Energi omdannes og overføres

Mobilbatteriet inneholder lagret energi, altså stillingsenergi, men det skjer ikke noe før du slår på mobilen. For at skjermen skal fungere, må den elektriske energien i batteriet omdannes til strålings energi. Hvis du har en ball liggende på bakken, så skjer det heller ikke noe – du må bruke litt energi for å løfte ballen og slippe den.

Ting skjer altså ikke bare av seg selv – det må bli overført energi fra et sted. Mobilskjermen får energi fra batteriet, og du bruker energien i musklene dine til å løfte ballen og gi den stillingsenergi. Men hvor kommer energien i mobilbatteriet fra? Og hva med energien i musklene? Vi kan bruke energikjeder til å svare på dette.

Energikjeder – energi i mange ledd Figuren nedenfor viser veien energien har tatt før den havner i basketballen. For å kaste ballen må du bruke muskler. Musklene får energi fra glukose gjennom celleånding i muskelcellene. Glukosen stammer fra maten du har spist, for eksempel brødskiver til frokost. Kornet tar opp energi fra sollyset i fotosyntesen, og denne energien blir lagret som kjemisk energi i glukosen. Energien kommer altså opprinnelig fra sola; strålingsenergi fra sola blir omdannet til kjemisk energi i kornet i fotosyntesen og ender som bevegelsesenergi i basketballen. Vurderingseksemplar Når vi følger energien bakover i flere ledd slik som dette, sier vi at vi har en energikjede. De fleste energikjeder starter med sola, den viktigste energikilden på jorda. Du skal få lære mer om energikilder senere. Tegn og forklar – energikjede Hvor kommer energien i mobilbatteriet fra? Tegn en energikjede som starter med sola og slutter med lyset fra mobilskjermen din. Hvilke ledd må energien innom?

Varme og stråling er overføring av energi

Energi kan overføres som varme. Når du holder rundt en kopp varm kakao, kjenner du at det strømmer varme fra koppen til hendene dine. I dagligtale kaller vi ofte høy temperatur for varme, og vi sier at noe er varmt. I naturfag har varme en bestemt betydning. Varme er energi som overføres fra et sted med høyere temperatur til et sted med lavere temperatur, helt til temperaturen har jevnet seg ut. Varme er derfor ofte knyttet til temperatur forandringer.

Også stråling overfører energi. I kjerne reaksjonene i solas indre blir stillingsenergi i atomkjernene omdannet til stråling – for eksempel lys og varmestråling – som beveger seg gjennom det tomme verdensrommet og treffer jorda. Strålingsenergien fra sola er opphav til nesten all energi på jorda.

Finn ut mer – varme Her skal du se litt på hvordan varme overfører energi. Bruk ord som varme, energi og overføring når du svarer på spørsmålene.

Hell varmt vann i en kopp eller liknende, men vær forsiktig så du ikke brenner deg.

1 Hvorfor blir selve koppen varm, tror du? 2 Hvorfor vil du brenne deg om du stikker fingeren i vannet? 3 Hvor langt unna kan du holde hånden over koppen og ennå kjenne varmen? 4 Hva med fra siden? 5 La koppen stå på pulten din ut timen. Hva har skjedd med temperaturen? 6 Hvilken temperatur tror du vannet får til slutt? Hvorfor er det slik?

Vurderingseksemplar

Krefter omdanner og overfører energi

Når du løfter en ball opp fra gulvet og gir den stillingsenergi, bruker du krefter. Og når du slipper ballen, er det tyngdekraften som trekker ballen ned mot gulvet igjen slik at energien går over til bevegelsesenergi. Når en kraft får en gjenstand til å bevege seg eller forandre form, skjer det en omdanning eller overføring av energi.

Hvis du slipper en basketball, vil den sprette noen ganger og til slutt ligge i ro. Når du sitter på en huske uten å ta i mer fart, blir utslaget til hver side stadig mindre, og til slutt er du helt i ro. Hvorfor skjer det? Forsvinner energien?

