Energia

L’energia (grec vegl ἐν en, ‹a l’intern› ed ἔργον ergon, ‹lavurar›) è ina grondezza fisicala fundamentala, la quala gioga ina rolla centrala en tut ils secturs da la fisica sco er en la tecnica, chemia, biologia ed economia. L’unitad da basa da l’energia è joule. Energia è la grondezza che sa mantegna perquai che las leschas da la natira èn invariantas areguard il temp; vul dir: l’energia totala d’in sistem serrà na po ni vegnir augmentada ni diminuida (lescha dal mantegniment da l’energia). En blers texts introductivs vegn energia definì – a moda bain chapibla ma betg generalmain valaivla – sco abilitad da prestar lavur.

D’agiuntar energia è tranter auter necessari per accelerar in corp, per al muventar cunter ina forza, per stgaudar ina substanza, per smatgar ensemen in gas, per laschar currer in current electric, per emetter undas electromagneticas sco er per laschar nascher en il spazi vid particlas materialas. Creatiras dovran energia per pudair viver. Energia dovran ins er per far ir sistems da computers, per la telecommunicaziun e per mintga furma da producziun economica.^[1]

L’energia po cumparair en differentas furmas d’energia, per exempel sco energia potenziala, energia chinetica, energia chemica, energia electrica u energia termica. L’energia sa lascha da princip transportar d’in sistem a l’auter e transfurmar d’ina furma en l’autra; tar l’energia termica èn questas pussaivladads però facticamain limitadas (tenor il segund axiom da la termodinamica).

Tenor l’equaziun da moviment da Hamilton e l’equaziun da Schrödinger determinescha l’energia il svilup da sistems fisicals tras il temp. E tenor la teoria da la relativitad èn l’energia e la massa colliads tras l’equivalenza da massa ed energia ( $E=mc^{2}$ ).

Istorgia da la noziun

Thomas Young (1773–1829) ha duvrà sco emprim la noziun ‹energia› en il senn modern

La noziun ‹energia› deriva dal grec vegl ἐνέργεια, energeia ch’aveva en l’antica greca ina muntada puramain filosofica en il senn da realitad viventa ed efficacitad.^[2] En il context da las scienzas natiralas ha il fisicher Thomas Young duvrà l’emprima giada il pled l’onn 1807 en connex cun la mecanica. La nova grondezza ‹energia› dueva inditgar la fermezza da tscherts effects ch’in corp en moviment po cuntanscher tras ses moviment ed ils quals na sa laschan betg determinar sulettamain a basa da ses impuls $mv$ (massa gia sveltezza).

Dapi las retschertgas che Christiaan Huygens, Christopher Wren e John Wallis han fatg enturn il 1668 en connex cun la collisiun da dus corps era enconuschent areguard l’impuls che quel sa mantegnia tant tar corps elastics sco er nunelastics, pia ch’el saja la dretga mesira per las midadas effectuadas e tras quai per la ‹grondezza dal moviment› nundestruibla. Tar auters process han corps da differenta massa, er sch’els han il medem impuls, però in effect different grond. Da quai fan part l’autezza ch’in corp cuntanscha en il moviment ensi, ubain la profunditad d’ina fora ch’in corp fa cun crudar en ina massa loma. En quests cas na crescha l’effect betg a moda proporziunala cun la sveltezza, sco che quai è il cas tar l’impuls, mabain en il quadrat da la sveltezza. Perquai ha Gottfried Wilhelm Leibniz attribuì il 1686 a la grondezza $mv^{2}$ ina muntada centrala numnond quella vis viva (‹forza viventa›).^[3]

En il 17avel e 18avel tschientaner è la dumonda co che questa vis viva saja da chapir e tge muntada ch’ella haja vegnida discutada a moda cuntraversa. La finala duevan ils matematichers franzos, tranter quels Lazare Carnot, fular via en il decurs dal 19avel tschientaner a la chapientscha odierna da l’energia.^[4] Impurtants pass èn stads la definiziun da la lavur sco forza gia via resp. $\textstyle \int {\vec {F}}\cdot d{\vec {s}}$ tras Coriolis e Poncelet il 1829, la noziun energia chinetica (Rankine 1853) e las enconuschientschas areguard l’energia termica ch’ins ha fatg en connex cun la maschina a vapur.

