0.1 Energi i olika former

0.1 Energi i olika former

Skriv ut
Innehållsförteckning

    0.1.1 Vad betyder energi?

    Ordet energi betyder arbete och kommer från det grekiska språket.

    Figur 2.

    0.1.2 Var finns energi?

    Energi är svår att beskriva eftersom den inte syns. En skiftnyckel däremot är lätt att beskriva; den kan man se och ta på. Energi finns dock i flera olika former som till exempel:

    • Elektrisk energi som kan tas ut från elnätet
    • Kemisk energi i form av olja, bensin, gasol, ved et cetera.
    • Mekanisk energi, till exempel en roterande axel på en elmotor
    • Värme i varmvatten, i varma stålämnen, i varma avgaser et cetera.
    • Lägesenergi, när något befinner sig högre än omgivningen, till exempel vatten i dammen ovanför ett vattenkraftverk
    • Rörelseenergi, hos en massa som rör sig, till exempel en bil eller strömmande vatten

     

    En skiftnyckel kan innehålla flera av de ovan angivna energiformerna. Om den är varmare än omgivningen har den en viss värmeenergi, om den ligger på ett bord har den lägesenergi ty energi frigörs om den faller till golvet. Den har rörelseenergi om den kastas iväg.

    0.1.3 Viktigt om energi – generellt

    Det finns några viktiga sanningar om energi:
    1. Energin kan inte förstöras – bara omvandlas
    2. All energi omvandlas förr eller senare till värme
    3. Värme går av sig själv från en högre till en lägre temperatur, det vill säga från ”varmt” till ”kallt”

    0.1.4 Effekt och energi?

    Effekt och energi är två begrepp som brukar vara svåra att skilja på. Kort kan man säga att effekt anger ”energi per tidsenhet”. Sambandet som gäller är:

    flöde x tid = volym (jämför med: effekt x tid = energi)

    Jämför med fallet att man fyller en hink med vatten. Vattenflödet genom slangen i liter per sekund (l/s) motsvarar då effekten, och antalet liter vatten i hinken, det vill säga vattenvolymen, motsvarar energin. (Sorterna är: l/s · s = l)

     

    Figur 3.

    0.1.5 Hur mäts effekt och energi?

    Det finns många olika sorter som kan användas för att ange effekt och energi. De vanligaste grundenheterna för energi är joule, J, som är detsamma som watt-sekund, Ws. Dessa enheter är dock mycket små och därför används enheter som är mycket större.

    Kilojoule, kJ, eller kilowattsekund, kWs, är 1000 ggr större än grundenheterna. Megajoule, MJ, är 1 000 000 ggr större än grundenheten.

    Elektrisk energi mäts i watt-timmar, Wh, (timmar förkortas med h som kommer från engelskans hour). En timme är ju 3600 sekunder, och därför är 1 Wh = 3600 Ws. En 1000 ggr större enhet är kilowatt-timme, kWh, och en enhet som är 1 000 000 ggr större är megawatt-timme, MWh.

    Enheten kWh används ofta även för andra energislag än el, eftersom det i många fall är praktiskt att räkna i kWh.

    Exempel:

    En elmotor på 50 kW som är i drift under 10 h använder energin 500 kWh, vilket är detsamma som 0,5 MWh.

    0.1.6 Det är skillnad på el och värme

    Elenergi är den mest användbara energiformen. El kan till exempel användas för belysning, för att driva elmotorer och för att värma till höga och låga temperaturer. Kemisk energi och värme kan till exempel inte direkt användas för normal belysning inom industrin.

    0.1.7 Några exempel

    Effekter och energier är inte alls lika påtagliga som till exempel ett ton stål. Några enkla exempel kan därför vara till hjälp för att få en uppfattning om energimängder i saker man ser vid en ugn.

    Vid förbränning frigörs följande värmemängder:

    1 kg olja ger cirka 41 MJ eller 11,4 kWh
    1 kg gasol ger cirka 46 MJ eller 12,8 kWh
    1 kg kol ger cirka 27 MJ eller 7,6 kWh

    Vid kylning till 20°C frigörs från 1 ton stålämnen vid 1100°C cirka 720 MJ värmeenergi.

    Som exempel kan även nämnas att en normal villa använder cirka 90 000 MJ (= 25 000 kWh) per år för uppvärmningen. En större värmningsugn kan göra av med denna energimängd på några få timmar!

    Även för effekter kan det vara bra med några exempel:

    • En spisplatta har en effekt på cirka 1 kW.
    • En villa drar cirka 10 kW värmeeffekt när det är kallt ute.
    • En större värmningsugn kan eldas med effekten 10 000 kW, och oljeförbrukningen uppgår då till cirka 1 kubikmeter per timme.

    0.2 Energiomvandlingar