Uczeń, jak każdy człowiek, chce umieć coś zrobić samodzielnie Spisy zadań Rozwiązane zadania z fizyki szkolnej - gimnazjum i szkoły ponadgimnazjalne (licea i technika) 180. Energia wody

Woda w każdym zbiorniku ma objętość i rozmiary zależne od zbiornika i ilości wody.
Mimo to do rozwiązania wielu zagadnień możemy zastosować rozwiązania uzyskane w modelu punktu materialnego.

Energia potencjalna grawitacyjna i energia kinetyczna płynącej wody

Dynamika.

Energia.

Energia mechaniczna.

Energia kinetyczna.

Energia potencjalna.

Zadanie

Jak wykorzystać energię potencjalną wody?
Jaki jest mechanizm gromadzenia energii przez wodę?

Rozwiązanie

Woda płynąca, jak każde ciało znajdujące się w ruchu, ma energię kinetyczną.

Płynąca woda może wykonać pracę mechaniczną, np. poruszyć inne ciało. Woda stojąca może mieć energię wewnętrzną i energię potencjalną ciężkości.



Energia potencjalna ciężkości stojącej i płynącej wody może zamienić się w energię kinetyczną płynącej wody, jeśli woda będzie mogła rozprzestrzeniać się. Najprostszą sytuacją jest przypadek, gdy woda może płynąć wzdłuż stoku - w dół pod wpływem pola grawitacyjnego.

Oznacza to, że zatrzymanie wody przez zaporę (tamę) to jest gromadzenie masy i energii potencjalnej. Dopiero wprawienie jej w ruch daje możliwość wykorzystania zgromadzonej energii.

Całej energii potencjalnej (obliczonej względem podłoża) nie da się zamienić na energię użyteczną - wystąpi tarcie o dni, ścianki i tarcie wewnętrzne między cząsteczkami wody.

Jak wykorzystać energię potencjalną wody?
Jaki jest mechanizm gromadzenia energii przez wodę?





Skąd bierze energia potencjalna wody?

A dokładniej, jaki jest mechanizm przyrostu energii potencjalnej wody?
Kosztem jakiej energii następuje ten przyrost?

Wszystko to jest wynikiem ogrzewania Ziemi przez Słońce i energii przepływającej z wnętrza Ziemi.

Ogrzana woda paruje, ogrzane powietrze (z parą wodną) rozprzestrzenia się. Rozchodzenie się powietrza z parą wodna odbywa się we wszystkich dostępnych kierunkach, także do góry.

W wyższych miejscach para wodna ulega skropleniu i krzepnięciu, a potem następują opady atmosferyczne.

Woda z opadów atmosferycznych, która spadła na góry ma energię potencjalną ciężkości. Woda ta spływa z wyżej położonych terenów i zatrzymuje się na przeszkodach.



Przeszkoda może być naturalna lub sztuczna. Za sztuczną przeszkodą umieszczane są urządzenia porządkujące ruch wody i zamieniające ruch wody np. na ruch obrotowy turbin i generatorów elektrycznych.

180.10-2010.11.23