Il 1841 ha il medi tudestg Julius Robert Mayer publitgà si’idea che energia na possia betg vegnir stgaffida u destruida, mabain be transfurmada. Il fisicher Rudolf Clausius ha augmentà il 1854 a moda decisiva la chapientscha da la transfurmaziun da l’energia. E Hermann von Helmholtz aveva gia publitgà il 1847, resguardond il princip da la ‹sperdita› d’energia en rom da sia transfurmaziun, ch’i na saja betg pussaivel da construir in perpetuum mobile (damai che quai duvrass ina maschina che producescha dapli energia che quai ch’i vegn mess en quella).

Igl èn suandadas enconuschientschas decisivas sin il sectur electric ed electrochemic e suenter che gia Wilhelm Wien (1900), Max Abraham (1902) e Hendrik Lorentz (1904) avevan publitgà ponderaziuns davart la massa electromagnetica ha Albert Einstein publitgà il 1905 en rom da sia teoria da la relativitad speziala l’enconuschientscha che massa ed energia sa chattian en ina relaziun equivalenta.^[5]

Furmas d’energia e transfurmaziun da l’energia

Generatur che transfurma energia termica en electricitad

L’energia po esser cuntegnida en differenta moda en in sistem. Questas pussaivladads numnan ins furmas energeticas. Exempels èn l’energia chinetica, l’energia chemica, l’energia electrica u l’energia potenziala. Differentas furmas d’energia sa laschan transfurmar ina en l’autra; quai succeda en tala moda che la summa da tut las quantitads d’energia avant e suenter la transfurmaziun resta adina la medema.

Ina transfurmaziun po be avair lieu uschia che er tut las autras grondezzas da mantegniment dal sistem possedan avant e suenter la transfurmaziun la medema valur. Per exempel vegn la transfurmaziun d’energia chinetica limitada tras il mantegniment da l’impuls e da l’impuls da rotaziun. Ina pierla sa lascha be franar e perda tras quai energia, sch’ella dat giu a medem temp impuls da rotaziun. Er a nivel molecular existan talas limitaziuns. Bleras reacziuns chemicas che fissan energeticamain pussaivlas n’han betg lieu a moda spontana, perquai che quellas violassan il mantegniment da l’impuls. Ulteriuras grondezzas da mantegniment furman il dumber dals barions e dals letpons. Quels limiteschan la transfurmaziun d’energia tras reacziun nucleara. L’energia ch’è cuntegnida en la massa da materia sa lascha be transfurmar dal tuttafatg en in’autra furma d’energia cun agid d’ina quantitad tuttina gronda d’antimateria. Senza antimateria reussescha la transfurmaziun cun agid da fissiun resp. fusiun nucleara be a moda parziala.

La termodinamica fixescha en ses segund axiom in’ulteriura premissa per la transfurmaziun: L’entropia d’in sistem serrà na po betg sa reducir. Da retrair chalur senza ch’igl han lieu parallelamain auters process, maina ad ina sfradentada. Ina temperatura pli bassa correspunda però ad in’entropia pli bassa e stat en cuntradicziun cun il segund axiom. Per tuttina pudair transfurmar chalur en in’autra furma d’energia, sto sco reacziun sin la sfradentada a medem temp vegnir stgaudada in’autra part dal sistem. Questa transfurmaziun d’energia termica en autras furmas energeticas è perquai adina be pussaivla sch’igl è avant maun ina differenza da temperatura. Ultra da quai na sa lascha betg transfurmar l’entira quantitad d’energia ch’è arcunada en la differenza da temperatura. Maschinas per producir energia termica servan a transfurmar chalur en energia mecanica. La relaziun tranter la lavur maximala ch’è pussaivla e la quantitad d’energia che vegn duvrada (tenor il segund axiom da la termodinamica) numnan ins effizienza da Carnot. Quella crescha cun la differenza da temperatura, cun la quala la maschina per producir energia termica lavura.

Autras transfurmaziuns n’èn betg pertutgadas uschè ferm da las limitaziuns da vart dals princips da mantegniment e da la termodinamica. Uschia sa lascha per exempel energia electrica transfurmar cun pitschens sforzs tecnics quasi dal tuttafatg en bleras autras furmas energeticas. Motors electrics la transfurman per exempel en energia chinetica.

