מהי אנרגיה? – סיכום

  • אנרגיה היא היכולת להפיק חום, או כל דבר שניתן להמירו לחום.
  • בכול פעם שממירים אנרגיה מחום לעבודה, מפסידים חלק מהיכולת לעשות עבודה.
  • אנרגיה היא גודל בעל ממדים של עבודה, הנשמר בכל התהליכים במערכת סגורה.
  • אנרגיה יכולה לעבור ממערכת אחת לשנייה, בצורות שונות, כגון: עבודה, חום, קרינה, וכו'.
  • אנרגיה של מערכת פיזיקלית נתונה, באה לידי ביטוי במצבים השונים בהם נמצאת המערכת ובמעברים ביניהם. כל מערכת יכולה לבצע אינטראקציה עם מערכות אחרות, וכתוצאה מכך לבצע איתן חילופי אנרגיה.

קיימת גם "הגדרה" המשתמשת במילה אנרגיה בתוכה. למרות זאת, מתברר כי באופן מעשי היא עוזרת לתלמידים להבין את משמעות המושג:

  • אנרגיה היא כל דבר שניתן להמירו לאחת מהצורות המוכרות של אנרגיה, בהתאם לחוק שימור האנרגיה.

למעשה, כדי ללמד כיצד להשתמש בחוק שימור האנרגיה בצורה נכונה, כבר בגיל צעיר (חטיבת ביניים), כדאי ללמד להשתמש בו כגורם מגביל:

ניתן להשתמש בו כדי להעריך אילו תהליכים לא יכולים להתרחש (כי הם סותרים את חוק שימור האנרגיה). לצורך כך, אין צורך להכיר את כל התהליכים המתרחשים ברמה של חישובים מדויקים, אלא לראות האם כמות האנרגיה הכוללת בתחילת התהליך אינה נמוכה מכמות האנרגיה בסופו, שאז התהליך לא יוכל להתרחש.

אנרגיה כפונקצית מצב (State Function)

בדוגמא של אנרגיה מכנית, כאשר מעלים גוף לגובה מסוים, מקנים לו אנרגיה פוטנציאלית כובדית, לעומת מצבו הקודם. אנרגיה זו אינה תלויה במסלול, או בשיטה בה ם העלינו את הגוף לגובה זה.

מכאן שאנרגיה היא פונקציה של גדלים המאפיינים את המערכת, וההפרש בין ערכי האנרגיה בין שני מצבים של המערכת, הוא בלתי תלוי במסלול המעבר. פונקציה מסוג זה נקראת פונקצית מצב.

אנרגיה היא פונקציית מצב, המגדירה מצב של מערכת גופים, המקיימים אינטראקציה ביניהם. היא מקיימת 2 תנאים:

שינוי בפונקצית המצב, אינו תלוי במסלול לאורכו מתקיים המעבר בין המצב ההתחלתי למצב הסופי, אלא רק בערכה במצבים אלו בלבד.
כאשר המערכת חוזרת למצבה ההתחלתי, השינוי בפונקצית המצב אפס.

לקריאה נוספת:

  • מאמר בעברית על הנושא: "אנרגיה ואנטרופיה", זכריה נצר, מדע כ', 4-5, עמודים 175-184, 1975.

 

לעמוד הקודם לחץ כאןלעמוד הבא לחץ כאן