Vad är energi?
Transcript of Vad är energi?
Energi – etymologiFrom Middle French énergie (16c.),
from Late Latin energia,
from Greek energeia "activity, action, operation,"
from energos "active
Energi – många olika betydelser i olika
sammanhang
Prins Daniel Fellowship
Förmåga att orsaka
en förändring
Fysik:
Förmåga att utföra arbete
Kemi:
Växelverkan mellan ämnen
bestämmer hastigheten på
reaktioner
Biologi:
Grunden för alla
livsprocesser
Samhällskunskap:
Orsak till diskussion och
debatt. Systemaspekter.
Förmåga att orsaka en förändring =
förmåga att utföra arbete
Energi förbrukas inte av arbetet utan
omvandlas mellan olika energiformer
Energiformer:
rörelseenergi, lägesenergi,
värmeenergi, kemisk energi, ……
Prins Daniel Fellowship
1 kWh =
1 kilowatt under
1 timme.
Måttenheter för Energi(SI systemet)
Energimängd anges i Joule (J)
Effekt = Energiförbrukning eller
energiproduktion per tidsenhet
Effekt mäts i W = J/s
Energi = effekt x tid
Energimängd mäts i Ws- eller i Wh
(eller kWh, MWh, GWh, TWh
beroende på storheten i systemet) .
1 kWh = 1000 Wh
1 MWh = 1000 kWh
1 GWh = 1000 MWh
1 TWh = 1000 GWh
1 PWh = 1000TWh =
1015 Wh
Total energiförbrukning
2013
Världen: 153 000 TWh
USA ca: 25 000 TWh
Sverige ca: 600 TWh
1 villa: 20 000-40
000kWh
Prins Daniel Fellowship
Vad får man för en KWh?(Ca: 1.00 - 1.50 kr)
Glödlampa 40 W – 25 tim
Lågenergilampa 11 W – 91 tim
Dammsugare 1000 W – 1 tim
Skrivare standby 40 W – 100 tim
Kaffebryggare 800 W – 1,25 tim
Äldre TV i drift 140 W – 7,14 tim
LCD TV 42” i drift 215 W – 5 tim
Äldre TV standby 10 W – 100 tim
LCD TV standby 1 W – 1000 tim
Infravärme 2000 W – 30 min
Prins Daniel Fellowship
Termodynamik är
läran om energi
Det finns två termodynamiska
huvudsatser som kan vara bra
att känna till.
1. Energiprincipen
som säger att energi
inte kan skapas och
heller inte förstöras.
2. Entropiprincipen
som säger att energins
kvalitet minskar varje
gång en energi-
omvandling sker.
Prins Daniel Fellowship
ENERGIBÄRARE (Exempel)
Bränslen (fasta, vätska, gas)
Elektricitet
Strålning (Solljus, IR)
Kärnbränsle
Prins Daniel Fellowship
”Ofta blandas energi och
exergi ihop. Det kan leda
till att man drar fel slut-
satser och ur effektivitets-
synpunkt väljer mindre
lämpade energikällor till
olika ändamål.”
Exergi är ordnad
rörelse, eller förmåga
till arbete
Sett ur exergiperspektiv gäller:
ju fler användningsområden – desto
värdefullare energiform.
Prins Daniel Fellowship
Energi användbar
för människan −
med allt mer
förfinad teknik
Från att dra nytta av
värmen från solens energi
och elda med ved
till att fånga energin i
vindens och vattnets
rörelse
Prins Daniel Fellowship
Ånga öppnar vägen
till den industriella
revolutionen
Även metoderna för hur vi
drar nytta av värmen i
vattenånga har förfinats
över tiden
Prins Daniel Fellowship
SOLEN(strålning)
Källan till mycket av den energi vi
nyttjar idag, men än utnyttjar vi
bara en bråkdel av dess totala
kapacitet
Voltaire’s dr Pangloss har rätt:
Vi lever i en värld som är nästan bäst av alla
möjliga världar
Bränslen: Vätgas, metan, bensin, biomassa, stärkelse (glukos), fett (djur)
Förbränning = kemisk reaktion:Kräver närvaro av en “oxidant” = elektronmottagare
Vad händer: Man bryter sönder kemiska bindningar i bränslemolekylen och i
oxidantmolekylen och skapar nya bindningar mellan atomerna
genom elektron överföring. De nya molekyler som skapas har
lägre energiinnehåll än ursprungsmolekylerna. Den frigjorda energin används
för arbete.
Krävs:elektronöverföring från bränslemolekylen till “oxidanten =
elektronmottagaren”=O2, F2, ……
Bäst och näst bäst av alla världar
Näst bäst av alla världar
Vätgas
H2 +1
2O2 Þ H2O+34kcal / gr
Metan
CH4 + 2O2 Þ CO2 + 2H2O+13.3kcal / gr
Benzin :
C8H18 +121
2O2 Þ 8CO2 + 9H2O+11,5kcal / gr
Glukos:
C6H12O6 + 26O2 Þ18CO2 +18H2O+ 9,5kcal / gr
Fett (djur ) :
C18H36O2 + 6O2 Þ 6CO2 + 6H2O+3, 7kcal / gr
Bäst av alla världar
H2 + F2 Þ 2HF + 64kcal / gr
CH4 + 4F2 Þ CF4 + 4HF + 25kcal / gr
Prins Daniel Fellowship
Innehållet i denna presentation
har sitt ursprung i boken Energi
– Möjligheter och dilemman.
Boken finns att ladda ned via
projektets hemsida
www.iva.se/energiboken
Prins Daniel Fellowship
UPPHOVSRÄTT
Innehållet i denna presentation är framtagen inom ramen för projektet Vetenskap &
Vardag – Aspekter på energi som drivs av IVA och KVA i samverkan.
Presentationen baseras på innehållet i boken Energi – Möjligheter & Dilemman
med ambitionen att öka kunskaperna och intresset för energifrågor.
Denna presentation är fri att använda i sin helhet. Det är dock inte tillåtet att
kopiera hela eller delar av bilder i denna presentation för att använda dessa ur sitt
sammanhang utan att ange källan och hänvisa till presentationen i sin helhet. Det
är heller inte tillåtet att ändra presentationens innehåll utan att projektägarnas
medgivande.
För mer information om projektet se www.iva.se/energiboken