La gronda part da las transfurmaziuns na midan l’energia betg dal tuttafatg en ina suletta furma d’energia, mabain produceschan savens er chalur. En applicaziuns mecanicas deriva la chalur per il pli da la fricziun. Tar applicaziuns electricas èsi savens la resistenza electrica u currents da Foucault ch’augmentan la temperatura. Questa chalur na vegn per ordinari betg duvrada e vegn considerada sco sperdita. La relaziun tranter l’energia ch’è vegnida investida e l’energia ch’ha pudì vegnir transfurmada en la furma d’energia giavischada numnan ins efficacitad.

Tar applicaziuns tecnicas collian ins savens differentas furmas da transfurmaziun. En in’ovra d’energia da charvun vegn l’emprim transfurmada l’energia chemica dal charvun tras combustiun en chalur e transferida sin vapur d’aua. Turbinas midan la chalur dal vapur en energia mecanica e mettan da lur vart en moviment generaturs che transfurman l’energia mecanica en energia electrica.

Exempels per la transfurmaziun da furmas d’energia
en→ ↓ da	Energia mecanica	Energia termica	Energia da radiaziun	Energia electrica	Energia chemica	Energia nucleara
Energia mecanica	Mecanissem	Frains	Radiaziun da sincrotron	Generatur		Reacziuns en l’acceleratur da particlas
Energia termica	Turbina a vapur	Stgamiader da chalur	Corp nair	Sensurs da temperatura	Furn da metals	Supernova
Energia da radiaziun	Radiometer	Collectur solar	Optica betg lineara	Cella solara	Fotosintesa	Fotodesintegraziun
Energia electrica	Motor electric	Platta electrica	Chametg	Transfurmatur	Accumulatur
Energia chemica	Muscul	Stgaudament dad ieli	Bau-glisch	Cella da carburant	Gasificaziun da charvun
Energia nucleara	Bumba atomara	Reactur nuclear	Radis gamma	Battaria nucleara	Radiolisa	Reactur d’incubaziun

Energia en la mecanica classica

En la mecanica classica è l’energia d’in sistem si’abilitad da prestar lavur. La lavur transfurma energia tranter differentas furmas d’energia. La furma speziala da las leschas da Newton procura che la summa da tut las energias na sa mida betg. Fricziuns e las sperditas d’energia ch’èn colliadas cun quellas na vegnan betg resguardadas en quest cas.

Il teorem da Noether lubescha ina definiziun pli generala da l’energia, la quala resguarda automaticamain l’aspect dal mantegniment da l’energia. Tut las leschas da la natira da la mecanica classica èn invariantas areguard il temp. Ellas èn caracterisadas tras quai ch’ellas valan da tut temp en medema furma. Il teorem da Noether di be ch’i dettia ina grondezza fisicala che correspundia a questa constanza; e questa grondezza è l’energia.

Da l’axiom dal mantegniment da l’energia e da sperditas d’energia inevitablas tras fricziun resulta ch’igl è nunpussaivel da construir ina maschina mecanica che va da sai anora en perpeten (Perpetuum Mobile). Ultra da quai lubescha il mantegniment da l’energia ensemen cun il mantegniment da l’impuls da trair conclusiuns areguard il resultat da collisiuns tranter objects, e quai senza ch’il mecanissem precis da la collisiun stoppia esser enconuschent.

Energia e moviment

La famusa furmla en il manuscrit dad Einstein (1912)

L’energia chinetica $E_{\mathrm {chin} }$ è l’energia ch’è cuntegnida en il stadi da moviment d’in corp. Quella è proporziunala tar la massa e tar il quadrat da la sveltezza relativ al sistem inerzial, en il qual ins descriva il corp.

E_{\mathrm {chin} }\,=\,{\tfrac {1}{2}}mv^{2}\,

La valur da l’energia chinetica è pia dependenta dal punct da vista or dal qual ins descriva il sistem. Savens fan ins diever d’in sistem inerzial, il qual ruaussa en relaziun tar il terren.

In corp extendì po sper in moviment da translaziun er far in moviment da rotaziun. L’energia chinetica che sa chatta en il moviment da rotaziun numnan ins energia da rotaziun. Quella è proporziunala tar il quadrat da la sveltezza da l’angul e tar il mument d’inerzia dal corp.

