i
i
“4-3-Strnad-naslov” — 2009/3/27 — 9:40 — page 1 — #1 i
i
i
i
i
i
List za mlade matematike, fizike, astronome in računalnikarje
ISSN 0351-6652
Letnik 4 (1976/1977)
Številka 3
Strani 145–149
Janez Strnad:
KAJ JE ENERGIJA?
Ključne besede: fizika.
Elektronska verzija: http://www.presek.si/4/4-3-Strnad.pdf
c© 1977 Društvo matematikov, fizikov in astronomov Slovenije
c© 2009 DMFA – založništvo
Vse pravice pridržane. Razmnoževanje ali reproduciranje celote ali
posameznih delov brez poprejšnjega dovoljenja založnika ni dovo-
ljeno.
FIZIKA
KAJ JE ENERG IJA?
ICWI
Pri pou č evanju in pri u čenju fiz ike ne kaže postav lj a t i v
osp r ed j e de fin icij . Mn og o bo l j kot ob defin i cijah si prido biva -
mo znan j e in r azu mevanje ob op iso vanj u po ja vo v i n upor ab i zako -
nov. Pogos to ka te re ga izm ed pojmov tud i ni m og oče def i nir a t i ,
ne da bi hkrati de fini rali dru ge. Pojmi v fizi ki s o kot voz li v
mreži : vsak vozel je pove zan z v e čjim št ev i l om drug ih. Niso kot
voz l i na ra vni vrv i c i , na ka t e r i j e pr ed vsakim voz lom eden in
za njim ede n.
V č asi h ' pa se znajde f i z i k v po ložaju , ko se ne mor e izog ni t i
def i nic i j i . Do teg a prid e na primer pr i s est a vl j anj u s l ova r j ev
in l e ks i kon ov . Pri s ploš ni h s lo va r j i h in le ks ikon i h oprav ijo
de l o navadn o t udi pri f i zi ka lnih poj mih nefiz ik i - z ve čj o a l i
manjšo sre č o ( 51 . 1) . Pr i s t r okovnem le ks i konu pa č a k a ce lo i z -
kuš enega fi zi ka ve l iko t ež av. Dodatna t ežava i zvi r a š e i z zah -
t eve po j edrn a t os ti de fin i cij e. Vse kaže , da mor amo bi ti s slo -
varji in l e ksi koni zad ovo l j ni že, č e da j o pr avi vt i s in če v
S l.1 "Energija" v slovaxi u tu jk" F. Verbin c a (Canka r jeva z a lož ba, Lju b lj an a
196 8), s t r . 184 (a ) in v Leksikonu Cankar jeve založbe ( Lju b l j a na 1973 ) ,
str . 229 ( b} ,
145
njih ni pr eof i t ni h l aži . Tr dit ve, ki ne zajemajo pod robn osti
a l i niso popoln oma s pl ošn e i n ka j zam olfij o, pa so sk ora j nei z -
be žne .
Ta ke mis li s o me obhaja le , ko sem pregledova l rokopi s prevo -
da malega f iz ika lnega lek sikona založbe Herder , ki ga namerava
i zda ti Cankarj eva založba . Tedaj - zarad i naštet ih težav s em
del a l s pr ecej šnjim odpo ro m - mi je š i nila v glavo ne ka mise l .
Ali ne bi bil o pouf no za uf en ce in dijake, ki jim je leksiko n
namenje n, fe bi j i m podrobneje razf lenil ka t e r o od definicij?
Tako bi se bolje se z na ni l i s ti s tim pojmom, pog ledal i v oz adj e
defini cije in spozn al i, f emu l ah ko sl užijo l e ks i koni in kak šne
mej e so j i m postav lj ene .
Kar samo od s eb e se je vsi l il o gesl o " e n e r gija~ To je eden
od na jpomembnej ših pojmov v fizi ki; nek ater ih ni strah nap is a-
ti, da je na j pomembnej š i. V novi izdaji ameriške ga srednje šo l-
skega uf beni ka PSSC (Physi ca l Sc i ence Stu dy Comm ittee), kate re-
ga pr va i zd a j a je zna na pr i nas po sr bsko hrvaške m pr ev odu, t e fe
ene rgija kot rde f a nit od zafetka do konca.
V or igi na l u He r der j evega leks iko na (S l .2) energ ija ni posre-
feno r azl ož ena . Tr di t ev , da je energija zmožnost za opra vlja nje
dela a li za loga de la, mo č no zavaja, feprav jo srefamo tud i dr u-
gje . Ce bi držala, danes š e ne bi bi lo skrbi o pomanjkanju ener-
gije v pr i hod nosti . R.L. Le hr ma n je v čla nku En e r g i j a ni zmol -
51.2 "Energ i j a" v Herderj evem l ek si konu Fizika (s koraj dobe sed en pr evod iz
nem ščine). Pu š č ice (kazalke ) opoza rja j o , da j e v re dno poi skati v Jeksi -
konu ustrezna ge sl a za doda t na pojasnil a.
146
nost za opravljanje de l a * ne kolik o zaj edljivo ugoto vil, da bi
na kr atko smeli energijo definirati l e kot zmožnost za oddaja -
nje toplote . Dvomim, da bi bi l kdo za r es zadovoljen s to defi -
nicijo.
