Was ist eine potentielle Energiegleichung?
Mehrere in der Wissenschaft verwendete Gleichungen ergeben sich aus einer potentiellen Energiegleichung. Eine allgemeine potentielle Energiegleichung bedeutet, dass die an einem System geleistete Arbeit dem potentiellen Energieverlust entspricht. Potenzielle Energie ist jede in einem System gespeicherte Energie, die bei der Arbeit verloren geht. Es kommt in vielen gebräuchlichen Formen vor, wie zum Beispiel dem Verlust der potentiellen Gravitationsenergie, wenn etwas auf die Erde fällt. In jeder Form zeigt eine potenzielle Energiegleichung, woher die Energie für die Ausführung der Arbeit kam.
Federn speichern Energie in Form von elastischer potentieller Energie, die freigesetzt wird, wenn die Feder sich entspannen darf. Durch die Dehnung kann Energie gespeichert werden, und die potenzielle Energie für eine Feder entspricht dem Arbeitsaufwand, den die Feder beim Entspannen leisten kann. Viele andere Objekte speichern Energie in Form von elastischer potentieller Energie, einschließlich Gummibändern und Gitarrensaiten. Beide werden stärker gedehnt, um eine schnellere Vibration zu verursachen, was aufgrund der elastischeren potentiellen Energie mehr Arbeit bedeutet.
Die Schwerkraft kann Energie speichern, da alle Massen leicht von anderen Massen angezogen werden. Die potentielle Energiegleichung für die Schwerkraft gibt es in vielen Formen. Die Schwerkraft der Erde speichert potentielle Energie und funktioniert, wenn Objekte abgehoben werden und sich wieder zur Erde zurückziehen dürfen. Wenn der Karren einen Hügel hinaufsteigt, wird seine Energie gespeichert. Wenn der Karren über den Hügel fährt, wird die gesamte gespeicherte potentielle Energie freigesetzt, wodurch sich der Karren schneller bewegt oder Arbeit leistet. Andere potentielle Energiegleichungen für die Schwerkraft beinhalten Raumbahnen, galaktische Bewegung und Schwarze Löcher.
Die Änderung der Temperatur steht für Arbeit, und eine potenzielle Energiegleichung für Chemikalien misst normalerweise eine Änderung der Temperatur. Chemikalien speichern Energie in Form von Bindungen. Diese Bindungen können brechen und ihre Position ändern, um potentielle Energie freizusetzen und die Temperatur zu erhöhen. Die Messung dieser Änderung zeigt, wie viel potentielle Energie eine chemische Reaktion hat. Das Verbrennen von Benzin zeigt, wie eine Flüssigkeit potenzielle Energie speichert und diese zur Erzeugung extremer Wärme freisetzt.
Kernenergie wie die Spaltung ist ein Beispiel für potenzielle Kernenergie. Leistung entspricht der Arbeit, die über einen bestimmten Zeitraum geleistet wurde, und die Kernenergie kann aus einer Gleichung für das nukleare Energiepotential berechnet werden. Diese Energie wird in den sehr engen Verbindungen zwischen den Teilen gespeichert, aus denen Atome bestehen. Während der Kernspaltung absorbieren Atome zusätzliche Teile und werden instabil. Sobald die Atome zu stabileren Atomen zerfallen, setzen sie Energie frei, die in den engen Verbindungen gespeichert ist, die brechen.