Energia e potenzial

D’energia potenziala dispona in corp tras sia posiziun en in champ da forza, uschè lunsch ch’i sa tracta d’ina forza conservativa. Quai pudess per exempel esser il champ da gravitaziun da la terra u in champ da forza d’ina plima. L’energia potenziala sa diminuescha en direcziun da la forza e crescha cunter la direcziun da la forza; en posiziun verticala tar la direcziun da la forza è ella constanta. Sa mova in corp dal punct nua ch’el ha ina pli auta energia potenziala tar in punct nua che quella è pli bassa, presta el precis uschè bler lavur fisicala sco quai che si’energia potenziala è sa diminuida. Quai vala independentamain da la dumonda, sin tge via ch’il corp è arrivà d’in punct a l’auter.

L’energia potenziala d’in corp cun la massa $m$ en in champ da gravitaziun omogen cun acceleraziun da gravitaziun $g$ è proporziunala tar l’autezza $h$ sur l’origin d’in sistem da coordinatas:

E_{\text{pot}}=m\,g\,h\,

.

Tar la crudada libra vegn questa energia potenziala transfurmada en energia chinetica cun accelerar il corp.

Damai che l’origin da las coordinatas po vegnir elegì a bainplaschair, è l’energia potenziala d’in corp mai dada a moda absoluta e na sa lascha er betg mesirar. Mesirar sa laschan be ils midaments da quella.

Tar moviments periodics vegn energia potenziala transfurmada cuntinuadamain en energia chinetica e puspè enavos en energia potenziala. Tar il perpendicul è per exempel l’energia potenziala la pli gronda tar ils puncts d’inversiun; l’energia chinetica è qua nulla. Cura ch’il fil penda precis a moda verticala cuntanscha la massa sia sveltezza maximala e tras quai er si’energia chinetica maximala; l’energia potenziala ha qua ses minimum. En il punct il pli lunsch davent da ses sulegl ha in planet bain sia pli auta energia potenziala, ma er sia pli pitschna energia chinetica. Fin tar il punct da ses orbit che sa chatta il pli datiers dal sulegl crescha sia sveltezza gist per tant che l’augment da l’energia chinetica cumpensescha precisamain la diminuziun da l’energia potenziala.

Energia elastica è l’energia potenziala dals atoms u moleculs spustads or da lur posiziun da paus en in corp defurmà elasticamain, per exempel en ina plima mecanica. En general numnan ins l’energia che vegn arcunada u relaschada tar la defurmaziun elastica u plastica en in corp sco energia da defurmaziun.

Energia en la termodinamica

Radiaziun termica a l’exempel da fier chaud

Energia termica è l’energia ch’è arcunada en il moviment nunordinà dals atoms u moleculs en ina materia. La transfurmaziun d’energia termica en autras furmas d’energia vegn descritta tras la termodinamica. Qua vegn differenzià tranter l’energia ch’è cuntegnida en il sistem (energia interna, entalpia) e la chalur, vul dir l’energia termica che vegn transportada sur il cunfin dal sistem.

La summa or da l’energia termica, l’energia da vibraziun en il corp e l’energia da liom numnan ins energia interna.

Transfurmaziun d’energia termica en lavur mecanica

Sut tschertas cundiziuns sa laschan tut las furmas d’energia transfurmar dal tuttafatg en energia termica (emprim axiom da la termodinamica). En l’autra direcziun na vala quai però betg: il segund axiom da la termodinamica descriva qua ina limitaziun ordvart decisiva. En dependenza da la temperatura tar la quala la chalur stat a disposiziun, sa lascha be ina cumpart pli pitschna u pli gronda transfurmar sur in ciclus en lavur mecanica, entant ch’il rest vegn dà giu al conturn. En la termodinamica tecnica vegnan las cumparts d’ina furma d’energia che sa laschan transfurmar er numnadas exergia. In exempel: Vegn energia chemica (100 % exergia) transfurmada tar ina temperatura media da 1000 °C en chalur, cumpiglia la cumpart d’exergia be pli 80 %. Vegn questa energia transmessa en in’avnaun a vapur sin vapur d’aua cun 273 °C, restan be pli ca. 50 % e tar la transmissiun en ina stanza stgaudada sin 20 °C be pli ca. 7 %. (Tar quest exempel partan ins adina d’ina temperatura da l’ambient da 0 °C.)

Energia solara

Er l’energia solara ch’arriva tras radiaziun sin terra enconuscha sin sia via fin a la surfatscha da la terra ina sperdita en furma d’exergia. A l’intern dal sulegl munta l’energia a radund 15 milliuns K; nà da sia surfatscha irradiescha il sulegl cun radund 6000 K en direcziun da la terra, la quala ha sezza ina temperatura da radund 300 K.

