Mechanická energie
Zdvihneme-li výšky kladivo, nebo rov
novážné polohy vychýlíme kyvadlo hodin,
nebo načerpáme-li vodu výše položené ná
drže, dáme jim schopnost pracovat fázi ná
vratu původní polohy.
teplárny, výtopny,
tepelné elektrárny
Cesty energie spotřebitelům.
100
% a
80 >z
2
a>
a>
60
|::g :
40
20
0
prim ární
zdroje
energie
I Ikonečná
spotřeba
užitečná
spotřeba
Zatímco ostatních energiíse konečne'spotřebědo
stává nás níž skutečně využijeme asi %,
u elektřiny důsledku nízké účinnosti tepelných elek
tráren primárníenergie energii sekundárnípro
měníjen prakticky pak využívámejen dvace
ti procent!
rafinerie
benzin, nafta
topné oleje
propan butan
Srážky urychlovačem bublinkové komory vstříknutých částic dávají fyzikům nahlédnout procesu
anihilace hmoty nejvyšších účinnostípřeměn energií. tepelných
čerpadel vás seznámí další kapitoly. Fyzik formuluje
tak, zdvižením tíhovém poli Země získá
vá každé těleso tzv.
Generátory alternátory mění me
chanickou energii hřídeli poháněcího stroje
v elektřinu vynikající účinností 98% je
jich jednotkové výkony přelomu století díky
použití supravodivého vinutí přesáhnou hrani
ci 2000 MW. jsou vlastně měniče me
chanické energie. Jen dvacet těchto pro
cesů však světová energetika „ve velkém“ nebo
v „malém“ běžně používá: jsou zvýrazněny
žlutým podtiskem. Pra
covní stroje, jeřáby, lisy, obráběcí stroje, čer
padla, kompresory aj.
Šachovnice
energetických
premen
Fyzikální, chemické jaderné procesy, kte
rými uskutečňují přeměny jednoho druhu
energie energii jinou, vyznačuje šachovnico
vá tabulka str. Spíše jako kuriozitu přírody pak chá
peme téměř stoprocentní účinnost přeměny me
chanické energie elektrickou, jak dokáží
tzv. přeměny 4,
5 Téměřjistou budoucnost mají pře
měny, které budou odehrávat termojader
ných reaktorech, jejichž vývoji pracuje
bezmála padesát let nebo 6). Známý
školní pokus kyvadlem názorně ukazuje, že
u dané soustavy těles součet potenciální
a kinetické energie nemění, jak popisuje
vzorec
W konst.
Uvolníme-li kyvadlo, stlačenou pružinu
nebo uzávěr vodou naplněné hráze, dají tě
lesa tekutiny pohybu. Stroje zařízení obvykle
musejí svých mechanismech měnit otáčky
a kroutící moment, což záležitostí mecha
nických, hydrostatických nebo hydrodynamic
kých pneumatických převodů, přenášejících
výkon poháněcího stroje (motoru) pracovní
nástroje mechanismy průměrnou účinnos
tí %.Ve stejném pořadíjsou pak nadepsány šes
ti sloupcům jako energie přeměny vystupují
cí. potenciální energii Wpot-
Ta může mít světě techniky jinou podobu,
např.převést nejjednodušeji nejpříznivější účin
ností energii spotřební. Patří sem energie elas
tická, jakou získá např.pot kin
Důležitost tohoto poznatku vzrostla, když
se prokázalo, platí nejen pro velká tělesa,
ale pro jejich nepatrné částice např. piezokrystaly 3). Jejich potenciální
energie před naším zrakem mění energii
pohybovou neboli kinetickou (Wkin). šesti řádcích jsou
postupně uvedeny základní formy energií, které
do přeměny vstupují (energie mechanická,
tepelná, elektrická, zářivá, chemická jader
ná). Účinnost větrných
motorů (větrných kol turbín) zaostala 20
až kdežto účinnost vodních turbín
se podařilo zlepšit obvyklých %.
Kinetické energie větru tekoucí vody vy
užívá lidstvo pradávna. Nej
méně dva procesy jsou dosud nepoznané: pře
měna jaderné energie chemickou obráceně
( 5).
teplo
s b
5 výfuk
prvotní
energie
100 %
spalovací
motor
35 %
65 prostředí
Vysvětlení záhady 160 účinnosti tepelného čerpadla. i6. stlačeného vzduchu nebo jiného média
pod určitým tlakem. místech, kde řádky sloupce protínají,
vzniká políček charakterizujících základní
typy přeměn energie. Mnohé zbývajících kom
binacíjsou zatím ověřovány při pokusech la
boratořích např.
Boj zlepšování účinnosti energetických
zařízení (elektráren, transformátorů, motorů,
spotřebičů všeho druhu) patří prvořadým
úkolům dnešní energetiky stejně tak jako sni
žování ztrátových přeměn při jejím přenosu
či transportu nosičů. pružina svým stlače
ním natažením. Prostým stlačením
vzniká jejich protilehlých ploškách elektric
ký potenciál, schopný konat práci, bohužel jen
„v malém“: vydájiskru piezoelektrickém za
palovači, nebo slaboučký elektrický signál
v krystalové přenosce gramofonu.
Nejvyšší, prakticky 100% účinnost pře
měny vykazují srážky částic antičástic (kos
mických nebo získaných urychlovačích), při
nichž částice zcela zanikají vzniká záření
(1 4).
S problémy některých přeměn možnostmi
zlepšeníjejich účinnosti prvý pohled kurióz
ním údajem 160 účinnosti tzv. mole
kuly, jejichž pohyb podstatou tepla. Tím
jsme poznali, kam vlastně „ztrácí“ energie
pohybujících těles vlivem tření nebo od
poru vzduchu: část přemění zrychle
ný tepelný pohyb molekul tělesa tedy for
mu tepla.
12
.
Na mechanické energii motorickém výkonu
stojí veškeré strojírenství mechanizace
