Energi kan ikke oprettes eller ødelægges, og dette koncept er kendt som bevarelse af energi. På grund af dette har universet en endelig mængde energi, der overføres fra en form til en anden. I det tidlige 20. århundrede fremsatte Einstein tanken om, at energi og masse var udskiftelige, hvilket førte til den mest berømte ligning i Videnskab: E = mc 2 . Aktiviteterne i denne lektionsplan undersøger forskellige former for energi og energioverførsler gennem skabelsen af visuelle hjælpemidler.
Den engelske fysiker James Prescott Joule udførte adskillige eksperimenter, der undersøgte ækvivalensen af varme og mekanisk energi (summen af potentiel og kinetisk energi). Han fandt, at temperaturen på vandet kunne øges ved hjælp af mekanisk energi. Dette førte til opdagelsen af loven om bevarelse af energi, der siger, at den samlede energi i et lukket system er konstant, hvilket betyder, at energi ikke kan oprettes eller ødelægges .
For eksempel overfører en lyspære elektrisk energi til lysenergi. Pærer bliver også meget varme, så ikke al den elektriske energi omdannes til lysenergi. Noget af det overføres til varmeenergi. Vi kalder denne spildt energi fra varmeenergi og den lette energi brugbar energi . Moderne pærer er mere effektive end pærer var for 50 år siden. Dette betyder, at selv med den samme mængde elektrisk energi overføres mere til lysenergi og mindre til varmeenergi. Ingeniører arbejder hårdt for at øge effektiviteten af mange af objekterne i vores hjem, så vi bruger mindre elektrisk energi. En del af denne indsats er at hjælpe med at reducere belastningen på energiressourcer. Vi er dog nødt til at se efter nye energiressourcer, da gamle metoder til forbrænding af fossile brændstoffer øger drivhuseffekten og har ført til global opvarmning.
Kinetisk energi er også kendt som bevægelsesenergi. Denne form for energi kan findes i alt, hvad der bevæger sig, f.eks. En bil på en motorvej eller en græshoppe. Ligningen for kinetisk energi er KE = ½mv 2 . Dette betyder, at mængden af kinetisk energi afhænger af to faktorer: hastighed og masse. Hvis vi øger begge, øges den kinetiske energi.
Lydenergi findes i alt, hvad der vibrerer. Hvis vibrationerne er mellem 20Hz og 20.000Hz, siges de at være inden for det hørbare område, og mennesker kan høre dem. Højere lyde ( lydbølger med større amplituder) har mere energi.
Termisk energi er også kendt som varmeenergi. En varm kop kaffe har termisk energi. Over tid spredes denne termiske energi til omgivelserne, når kaffen køler ned. Mængden af termisk energi er relateret til temperaturen på et objekt.
Kemisk energi er energi, der opbevares i de kemiske bindinger mellem molekyler og atomer. Denne energi kan frigives under en kemisk reaktion som lyd, varme, lys eller kinetisk energi. Et eksempel på noget, der har kemisk energi, er mad eller et batteri.
Elektrisk energi findes i bevægelige eller statiske opladninger. Elektrisk energi kan overføres til mange forskellige typer energi. Med et fjernsyn overføres elektrisk energi til lys, lyd og varmeenergi.
Gravitationspotentialenergi er lagret energi i alt, hvad der har en højde over jorden. En kugle øverst i tårnet har tyngdekraft potentiel energi. Når den falder, overføres den tyngdepotentiale energi til kinetisk energi. Mængden af tyngdepotentialenergi afhænger af objektets masse, dens højde og tyngdefeltets styrke.
Lysenergi er også kendt som strålende energi. Det findes i alle dele af det elektromagnetiske spektrum.
Elastisk potentiel energi opbevares i ting, der klemmes eller strækkes, såsom fjedre og gummibånd. Mængden af lagret energi afhænger af, hvor komprimeret eller strakt genstanden er, og hvor stift materialet er, som genstanden er lavet af.
Atomenergi opbevares i atomernes kerner. Det frigives under nukleare reaktioner såsom fusion og fission. Eksempler på dette kan findes i atomreaktorer og atombomber.
Magnetisk energi er energi relateret til magneter eller elektromagneter. Maglev-tog bruger magnetisk energi til at hæve tog fra jorden.