Er cun concentrar ils radis dal sulegl en in collectur n’arrivass ins betg ad ina temperatura superiura a quella da la surfatscha dal sulegl. Sur il factur da Carnot resultass en quest cas in’efficacitad da ca. 95 %; ma en quest cas na sa laschass transmetter nagin’energia pli. La limita termodinamica giascha sutvart cun ina temperatura d’absorpziun da 2500 K ed in’efficacitad da ca. 85 %. En la pratica vegnan vitiers ulteriuras sperditas sco l’absorpziun en l’atmosfera, sur las qualitads dal material da las cellas cristallinas fin a la resistenza dad Ohm da l’implant fotovoltaic, uschia ch’ins cuntanscha fin oz efficacitads da be stgars 20 %.

Implants che cumbineschan chalur e forza electrica

Dapertut là nua che vegn producida energia mecanica u electricitad or da chalur ed igl exista a medem temp in basegn da chalur, fai dapli senn da duvrar la chalur persa per stgaudar che da metter a disposiziun la chalur separadamain.

Er la pumpa da chalur absorbescha chalur or da l’ambient e dat giu quella, ensemen cun la lavur da tracziun, en furma da chalur da stgaudar ch’ha correspundentamain ina temperatura pli auta. Sch’i stat per exempel a disposiziun aua sutterrana da 10 °C sco funtauna da chalur ed ina stanza ha da vegnir stgaudada sin 20 °C, pudess ina pumpa da chalur cun process da Carnot furnir, cun investir in’ura kilowatt lavur da tracziun, 29 KWh chalur.

Energia chemica

Sco energia chemica vegn designada la furma d’energia ch’è arcunada en furma d’ina colliaziun chemica en ina funtauna d’energia e che po vegnir mess en libertad tar reacziuns chemicas. Ella descriva pia l’energia ch’è liada cun forzas electricas en atoms e moleculs e sa lascha sutdivider d’ina vart en l’energia chinetica dals electrons en ils atoms e da l’autra vart en l’energia electrica da l’influenza reciproca tranter electrons e protons.

Energia en l’electrodinamica

Champ electric

En l’electrotecnica furma la tensiun l’unitad per definir il potenzial d’energia che curra tras in conduct. Energia electrica sa lascha transportar cun muventar purtaders da chargia senza gronda differenza da potenzial per lung da conducturs.

Energia magnetica è cuntegnida en champs magnetics ed en l’arcun d’energia magnetic che funcziunescha sco supraconductur.

Energia ch’è arcunada en in cirquit electric ideal sa transfurma cuntinuadamain da la furma electrica en la furma magnetica ed enavos. La summa da las energias è da tut temp la medema (lescha dal mantegniment da l’energia).

Energia en la teoria da la relativitad

Tenor la teoria da la relativitad speziala correspunda la massa $m$ d’in object en ruaus ad in’energia en ruaus da

E_{\text{ruaus}}=m\,c^{2}\,

.

L’energia en ruaus è pia ultra dal factur $c^{2}$ (quadrat da la sveltezza da la glisch $c\,$ ) equivalenta a la massa. L’energia en ruaus sa lascha transfurmar tar tscherts process en autras furmas d’energia e viceversa. Uschia pon ins mesirar tar ils products da reacziun da la fissiun nucleara e da la fusiun nucleara massas ch’èn cleramain pli bassas che quellas dal material da partenza. En la fisica da particlas elementaras vegn da l’autra vart er observada la furmaziun da particlas e tras quai d’energia en ruaus or d’autras furmas d’energia.

En la mecanica classica na vegn l’energia da ruaus betg resguardada, damai che quella è senza muntada uschè ditg che particlas na sa transfurman betg en autras particlas.

La teoria da la relativitad generala generalisescha il concept da l’energia anc pli fitg e cuntegna ina descripziun unitara d’energias ed impuls sco funtauna per la defurmaziun dal spazi (sur il tensur d’energia-impuls). Da quel sa laschan gudagnar tras contracziun las grondezzas sco la spessezza da l’energia ch’in observatur po mesirar. Per intercurir il svilup dal spazitemp è il cuntegn d’energia decisiv. En questa moda sa laschan predir da cundiziuns energeticas ch’il spazitemp vegnia a collabar ad ina singularitad.

