Yer yuzida hayot shakllarining rivojlanishi uchun energiya zarur. Fizikada u ish bajarish qobiliyati sifatida ta’riflanadi. Biz energiya tabiatda turli shakllarda mavjudligini bilamiz. Siz energiyaning issiqlik, elektr, kimyoviy, yadroviy va boshqa ko‘rinishlari haqida o‘rgangansiz. Ushbu maqolada energiyani boshqarib turuvchi qonunlar va tamoyillar bilan tanishamiz. Bu qonun energiyaning saqlanish qonuni deb ataladi.
Energiyaning saqlanish qonuni nima?
Energiyaning saqlanish qonuniga ko‘ra, energiya na yaratiladi, na yo‘q qilinadi. Biroq u bir ko‘rinishdan boshqa ko‘rinishga aylanishi mumkin. Agar energiyaning barcha turlarini hisobga olsak, izolyatsiyalangan tizimning umumiy energiyasi har doim o‘zgarmas bo‘lib qoladi. Energiya shakllarining barchasi energiyaning saqlanish qonuniga bo‘ysunadi. Qisqacha aytganda, energiyaning saqlanish qonuni quyidagini bildiradi:
Yopiq tizimda, ya’ni atrof-muhitdan izolyatsiyalangan tizimda, tizimning umumiy energiyasi saqlanadi.
Energiya aylanishiga misol
Shunday ekan, koinot kabi izolyatsiyalangan tizimda uning biror qismida energiya yo‘qolsa, koinotning boshqa bir qismida xuddi shuncha miqdorda energiya ortishi kerak. Garchi bu tamoyilni to‘liq isbotlab bo‘lmasa-da, energiyaning saqlanish qonuni buzilganiga oid birorta ham ma’lum misol yo‘q.
Istalgan tizimdagi energiya miqdori quyidagi tenglama bilan aniqlanadi:
UT = Ui + W + Q
- UT — tizimning umumiy energiyasi
- Ui — tizimning boshlang‘ich energiyasi
- Q — tizimga berilgan yoki undan chiqarib yuborilgan issiqlik
- W — tizim tomonidan bajarilgan yoki tizim ustida bajarilgan ish
Tizimning ichki energiyasidagi o‘zgarish quyidagi tenglama yordamida aniqlanadi:
ΔU = W + Q
Energiyaning saqlanish qonunining keltirib chiqarilishi
Yer sirtidagi potensial energiyani nol deb olaylik. Endi daraxtdan tushayotgan meva misolini ko‘rib chiqamiz.
Daraxtdagi yerdan ‘H’ balandlikda joylashgan A nuqtani olaylik. Bu nuqtada mevaning tezligi nolga teng, shu sababli bu yerda potensial energiya maksimal bo‘ladi.
E = mgH ———- (1)
Meva tushayotganda uning potensial energiyasi kamayadi, kinetik energiyasi esa ortadi.
Daraxtning pastki qismiga yaqin joylashgan B nuqtada meva gravitatsiya ta’sirida erkin tushmoqda va u yerdan X balandlikda joylashgan bo‘ladi; B nuqtaga yetganda u ma’lum tezlikka ega bo‘ladi. Demak, bu nuqtada unda ham kinetik, ham potensial energiya bo‘ladi.
E = K.E + P.E
P.E = mgX ——— (2)
Harakatning uchinchi tenglamasiga ko‘ra,
K.E=mg(H-X)——– (3)
(1), (2) va (3) dan foydalanib,
E = mg(H – X) + mgX
E = mg(H – X + X)
E = mgH
Xuddi shuningdek, daraxtning pastki qismidagi C nuqtadagi energiyani ko‘rsak, u ham mgH ga teng bo‘ladi. Ko‘rib turganimizdek, meva pastga tushayotganda potensial energiya kinetik energiyaga aylanmoqda. Demak, shunday bir nuqta bo‘lishi kerakki, unda kinetik energiya potensial energiyaga teng bo‘ladi. Faraz qilaylik, biz yer sathidan shu ‘x’ balandlikni topmoqchimiz. Ma’lumki, o‘sha nuqtada:
K.E = P.E
Jism yer sathidan X balandlikda bo‘lgani uchun,
P.E = mgX ——— (5)
(4) va (5) dan foydalanib, quyidagini olamiz,
H/2 yangi balandlik deb ataladi.
Energiyani tejash:
Energiyani tejash degani, oxir-oqibat butunlay tugab qoladigan resurslardan foydalanishni shunchaki cheklash degani emas. Tejashning eng to‘g‘ri yo‘li — cheklangan zaxiraga bo‘lgan talabni kamaytirish va shu zaxiraning o‘zini qayta tiklashiga imkon yaratishdir. Ko‘p hollarda buning eng yaxshi usuli — foydalanilayotgan energiyani muqobil energiya turi bilan almashtirishdir.
Energiyaning saqlanish qonuniga misollar:
Fizikada ko‘plab ixtirolar energiya bir ko‘rinishdan boshqasiga o‘tganda saqlanib qolishiga asoslanadi. Bir qator elektr va mexanik qurilmalar aynan energiyaning saqlanish qonuni asosida ishlaydi. Quyida bir nechta misollarni ko‘rib chiqamiz.
- Fonarda batareyalarning kimyoviy energiyasi elektr energiyasiga, u esa yorug‘lik va issiqlik energiyasiga aylanadi.
- Gidroelektr stansiyalarida suv balandlikdan turbinalarga oqib tushadi. Natijada turbinalar aylanadi va elektr energiyasi hosil bo‘ladi. Demak, suvning potensial energiyasi turbina kinetik energiyasiga, u esa keyinchalik elektr energiyasiga aylanadi.
- Dinamikda elektr energiyasi tovush energiyasiga aylanadi.
- Mikrofonda tovush energiyasi elektr energiyasiga aylanadi.
- Generatorda mexanik energiya elektr energiyasiga aylanadi.
- Yoqilg‘ilar yonganda kimyoviy energiya issiqlik va yorug‘lik energiyasiga aylanadi.
- Oziq-ovqatdagi kimyoviy energiya tanada parchalanganda issiqlik energiyasiga aylanadi va tanani iliq saqlash uchun ishlatiladi.
Ko‘p so‘raladigan savollar – FAQs
Q1
Energiya nima?
Energiya — ish bajarish qobiliyatidir.
Q2
Energiyaning saqlanish qonunini ayting.
Yopiq tizimda, ya’ni atrof-muhitdan izolyatsiyalangan tizimda, tizimning umumiy energiyasi saqlanadi.
Q3
Blok qiya tekislik bo‘ylab pastga sirg‘anganda energiyaning qaysi turlarini kuzatish mumkin?
Bu hodisada potensial energiya kinetik energiyaga aylanadi.
Q4
Potensial energiya kinetik energiyaga aylanishiga misol keltiring.
Dinamit portlaganda potensial energiya kinetik energiyaga aylanadi.
Q5
Energiya saqlanishini isbotlaydigan misol keltiring.
Harakatlanayotgan avtomobil potensial energiyaning kinetik energiyaga aylanishini ko‘rsatadi.