Posku simo s estavi t i de f i nic i j o, ki ne bo za vajala , ne bo na-
pa čna in ne bo predolg a (Sl .3) . Po f ormalni logiki naj vsebuj e
defini cija nadrejen i poj em i n zna č iln osti, po katerih s e naš
pojem razločuje od dru gih pojmov sv oje vrst e. Energija je fizi -
kalna količina mirn o la hko pristavi mo ena od najpomemb -
nejših . Zanj o j e zna čil n o , da na stop a v energijskem zakonu , ki
je tudi ed en najimenit nej ši h za konov . Toda to je ne op redeljuje
do volj.
Pomudimo se ob e nerg i js kem zak onu , ki daje en ergiji njeno
velja vo. Pr eden upora bimo t a za kon , se moramo dogovorlti, kaj
bomo š t e l i k sistemu. Tak o pravim o t ele su ali s kupi ni teles , za
kater a se zanim am o . Vsa dru ga tele s a š t e j e mo k oko lici . Energi -
ja s i s t ema j e skupn a ene r gija vseh te les v s i s t emu. Sistem lah-
ko i zmenj uje en ergijo z okolic o : lah ko prejme energijo iz oko-
li ce in se mu ene r g i ja pov e ča , lahko pa energi jo okol i c i odda
in se mu energija zm anj ša .
Sis t em izmenja ener~ijo z okol ic o kot delo, kot toploto ali
kot delo in to plot o . Toplotn o izoli ran sistem prejme delo , ko
zunanja sil a katerega izmed tel es iz okol i ce premakne telo v
s i s t emu v svoji smeri.
51.3 "Ener gi j a" v s l ovens k i izda ji Herderjeveg a l e ksikona Fizi ka
* R.L . Lehrm an , Energy is not the ability to do work, The Phys ics Teache r ,
11 (1) (1 973) 15.
147
ENERGIJSKI ZAKON
s prememba
pol ne
ene rg i j e
A
doved eno
de lo
+ Q
dovedena
topl o t a
( H Wk +
pol na k i n e tičn a
energi ja ene rgija
Wp +
potenc i -
a ln a
e ne rgi ja
Wn +
not ranj a
en erg ija
l' I )
TOPLOTNO IZOLIRAN SISTEM Q= O
Del o se porab i za
seg revanj e vode
Wn2!- Wn l = A
(vpe l java not ranj e
ene rg i je)
SISTEM , KI t1J NE DOVAJN'O DELA
A= O
Lonec vode na
kuhalniku
\~n2 - Wn1 Q
(vpe l j ava
top lote)
IZREK OOHRANI1VI ENERGIJE
SISTEM , KI t1J I ~E OOVAJPMO NE DELA NE TOPLOTE
Q = O, A= O
~ = WI
ali
51.4 Ene rg i j ~ k i zakon i n iz rek o o hr an i t vi e ne rg i je
Sis t em, na kater em zu na nje s i le ne op rav lJo de la , pa prejme
t opl oto, ko ga s pr a v i mo v s ti k s t opl ej šim tel e s om iz o ko l i ce .
Dos le j smo govo r i l i o poZni energiji sis t ema . To je vs o ta
148
nptdI~o rnerg.t#a {ma t e I 0  raradi gfbanls , '  Pot@w&a%ao e ~ r e . g f j o  
i m a  t e l o  zaradi svoje lege glede na drfrlljda t e l e s a ,  kf  dcfujajo 
nanj s ~ 5 1 0 ,  na prlmsr z gravitacljska s i l o  alf x elektrftno 
s f l a .  P e t t ~ S C ~ e k o  carsrgtdar* ima gladfna-kapljevinskeg~ telesa za- 
r b d i  pavrStnske napetosti. PFo~mcsmo ens~+y i$P  Ima promo te lo 
z a ~ a d t  sppnmembe oblfka. #orranfa enargCfe*** tma telo zar-adf 
srvcsjega stpnfa,  ki ga do1 oEajo t l ak ,  tamperatura, prostornf na,  
koncentracije sesteui n f n  morda, Se druge termod'lnami en@ sprwen- 
l jfuke. Lastno eraepp&&~ ima t c lo  zaradi svoje l a s t n s  mase.. . 
Y itbranem primeru obdrXimo v energijskem zaltoau (51,4) samo 
t i s t e  ob naStetih energfj. R i  se u tm primeru spremen4fo. V 
mehanlkl sa~tavljata polno energijo klnetitna In porenctalna e- 
nergt j s  ( p o l @ @  tega n i  f rmenjavanja toplote).  V tormodInarn4 k i  
j e  polna anergfda naradno k a r  enaka noQranJl energi j t .  Lartno 
energljo je  treba upoJtavat i  semo pti  j e d r s k i h  reakct$eh I n  re- 
akcPjah mad ornornimi de lc i . . .  
Posebna abl ika  anergfjskega zakona je Csrek o okrarrZtnt enur- 
ggjis. Vella za sistem, kf ne dobI Sz okollce nit1 dela n f t i  to- 
plote .  Polne energfda takega s i s t e n a  jb kcns tantna .  Energtjski 
rakon pove v e t  Lot t a  i z r e k .  Yendar j e  frrak zelo pornemban, ker 
terecno ragotavl ja,  d a  energije n i  msgcEe uitvari  ti i z  niE i n  
4t? ni  magace u n i h f t j .  Pravzaprav so prflli do nillcsna preko It- 
reka. I l o l i E i n 4  za katero velja t t r e k  u ohranitvf, Je J. Berao- 
u 1 1 i 1 71 7 grvlF; f menova? enorgCjo.