Energia en la mecanica da quants

Entaifer la mecanica da quants definescha l’operatur da Hamilton, tge energia che po vegnir mesirada vi d’in sistem fisical. Tar undas electromagneticas sa lascha observar la spartiziun da l’energia en pachets: In’unda da la frequenza $\nu$ po dar giu energia be en pachets $E_{\text{foton}}=h\,\nu$ ( $h$ = constanta da Planck).

Utilisaziun tecnica da l’energia

Il princip da la perdita d’energia sa lascha er illustrar a l’exempel da process biologics (qua: dals ecosistems)

Gia a basa da l’axiom dal mantegniment da l’energia èsi evident che energia na sa lascha betg producir. Tuttina vegn la noziun duvrada per descriver la producziun d’ina furma d’energia (p.ex. forza electrica) or d’in’autra furma (p.ex. energia chemica en furma da charvun). Analog na datti en il senn fisical er nagin consum d’energia; en l’economia è percunter manegià cun quai la transfurmaziun d’in’energia primara (p.ex. ieli, gas, charvun) en ina furma d’energia ch’è privada d’in’ulteriura utilisaziun (p.ex. chalur persa en l’ambient).

La fisica descriva il ‹consum d’energia› cun la noziun precisa da l’augment da l’entropia. Entant che l’energia resta adina la medema en in sistem serrà, crescha l’entropia (u resta en il meglier cas constanta) en cas da transfurmaziun d’energia u da surdada d’energia ordaifer il sistem. Pli auta che l’entropia è e mender che l’energia sa lascha utilisar. Enstagl da dir che l’entropia s’augmentia, pon ins er dir ch’igl haja lieu ina svalitaziun da l’energia.

La lescha da l’augment da l’entropia impedescha surtut che energia da chalur sa laschia transfurmar directamain en energia chinetica ed energia electrica. Enstagl èn adina necessarias ina funtauna da chalur ed ina sfradentada. L’efficacitad maximala sa lascha calcular tenor Carnot or da la differenza da la temperatura.

Il cas spezial d’ina transfurmaziun d’energia senza augment da l’entropia vegn designà sco process reversibel. Sco exempel per ina transfurmaziun d’energia quasi reversibla sa lascha allegar in satellit sin ses orbit enturn la Terra: Al punct il pli aut da ses traject ha el in’auta energia potenziala ed ina bassa energia chinetica; al punct il pli bass èsi precis il cuntrari. La transfurmaziun succeda qua millis giadas l’onn senza sperditas pli grondas. Er en supraconducturs po energia vegnir transfurmada milliuns e milliardas giadas per secunda tranter energia da radiaziun ed energia electrica, e quai medemamain cun sperditas da pli pauc che in promil per transfurmaziun.

Tar blers process ch’eran colliads pli baud cun grondas sperditas, vul dir cun in grond augment da l’entropia, pussibilitescha il svilup tecnologic sperditas adina pli bassas. Uschia transfurma ina glisch da spargn u LED energia electrica a moda bundant pli effizienta en glisch ch’in pair electric. Ed ina pumpa da chalur producescha cun trair a niz chalur or da l’ambient tar la medema prestaziun electrica savens bler dapli chalur ch’in stgaudament electric.

En auters secturs sa chatta il stadi da la tecnica gia dapi in detg temp datiers dal maximum teoretic, uschia ch’igl èn qua be pli pussaivels pitschens progress. Uschia transfurma per exempel in motor electric bundant 90 % da l’energia electrica che vegn impundida en energia mecanica utilisabla e be ina pitschna part en chalur persa.

Energia specifica

Specific munta en las scienzas natiralas ‹relativ ad ina basa da mesiraziun›. L’energia specifica vegn messa en relaziun cun ina tscherta caracteristica d’in sistem, la quala sa lascha descriver cun ina grondezza fisicala. Exempels:

Energia per volumen en J/m³: Entalpia (termodinamica), chalur latenta specifica: chalur da luentada, chalur da svapuraziun, chalur da cristallisaziun u las entalpias correspundentas (enconuschientscha dals materials), valur termica (tecnica d’energia), energia da cumpressiun specifica (enconuschientscha dals materials), energia specifica da material explosiv.
Energia per massa en J/kg: lavur specifica, chalur latenta specifica (termodinamica), valur termica da materias dad arder solidas, energia specifica da l’accumulatur d’energia (tecnica d’energia), capacitad electrica e spessezza da l’energia dal condensatur (electrotecnica), energia specifica dal punct da massa (mecanica).

