ENERGIE A JEJÍ DRUHY

1.1 Charakteristika rozvíjené přírodovědné představy

Energie se neztrácí – může se však přeměňovat z jednoho druhu na jiný

Na to, aby se procesy nebo události mohly vůbec odehrát, potřebují energii. Energii nelze vyrobit ani zničit. Lze ji však různými způsoby přenést z jednoho tělesa na druhé. Některé druhy energie dokážeme snadno využít, např. elektrický proud. Jiné formy energie jsou pro nás méně užitečné. Sem patří např. část energie, která se uvolní při spalování fosilních paliv.

Předměty nebo materiály se využitím energie mohou různě měnit. Mohou se například pohybovat, lze je táhnout nebo posouvat. Lze je měnit ohřátím, jak to vidíme při vaření a tavení. Elektrický proud rozsvěcuje žárovky. Vítr roztáčí větrná kola.

Při všech těchto změnách se energie přenáší z jednoho předmětu na druhý. Paliva jako ropa, plyn, uhlí nebo dřevo představují zdroje energie. Některé zdroje energie můžeme využívat stále znovu a znovu, např. vítr, vlny, sluneční světlo, příliv a odliv. Jsou obnovitelné. Jiné zdroje energie, např. fosilní paliva, nejsou obnovitelné.

Přenos energie

V  předmětech se může energie ukládat. Umožňuje to například jejich chemické složení (paliva, baterie). Energie se však může ukládat také prostřednictvím pohybu, teploty či polohy.Pokud předmět zvedneme, můžeme do něj uložit energii. Když tento předmět pak pustíme a necháme ho spadnout, promění se v něm uložená energie na pohyb. Pokud jistý předmět zahřejeme, má více energie, než když je tentýž objekt studený. Teplý předmět ohřívá své okolí s chladnějšími předměty, až je teplota všech předmětů stejná. Rychlost, jakou se tak stane, závisí od druhu teplého objektu, a od materiálu, který předměty odděluje (vodiče tepla nebo tepelné izolanty). Uvnitř baterie jsou chemikálie, v nichž je uložena energie. Když baterii připojíme a začne jí proudit elektrický proud, tato energie se uvolní. Energie se tak přenáší na jiné součásti elektrického obvodu a do okolí. Energii lze přenášet různě: zářením, mechanickou silou, jako zvuk vzduchem či jako světlo ve vzduchu nebo vakuu.

Mnohé procesy a jevy – od růstu rostlin až po počasí – můžeme popsat jako výměnu energie. Přenos energie vede téměř vždy k jejímu šíření.Tento proces nelze obrátit a energii vznikající při pohybu částic, tedy teplo, nelze jen tak jednoduše znovu použít.

Energii nelze vytvořit nebo zničit. Pokud se energie přenáší z  jednoho předmětu na druhý, zůstává celkové množství energie ve vesmíru stejné. Množství energie, které jeden předmět ztratí, se přenese na jiné předměty. Když Slunce ohřívá Zemi, ztrácí Slunce postupně energii prostřednictvím záření. Masa atomů představuje druh uložené energie, kterou nazýváme i jaderná energie. Radioaktivní atomy tuto energii uvolňují, například ve formě tepla.

Spotřeba energie

Spotřeba energie celosvětově stoupá. Příčinou je jednak stále větší počet lidí na zemi, jednak moderní životní styl, který vyžaduje především elektrickou energii. Fosilní paliva, která se často používají v  elektrárnách a  generátorech, nejsou obnovitelná. Kromě toho jejich spalování přispívá ke globálnímu oteplování a klimatickým změnám. Proto je třeba hledat jiné formy tvorby elektrické energie, zároveň je však důležité snížit její spotřebu a efektivněji využívat tu energii, kterou máme k dispozici.

1.2 Navrhovaná úroveň rozvoje velké idey na 1. stupni základní školy

Žáci základních škol již dokáží pochopit následující část této velké myšlenky a získat s ní přímou zkušenost: Předměty či materiály se mohou různým způsobem měnit. Lze s  nimi pohybovat, například táhnout auto, kutálet míč či posouvat vozík. Ke změnám může vést i zahřátí.Z vody se vařením stává pára, ledové kostky tají na vodu. K těmto změnám dojde přísunem tepla. Elektrický proud rozsvěcuje žárovky. Vítr roztáčí větrná kola.

Při všech těchto změnách se energie přenáší z jednoho předmětu na jiný (z dítěte na auto, na míč nebo vozík, ze sporáku na vodu v hrnci). Paliva, např. ropa, plyn, uhlí nebo dřevo, představují zdroje energie. Některé zdroje energie můžeme využívat stále znovu a znovu, např. vítr, vlny, sluneční světlo, příliv a odliv. Jsou obnovitelné. Jiné zdroje energie, např. fosilní paliva, nejsou obnovitelné.