det rörelsen av elektroner som omvandlas till elektricitet. Biobränsle är trä och skog som har vuxit väldigt fort och som man har gjort flis av.
I ett kärnkraftverk använder man uran. Atomkärnorna från uran delas, och då blir det varmt, vilket får vatten att koka och vattenångan får en turbin att snurra som är kopplad till en generator och omvandlar rörelseenergin till ström/elektricitet. Uran som använts klart är väldigt radioaktivt och farlig för människor och djur, därför måste de begravas djupt ner i berget. Uran grävs också fram ur berget och är icke förnybart för att det inte kan användas igen. I ett kraftvärmeverk bränner man kol/olja eller biobränsle för att få värme. Värmen får vatten att koka, vattenångan får en turbin att snurra och är kopplad till en generator, som omvandlar rörelseenergin till elektricitet. Man använder också värmen för  att värma upp kallt vatten, och sedan skickar man det varma vattnet genom rör till husen och elementen för att värma upp husen. Tyvärr släpps det ut väldigt mycket koldioxid när man eldar med kol, olja och biobränsle, och det bidrar negativt till växthuseffekten.

 

Fotosyntesen: I allt som växer finns lagrad energi från solen, tack vare fotosyntesen. Fotosyntesen är när solljus + vatten (H2O) + koldioxid (CO2) genom en kemisk process bildar kolhydrater/socker och syre. Kolhydraterna/sockret är den lagrade energin i växter, detta kallas för kemisk energi. Fotosyntes: solljus + vatten + koldioxid → kolhydrater + syre

Förbränning: Motsatsen till fotosyntes är förbränning. När djur och människor äter mat (alltså kolhydraterna och sockret) och andas in syre så blir det en kemisk process i kroppen som heter förbränning (eller cellandning). Energin används för att värma kroppen och kunna röra sig och tänka och så andas man ut koldioxid och kissar och svettas ut vatten. Förbränning: kolhydrater + syre → vatten + koldioxid + energi När vi eldar med ved (eller olja eller kol) så utvinner vi lagrad energi från vedklabbarna genom en kemisk process och utvinner värmeenergi och strålningsenergi (ljus och värme strålar ut från elden). Den lagrade energin kommer ju ursprungligen från solen då träden har omvandlat strålningsenergin till kemisk energi genom fotosyntesen.

Vattnets kretslopp: Det är solen som startar vattnets kretslopp. Solen värmer upp vatten. Varmt vatten avdunstar till vattenånga. Vattenånga är vattenmolekyler som utvidgas, tar större plats, blir lättare och stiger. När vattenångan stiger upp till den kallare atmosfären kyls den ner, alltså kondenserar, och blir till moln. När molnen blir för tunga uppstår nederbörd, alltså regn / snö / hagel. Vattnet rinner ner igen.    Det är därför man bygger vattenkraftverk vid stora floder och sjöar för att kunna använda sig av rörelseenergi när vattnet rinner genom kraftverket och omvandla det till elektricitet.

Hur vindar uppstår: Solen värmer upp luften. Varm luft utvidgas, tar större plats, blir lättare och stiger. När den varma luften har stigit upp till den kallare atmosfären kyls luften ner. Kall luft krymper, tar mindre plats, blir tyngre och sjunker. Luften rör på sig och detta kallas för vind.   Tack vare rörelseenergin från när vindar blåser kan vi bygga vindkraftverk som omvandlar rörelseenergin till elektricitet.

Energiprincipen:  Energi kan inte skapas eller förstöras, bara omvandlas.

All energi finns i olika former, och kan omvandlas från en form till en annan. T.ex. kan rörelseenergin från vinden få rotorbladen på ett vindkraftverk att snurra, så rörelseenergin omvandlas till elektrisk energi. Eller så kan kemisk energi från ved omvandlas till värmeenergi när vi eldar med veden. Man kan inte skapa energi, men man kan utvinna energi genom att omvandla det från en form till en annan.

Några av de energikällor som är förnybara är solenergi, vattenkraft, vindkraft. De är förnybara för att de tar inte slut, de förnyas hela tiden. Solen kommer alltid att finnas (så länge vi lever) och solen startar andra processer på jorden, vindar uppstår på grund av solen då den värmer upp luften, vattnets kretslopp påverkas av solen som får vattnet att avdunsta, och solen behövs för att växterna ska kunna växa och göra fotosyntesen. Därför kan man säga att solenergi, vindkraft och vattenkraft är förnybara, för de förnyas ständigt och går runt i kretslopp om och om igen så att vi kan använda det för att driva turbiner och utvinna elektricitet genom en generator. Biobränslen är förnybart eftersom det växer upp nya träd ganska fort.

Några energikällor som är icke förnybara är olja, kol och naturgas. De kallas för icke förnybara för att det tar miljontals år för dem att bildas. De bildades när döda djur och vissna växter trycktes ner i marken för varje år, och under dessa miljoner år har trycket blivit väldigt högt och då bildas kol, olja och naturgas av de döda djuren och vissna växterna. När människan insåg att vi kunde gräva upp kolet/oljan och förbränna det för att utvinna stora mängder energi så har vi använt det i industrier och som bränsle. Men vi använder mycket mer än vad jorden hinner återskapa, det tar ju som sagt miljontals år för nytt kol och olja att bildas, därför kallas det för icke förnybara energikällor, eftersom vi under vår livslängd inte kommer få ny olja i den takt vi gräver upp och använder det som finns. Det finns alltså risk att det tar slut om vi inte istället börjar använda mer förnybara energikällor som vindkraft och solenergi.

Fossila bränslen är väldigt effektivt för att utvinna energi, däremot blir det stora mängder koldioxidutsläpp. Koldioxid är en gas som samlas i atmosfären och bidrar till växthuseffekten. Atmosfären är ett lager av gas runt jorden som är väldigt viktigt, annars hade vi inte kunnat andas på jorden och värmen från solen hade studsat rätt ut i rymden igen, men med atmosfären stannar värmen kvar. Så växthuseffekten innebär att solstrålarna som strålar in studsar några gånger innan den strålar ut, vilket är bra för då värms jorden upp. Men när det är så mycket koldioxidutsläpp som nu så blir atmosfären tjockare så att solstrålarna får svårare att studsa ut, därför blir det ännu varmare på jorden än det borde vara. Detta kallas för den globala uppvärmningen, det blir varmare på jorden. Det har börjat leda till att isarna vid polerna smälter, havsnivån stiger och det blir översvämningar och stormar som är katastrofala för människor och naturen.

OMPROV FYSIK (ENERGI):

1. Vad är detta för kraftverk? Hur fungerar det?

 

2. Vad visar bilden? Förklara det du ser.

 

3. Vad visar bilden? Förklara det du ser.

 

4. Energi kan inte _________ eller ___________, bara __________________.

 

5. Ge exempel på hur energi kan omvandlas.

 

6. 

Förnybara energikällor:	Icke förnybara energikällor:
Vad menas med att de är förnybara?	Vad menas med att de är icke förnybara?

 

7. Förklara ordet turbin.

8. Förklara ordet generator.