Betg sco specificas mabain sco molaras vegnan designadas en la termodinamica e chemia valurs d’energia che sa refereschan a la materia:

Energia per quantitad da materia en J/mol: chalur molara latenta (termodinamica).

Provediment e consum d’energia

La cella solara transfurma energia da radiaziun en energia electrica

Las noziuns dal provediment d’energia e dal consum d’energia sa refereschan al diever da differentas energias en furmas che sa laschan utilisar bain tras l’uman. Las furmas d’energia che l’uman dovra il pli savens èn l’energia termica e l’energia electrica. Ils basegns d’energia da l’uman concernan surtut il stgaudament, la preparaziun da mangiativas ed il manaschi d’indrizs e maschinas che faciliteschan la vita da mintgadi. Relevantas en quest connex èn las tematicas mobilitad ed il consum per exempel da funtaunas d’energia fossilas en vehichels.

Ils differents products energetics pon cuntanscher ils utilisaders sur conducts, sco che quai è per exempel il cas tar l’energia electrica, il gas natiral u la chalur a distanza, ubain ch’els sa laschan transportar e magasinar bain sco charvun, ieli da stgaudar, carburants, uran u lain.

Il basegn d’energia variescha fitg ferm da regiun tar regiun ed è en ils pajais industrials bleras giadas pli aut ch’èn il Terz Mund. En pajais ch’èn industrialmain fitg sviluppads èn s’occupadas interpresas specificas dapi il 19avel tschientaner cun la producziun e furniziun d’energia per diever general. En il center stat la producziun d’energia electrica e la transmissiun da quella als singuls utilisaders. Daspera furman er l’elavuraziun ed il transport da material dad arder per intents da stgaudar impurtants secturs economics.

Radund 40 % dal basegn d’energia mundial vegn cuvert cun energia electrica. Entaifer quella servan radund 20 % a la tracziun electrica, alura suonda l’illuminaziun cun 19 %, la tecnica da climatisaziun cun 16 % e la tecnica d’infurmaziun cun 14 %.

Funtaunas d’energia

Las differentas funtaunas d’energia èn:

Energia fossila (charvun da crap, charvun da terra, turba, gas natira, ieli mineral)
Energias regenerablas
- Energia solara (energia da radiaziun solara utilisabla en furma da glisch e chalur)
- Biomassa
- Energia da vent (currents da l’atmosfera)
- Forza idraulica, inclusiv
  - Fluss e refluss
  - Forza da las undas
  - Current da la mar
- Geotermia
Energia nucleara (fissiun nucleara e fusiun nucleara)

Unitads

Sper l’unitad joule èn, tut tenor champ d’applicaziun, er anc en diever autras unitads d’energia. Las unitads secunda watt (Ws) e newtonmeter (Nm) èn identicas cun il joule.

L’electronvolt (eV) vegn duvrà en la fisica atomara, la fisica nucleara e la fisica da las particlas elementaras per inditgar energias da particlas e nivels d’energia.

En uras kilowatt (kWh) mesiran ins en rom dal provediment d’energia la quantitad d’energia che vegn furnida als clients.

La caloria era pli baud en diever e vegn oz anc duvrada en la lingua da mintgadi sper l’unitad uffiziala joule per inditgar la valur calorica da mangiativas.

	Joule resp. secundas watt	Uras kilowatt	Electronvolts	Kilopondmeters	Calorias	Erg
1 kg·m²/s²	0 1	0 2,778 · 10⁻⁷	0 6,242 · 10¹⁸	0 0,102	0 0,239	0 10⁷
1 kW·h	0 3,6 · 10⁶	0 1	0 2,25 · 10²⁵	0 3,667 · 10⁵	0 8,60 · 10⁵	0 3,6 · 10¹³
1 eV	0 1,602 · 10⁻¹⁹	0 4,45 · 10⁻²⁶	0 1	0 1,63 · 10⁻²⁰	0 3,83 · 10⁻²⁰	0 1,602 · 10⁻¹²
1 kp·m	0 9,80665	0 2,72 · 10⁻⁶	0 6,13 · 10¹⁹	0 1	0 2,34	0 9,80665 · 10⁷
1 cal_IT	0 4,1868	0 1,163 · 10⁻⁶	0 2,611 · 10¹⁹	0 0,427	0 1	0 4,1868 · 10⁷
1 g·cm²/s²	0 10⁻⁷	0 2,778 · 10⁻¹⁴	0 6,242 · 10¹¹	0 1,02 · 10⁻⁸	0 2,39 · 10⁻⁸	0 1

Urdens da grondezza

Energia è ina grondezza che po er cuntanscher en la vita da mintgadi, tut tenor l’urden da grondezza entaifer la quala ella vegn applitgada, differentas valurs. Qua intgins exempels:

1 J = 1 Ws = 1 Nm: Energia potenziala che vegn arcunada en ina tavla da tschigulatta (ca. 100 g) cun auzar quella per 1 meter.