Kanskje har du en huske i nærheten som du kan teste? Når du svinger fram og tilbake, kjenner du litt vind i ansiktet, og det blafrer i klærne. Når du beveger deg gjennom luft, er det litt motstand fra lufta. Det er en liten kraft som bremser bevegelsen, og det betyr at noe energi blir omdannet til en annen form. I tillegg er det litt motstand i festet på huska der tauet glir mot bjelken, som også er med på å bremse bevegelsen. Kanskje knirker det litt i taufestet også? Disse motstandskreftene omdanner noe av den opprinnelige energien til varme og lyd. Vi kaller slike motstandskrefter for friksjon.

Reflekter 1 Hvilke motstandskrefter vil virke på basketballen som faller og treffer bakken? 2 Hva blir energien omdannet til? 3 Kan du tenke deg andre situasjoner der vi opplever friksjon?

Finn ut mer – friksjon Gni hendene dine raskt mot hverandre i ti sekunder. Hva kjenner du? Hva hører du? Hva tror du skjer med energien?

Vurderingseksemplar

Energibevaring og energikvalitet

Friksjon fører alltid til en økning i termisk energi og dermed i temperatur. Det betyr at så lenge det er friksjon ved energioverføringer, så vil noe av energien bli overført til omgivelsene som varme. I tillegg vil ofte friksjon føre til vibrering i et stoff, som igjen blir overført til omgivelsene som lyd – for eksempel når det hviner i bremsene. Det betyr at noe av energien blir omdannet til energi som ikke er nyttig lenger. Vi sier at den har lav kvalitet.

Vi kan oppsummere det viktigste om omdanning og overføring av energi i to setninger:

1 Energi kan ikke oppstå eller forsvinne, bare omdannes fra en form til en annen eller overføres mellom gjenstander. 2 Når energi blir omdannet eller overført, vil alltid noe av energien også bli omdannet til en energiform av lavere kvalitet.

Den første setningen betyr at den totale mengden energi som blir overført eller omdannet, alltid er den samme før og etter – mengden energi er altså bevart.

Den andre setningen sier at noe av energien blir omdannet til energi som har lavere kvalitet, for eksempel varme. Vi sier ofte at energien «går tapt» fordi den ikke kan utnyttes videre. Energi kan altså ikke oppstå eller forsvinne, bare bli overført mellom gjenstander eller endre form.

Noen energiformer er lettere å utnytte til praktiske formål enn andre. Energi som lett kan brukes til mange formål, for eksempel elektrisk energi, sier vi har høy kvalitet. Energi som det er vanskeligere å utnytte, som varmestråling og lyd, har lav kvalitet. Energikvalitet sier altså noe om hvor lett det er å utnytte energien videre.

Vi kan bruke elektrisk energi til veldig mye – for eksempel en hår føner. Men den termiske energien i lufta fra hårføneren er det vanskelig å bruke til noe annet enn nettopp å varme opp håret slik at det tørker. Vi kan ikke på noen enkel måte hente inn igjen varmen som hårføneren har overført, og bruke den til å lade mobiltelefonen.

Vurderingseksemplar

Energi i universet All energi har eksistert siden universet ble til i Big Bang for 13,8 milliarder år siden. Bare i solsystemet vårt er det ufattelige mengder energi i form av roterende planeter i bane rundt en massiv sol. Sola stråler så mye energi ut i verdensrommet at bare den lille brøkdelen som treffer jorda hver time, er nok til å dekke verdenssamfunnets energibehov et helt år. Den andre setningen om energi innebærer at det etter hvert vil bli stadig mer energi med lav kvalitet. Det betyr at en gang vil mest sannsynlig all energi i universet ha lav kvalitet. Sola og alle andre Vurderingseksemplar stjerner vil slokne, alt blir kaldt, og ingenting vil eksistere slik vi kjenner det i dag. Men universets endelige skjebne er usikker vitenskapelig kunnskap, og en slik ende er det uansett ufattelig lenge til. Så i all overskuelig framtid er sola vår en stabil kilde til energi for livet på jorda. Hva leste du nå? 1 Hva er en energikjede, og hva viser den? 2 Nevn noen måter energi kan omdannes og overføres på. 3 Hva er varme? 4 Hva er friksjon? 5 Hva er de to viktige setningene knyttet til energi i naturfaget? 6 Hva vil skje med energien i universet til slutt?