|
|
Page:45
5 . 7 יחידות האנרגיה יחידת האנרגיה במערכת SI היא כזכור ג'אול , והיא שקולה לעבודה שעושה כוח בן ניוטון אחד הפועל לאורך מרחק של מטר אחד ( U = lN-m ) במערכת היחידות cgs ( סנטימטר גרם שנייה , ( יחידת הכוח מכונה דין 1 , dyne ) דין הוא הכוח הדרוש כדי להקנות למסה של 1 גרם , תאוצה של 1 סמ \ שנ 1 . ( ניוטון 10 = דין . יחידת האנרגיה בשיטת cgs מכונה ארג ( erg ) והיא שווה 1 די ^ ס"מ . 1 ג'אול 10 = ארג . אנו לא נשתמש ביחידות דין וארג , הן נזכרו כאן רק למקרה שתיתקל בהן בספרים ישנים . יחידות האנרגיה שבהן נשתמש מפעם לפעם בהמשך הקורס , מלבד הג'אול , הן קלוריה ( שאותה כבר היכרנו , ( קילווט שעה ( קוט"ש , ( שתוגדר בפרק הבא , ואלקטרון וולט ( א"ו , ( eV שתוגדר ביחידה . 5 בפיסיקה גרעינית משתמשים ביחידה בשם מא"ו ( MeV ) אשר שווה מיליון אלקטרון וולט . שלוש היחידות הללו , וכן הג'אול והקלוריה , מופיעות בטבלה . 5 . 1 קילווט שעה היא יחידה גדולה מאוד ומשתמשים בה כאשר עוסקים בכמויות גדולות של אנרגיה . זו היחידה שבה נמדדת צריכת החשמל הביתית . האלקטרון וולט היא יחידה קטנה מאוד ( יחסית לג'אול . ( היא נוחה לשימוש כשעוסקים באנרגיה של אטום או אלקטרון בודד . האנרגיה המשתחררת בתגובות כימיות היא מסדר גודל של מספר א"ו לכל מולקולה . בתגובות גרעיניות האנרגיות האופייניות הן פי מיליון יותר גדולות — מספר מא"ו לכל אטום . האנרגיה , הופכת את החוק הזה לאחד החוקים היסודיים ביותר של הפיסיקה . הפירוש המעשי של חוק שימור האנרגיה הוא , שאנרגיה יכולה להתגלגל מצורה אחת לאחרת בלי שכמותה תשתנה . נשאלת השאלה האם אפשר לנסח הגדרה כללית של האנרגיה , שתהיה תקפה עבור כל הצורות השונות של האנרגיה . התשובה היא שהגדרה כזו עלולה להיות לא מדויקת ולא תהיה בה תועלת רבה . בעבר נהגו להגדיר את האנרגיה כ"יכולת לעשות עבודה . " אולם הגדרה זו אינה מדויקת , משום שלא ניתן להפוך כל צורה של אנרגיה בשלמות לעבודה . את החום , למשל , אפשר להפוך לעבודה רק בתנאים מסוימים ) . אחרת יכולנו להפוך את החום שבמי האוקיינוסים לצורה אחרת של אנרגיה , כרצוננו , ולפתור את בעיית המחסור באנרגיה ( . היום מקובל להגדיר את האנרגיה כ"גודל פיסיקלי שיש לו צורות רבות , והוא יכול לעבור מצורה לצורה תוך שמירה על כמותו . " להגדרה כללית וסתמית זו יש לצרף את רשימת סוגי האנרגיה השונים : אנרגיה קינטית ואנרגיה פוטנציאלית , חום , אנרגיה כימית ואנרגיה חשמלית , אנרגיית קרינה , אנרגיה גרעינית , ועוד , ולהגדיר כל אחד מהם בנפרד . אפשר להשוות את האנרגיה לכסף . כאשר אומרים שהונו של מיליונר זה או אחר נאמד , נניח , בעשרים מיליון דולר , אין הכוונה שהוא נושא סכום זה בשטרות ובמטבעות , אלא שזהו ערך כל נכסיו . הנכסים יכולים לכלול מזומנים , חשבונות בנקים , מניות , נכסי דלא ניידי , זכיונות וכדומה . מכיוון שכל נכס מנכסיו הוא בר המרה לכסף , אפשר , ברגע מסוים , להתייחס אל כל נכסיו כאל כסף ולסכם את שוויים לסכום אחד . בדומה , אפשר לחשב את האנרגיה הכוללת של מערכת פיסיקלית ולסכם לשם כך צורות שונות של אנרגיה , כל עוד מקפידים להביע את כולן באותן יחידות .
|
|