3,6·10 ⁶ J = 3600 kJ = 3600 kWs = 1 kWh: Unitad da rendaquint per energia electrica, gas etc. Ina chasa privata en l’Europa consumescha per onn ca. ca. 2000–4000 kWh energia electrica.

2,9·10 ⁷ J = 8,141 kWh = 1 kg equivalent da charvun: L’equivalent da charvun da crap è la quantitad d’energia che vegn transfurmada cun brischar 1 kg charvun da crap. Igl è quai ina mesira frequenta per inditgar quantitads d’energia primara. Il 1998 ha la svieuta mundiala d’energia primara per exempel muntà a 14,1 Gt equivalent da charvun = 390·10 ¹⁸ J.

1 eV = 1,602 176 565(35) · 10 ⁻¹⁹ J: Da l’unitad volt d’electron vegn tranter auter fatg diever en la fisica da corps solids, en la fisica nucleara ed en la fisica da particlas elementaras. In foton da glisch violetta ha in’energia da ca. 3 eV, in da glisch cotschna da ca. 1,75 eV.

1 kg massa ≙ 8,99 · 10 ¹⁶ J: (89 875 517 873 681 764 J) tenor la relaziun dad Einstein: E = mc ².

Annotaziuns

↑ Ingo Hensing, Wolfgang Pfaffenberger, Wolfgang Ströbele: Energiewirtschaft: Einführung in Theorie und Politik. Walter de Gruyter 1998.
↑ Rudolf Eisler: Wörterbuch der philosophischen Begriffe (1904) online.
↑ Leibniz: Brevis demonstratio erroris memorabilis Cartesii, Acta Eruditorum 1686.
↑ Essai sur les machines en général, 1783, 2. ed. 1803 sut il titel Principes fondamentaux de l´equilibre et du mouvement.
↑ Infurmaziuns tenor Hans Joachim Störig: Kleine Weltgeschichte der Wissenschaft 2, Fischer Taschenbuch, Hamburg 1982, ISBN 3-596-26399-9.

Litteratura

Jennifer Coopersmith: Energy – the subtle concept. Oxford University Press, 2010, ISBN 0-19-954650-9.
Max Jammer: Energy. En: Donald M. Borchert (ed.): Encyclopedia of Philosophy. Tom 3. Thomson Gale, 2005, p. 225–234.
Marc Lange: Energy (Addendum). En: Donald M. Borchert (ed.): Encyclopedia of Philosophy. Tom 3. Thomson Gale, 2005, p. 234–237.
Yehuda Elkana: Discovery of the conservation of Energy. Harvard University Press 1974.
István Szabó: Geschichte der mechanischen Prinzipien. Birkhäuser 1979.
Martin Buchholz: Energie – Wie verschwendet man etwas, das nicht weniger werden kann? Heidelberg, Berlin: Springer, ISBN 978-3662497418.

Colliaziuns

Commons: Energia – Collecziun da maletgs, videos e datotecas d'audio

Energie, sin: weltderphysik.de, consultà ils 13 da schaner 2017.

[1] Ingo Hensing, Wolfgang Pfaffenberger, Wolfgang Ströbele: Energiewirtschaft: Einführung in Theorie und Politik. Walter de Gruyter 1998.

[2] Rudolf Eisler: Wörterbuch der philosophischen Begriffe (1904) online.

[3] Leibniz: Brevis demonstratio erroris memorabilis Cartesii, Acta Eruditorum 1686.

[4] Essai sur les machines en général, 1783, 2. ed. 1803 sut il titel Principes fondamentaux de l´equilibre et du mouvement.

[Stoerig-5] Infurmaziuns tenor Hans Joachim Störig: Kleine Weltgeschichte der Wissenschaft 2, Fischer Taschenbuch, Hamburg 1982, ISBN 3-596-26399-9.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]