VĚDECKÉ POZADÍ TÉMATU PRO UČITELE

Co je to vlastně energie? Podle definice je energie schopnost konat práci. A to různými způsoby, protože existuje více druhů energie. 

Kinetická energie

První formou energie je pohybová energie, které říkáme také kinetická. Kinetická energie je i v dopravních prostředcích, např. autech, motorkách nebo letadlech, které se pohybují, tedy které jedou jistou rychlostí. Pohybová energie může i  deformovat předměty. Stane se to například když má auto nehodu, nebo pokud do něčeho narazí. Tedy, když auto vrazí do jiného auta či do stromu. Auto se pak pokazí a poškozena je i kůra stromu. Pohybová energie tak vykoná práci, jejímž výsledkem je deformace předmětu.

Potenciální energie

Další formou energie je polohová nebo potenciální energie.Pojem potenciální energie zde můžeme dětem vysvětlit na následujícím příkladu. Když sedíme na kole na kopci, má kolo potenciální energii. Znamená to, že se na něm můžeme spustit dolů. Pokud cestou dolů nebudeme brzdit, půjde kolo stále rychleji, tedy bude zrychlovat. To je práce, kterou energie vykonává. Jisté těleso nebo jistý předmět má tedy potenciální energii tehdy, když může padat, resp. se pohybovat směrem dolů. Tuto formu energie využívají i vodní elektrárny. Hromadí vodu z řeky v přehradě. Čím je přehrada větší, tím více elektrické energie z ní lze vyrobit. Voda se kontrolovaně vypouští, v turbínách se z ní vyrábí energie.

Potenciální energie pružnosti

Další formou energie je potenciální energie pružnosti. Je obsažena například v pružinách, jaké jsou v  matracích nebo pohovkách. Napnutá pružina dokáže vystřelit nahoru kuličku. Takto se tento druh energie využívá v katapultech. Když kulička letí nahoru, mluvíme o zdvihové práci. Pružina totiž koná práci, když předává energii kuličce. Potenciální energie pružnosti pružiny se přitom mění na kinetickou energii kuličky.Kdykoliv se jisté těleso deformuje, ale snaží se vrátit ke svému původnímu tvaru, je v něm potenciální energie pružnosti.

Elektrická energie

Kromě mechanické energie existují ještě i jiné formy energie. Jednou z nich je elektrická energie. Tedy proud, který vidíme například jako světlo lampy. V elektrárnách se tepelná energie přeměňuje na elektrickou energii. Tato se pak elektrickým vedením přenáší do domácnosti. Elektrický proud má mnoho využití. Je to proto nejvšestrannější forma energie.

Elektrický proud lze vyrobit různými způsoby. Musí se přitom měnit jedna forma energie na druhou. Elektrický proud lze vyrobit následovně:

• z větru ve větrných elektrárnách,
• z vodní síly řek ve vodních elektrárnách,
• ze sluneční energie pomocí solárních a fotovoltaických panelů,
• při spalování uhlí,ropy či plynu vzniká teplo, které lze přeměnit na elektrický proud,
• i jaderná energie v jaderných elektrárnách tvoří při rozbíjení atomů teplo, které se pak přeměňuje na elektrický proud.

Magnetická energie

Kromě toho existuje i magnetická energie.Příkladem je podkovovitý magnet. Nosiči této formy energie jsou vždy magnety. Dokáží jiné předměty buď přitahovat nebo odpuzovat.

Tepelná energie

Jinou formou energie je tepelná energie. I  ona koná práci. Nosičem tepelné energie je například vodní pára, protože je velmi horká. Také teplo ze sopek lze využít pro tvorbu elektrické energie. Teplo ze Země lze využít k ohřevu vody, kterou se pak vytápí.

Energie záření

Forma energie, která je pro nás lidi zvlášť důležitá, je energie záření. Nosičem takovéto energie je sluneční světlo. Pokud si nedáme pozor, může být tato energie dokonce velmi nebezpečná. Vidíme to, když dostaneme úpal. A přece je tato energie pro život na Zemi nezbytná. Každou sekundu přeměňuje Slunce asi čtyři miliony tun vodíku na energii. Tu pak předává ve formě tepelné energie. Stačí osm minut, aby se sluneční záření dostalo ze Slunce na Zemi. Na Zemi se z něj však dostane jen malá část. A přece i tato malá část energie záření stačí, aby na naší planetě představovala základní podmínku života.Zásoba vodíku v Slunci vystačí ještě asi na pět milionů let. Energie záření je také v rentgenových paprscích u lékaře. Ty dokáží prosvítit lidské tělo.

Jaderná energie

Jaderná energie je energie, která je mezi částicemi v atomovém jádru. Nosičem jaderné energie jsou tedy atomy. Lze z nich vyrobit obrovské množství energie. Děje se to v jaderných elektrárnách.

Chemická energie

Poslední, ale velmi důležitou formu energie, představuje chemická energie. Chemickou energii dostává naše tělo přijímáním potravy a tekutin.Chemická energie se pak v těle mění na jiné formy energie, např. na tepelnou nebo kinetickou energii. Také při hoření ohně se chemická energie mění na tepelnou energii. Například při spalování ropy, plynu nebo dřeva se chemická energie, která je v nich uložena, mění na tepelnou energii.

Využívání sluneční energie rostlinami – fotosyntéza

Rostliny jsou vlastně malé elektrárny. V zelených listech rostlin se odehrává fotosyntéza. Přesněji řečeno, v zeleném barvivu listů, v chlorofylu. Žilky v listech zásobují chlorofyl vodou a  jejich povrch ho zásobuje CO₂. Pomocí slunečního světla jako energetického zdroje přeměňuje chlorofyl CO₂ a  vodu na cukr.Cukr dodává rostlině energii stejně jako nám lidem dodává chemickou energii potrava. Fotosyntéza tedy představuje jeden z  mála procesů, ve kterém se přirozeným způsobem přeměňuje (fyzikální) energie záření na chemickou energii, která zase tvoří základ naší výživy.A jako odpadní produkt vzniká ještě něco, co je pro nás lidi velice důležité – kyslík. Rostliny kyslík nepotřebují, takže ho předávají do vzduchu. Právě rostlinám tedy vděčíme za kyslík ve vzduchu, bez kterého bychom se my, lidé, ani zvířata neobešli.To znamená, že bychom se neobešli bez rostlin. Vždyť rostliny plní ještě další velmi důležitou roli – zbavují nás CO 2 . Tepelnými elektrárnami, dopravními prostředky i letadly tvoří lidé stále více CO 2 , který se dostává do vzduchu. Je ho mnohem více, než je pro naši planetu zdravé. Proto bychom si měli cenit každičký strom a raději vysazovat další, ne kácet pralesy.