Energi

Har du fått slut på energi nån gång? Soppatorsk, noll procent batteri, orkar inte? Energi -- ibland märker man den inte förrän den är slut. Men vad är energi, egentligen? Energi kan vara en full tank med bensin.

Eller en utvilad kropp, efter en rejäl lunch. Eller att befinna sig på toppen av en backe. Vadå, att vara på en plats. Hur kan det vara energi? Ja, vad skulle annars farten komma från, när du rullar ner för en backe?

Rörelsen nerför backen är också en sorts energi. Tillräckligt med energi för att knuffa dig en bit uppför nästa backe! Märkte du vad som hände där? Energi i form av att vara ovanför en backe, omvandlades till energi i form av rörelse, som sen omvandlades tillbaka, till att vara energi ovanför en backe! Okej, energi kan vara olika saker.

Det kan vara bensin i en tank, eller mat i en mage. Det är två exempel på kemisk energi. Och det kan vara att befinna sig högt upp. Det är lägesenergi. Och det kan vara att rulla ner för en backe.

Det är exempel på rörelseenergi. Det finns ännu fler sorters energi. Värme, till exempel. Kärnenergi, som vi får från kärnkraftverk. Ljus är också energi, strålningsenergi.

Och ljud. Ljudvågor är en form av energi. Energi har en märkvärdig egenskap: den kan inte förstöras, och energi kan inte skapas. Energi kan bara omvandlas, från en form till en annan. När Philip knuffade upp sin moped för den första backen, omvandlades kemisk energi i Philips muskler till rörelsenergi.

Sen, när Philip kom upp till toppen, hade han omvandlat rörelsenergi till lägesenergi. Och när han rullade ner för backen, omvandlades lägesenergin tillbaka till rörelseenergi. Energi omvandlas till nya former i en kedja. Du kanske märkte att han inte kom riktigt lika högt upp i den andra backen, som där han startade ifrån, i den första? Lite energi läckte ut på vägen, i form av friktion, som blev till värme – spillvärme.

Såna här kedjor av energiomvandlingar finns överallt omkring dig. I ett kärnkraftverk omvandlas kärnenergi till elektrisk energi och lite spillvärme. Elenergin går genom ledningarna till en glödlampa, där den omvandlas till strålningsenergi och ganska mycket spillvärme. Någon annanstans blåser vinden på ett vindkraftverk. Rörelseenergi i vinden fångas som roterande rörelseenergi och lite spillvärme från friktionen i turbinen.

Den roterande rörelsen omvandlas till elektricitet i generatorn och lite spillvärme. Elektriciteten laddar ett batteri, och blir till kemisk energi och spillvärme. Batteriet ger elektrisk ström till en motor och lite spillvärme. Motorn omvandlar elen till rörelse. Och lite värme förstås och så vidare.

Varje pusselbit är en process som omvandlar energi. Någon form av energi kommer in, sen händer det nånting, och så kommer någon form av energi ut igen och så spiller vi lite på vägen. Om vi mäter hur mycket energi som går in i en sån här process, och jämför med hur mycket som kommer ut, så får vi ett mått på hur effektiv processen är. Den här formen av effektivitet kallar vi verkningsgrad. Ju mer energi en process spiller, desto lägre verkningsgrad.

Vi kan mäta verkningsgrad i en enskild process, eller över en hel kedja, så här. En del sätt att generera elektricitet, har hög verkningsgrad. Ett vattenkraftverk, till exempel, omvandlar mer än 90 % av rörelseenergin i vattnet till elektricitet. Ett kolkraftverk däremot, kommer sällan upp i mer än en tredjedel. Det där beror på att värme är en väldigt oordnad form av energi.

Partiklar far omkring, och vibrerar, huller om buller, åt alla håll. Elektrisk energi, och vatten i en damm, är mer ordnade former av energi. Elektronerna och vattenmolekylerna åker åt samma håll samtidigt. Och det är ju alltid lättare att gå från ordning till oording, än från oording till ordning. Två viktiga saker: Energi kan inte förstöras eller skapas, bara omvandlas, och det är lättare gå från en välordnad form av energi till en oordnad, än tvärtom.