Thế năng là một khái niệm khá trìu tượng trong cuộc sống. Nhưng trong lĩnh vực vật lý thì khái niệm này được giải thích vô cùng dễ hiểu. Vậy “thế năng là gì?”. Có bao nhiêu công thức liên quan đến thuật ngữ này. Hãy cùng thichchiase tìm hiểu ngay trong bài viết dưới đây nhé. Sau đây, chúng tôi sẽ cung cấp tất tần tật thông tin liên quan đến thế năng.
Giải đáp khái niệm: Thế năng là gì?
Potential energy được dịch thuật sang tiếng việt là thế năng. Trong kiến thức vật lý, thế năng là năng lượng được giữ bởi một vật do vị trí của nó so với các vật khác. Các lực nén bên trong bản thân, điện tích hoặc các yếu tố khác. Nói cách khác, thế năng chính là một dạng năng lượng tiềm tàng của vật. Thế năng được tính bằng khả năng của một vật thể để thực hiện công việc dựa trên vị trí, hình dạng hoặc tình trạng của nó. Thông thường thế năng luôn được so sánh với năng lượng động (kinetic energy). Đây là năng lượng của vật thể trong quá trình chuyển động.
Phân biệt những loại thế năng hiện nay.
Thế năng có nhiều loại khác nhau. Sau đây, thichchiase sẽ giúp bạn phân biệt 5 loại thế năng. Bao gồm các loại như sau:
Thế năng hấp dẫn
Là năng lượng của vật do vị trí của nó trong trọng trường. Thế năng hấp dẫn được tính toán dựa trên độ cao của vật thể so với một điểm tham chiếu trong một môi trường trọng lực nhất định. Chẳng hạn như bề mặt của Trái Đất. Thế năng hấp dẫn cũng là cơ sở cho nhiều ứng dụng thực tiễn. Ví dụ như khi sử dụng trong các thiết bị như thang máy, cầu thang cuốn hoặc trong năng lượng thủy điện.
Thế năng co giãn (đàn hồi)
Là năng lượng của vật do biến dạng đàn hồi hoặc co giãn. Thế năng co giãn biểu thị lượng năng lượng mà một hệ thống đàn hồi có thể tự do chuyển đổi thành năng lượng động khi nó được giải phóng từ trạng thái co giãn hoặc nén của nó. Thế năng co giãn được ứng dụng rộng rãi trong các cuộc sống. Ví dụ như các thiết bị và hệ thống công nghệ như lò xo trên xe hơi, các bộ phận đàn hồi trong máy móc và thiết bị y tế. Và trong nhiều loại cảm biến và thiết bị điều khiển.
Thế năng điện
Là năng lượng của vật do điện tích của nó. Ví dụ, hai điện tích trái dấu hút nhau có thế năng điện. Khi một điện tích di chuyển từ một vị trí có điện áp cao đến một vị trí có điện áp thấp. Nó sẽ có thể thực hiện công việc và chuyển đổi thế năng điện thành các dạng khác của năng lượng khác. Ví dụ như năng lượng động hoặc nhiệt. Thế năng điện được ứng dụng rất rộng trong các mạch điện, điện tử, máy tính và đến ngành công nghiệp và hệ thống điện trên toàn cầu.
Thế năng hóa học
Đây là thế năng liên quan đến năng lượng được lưu trữ trong các liên kết hóa học của các phân tử. Thế năng hóa học thường được giải phóng hoặc hấp thụ trong các phản ứng hóa học. Khi các phản ứng hóa học xảy ra và các liên kết giữa các nguyên tử được hình thành hoặc phá vỡ. Năng lượng được giải phóng hoặc tiêu thụ trong quá trình này được gọi là thế năng hóa học. Dang năng lượng này đóng vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực. Từ sản xuất năng lượng, hóa dầu, phân bón đến sinh học và ngành công nghiệp hóa chất.
Thế năng nhiệt
Dạng thế năng này liên quan đến sự biến đổi nhiệt độ của một hệ thống. Nó có thể được sử dụng trong các ứng dụng như lưu trữ nhiệt năng trong hệ thống cách nhiệt. Thế năng nhiệt thường được biểu diễn bằng nhiệt độ của hệ thống và các thông số khác. Cụ thể là năng lượng nhiệt hóa học hoặc năng lượng cơ học. Năng lượng nhiệt, hệ thống lạnh, công nghệ nhiệt và kiểm soát các quá trình nhiệt động trong tự nhiên và trong công nghiệp đều là những ứng dụng của thế năng nhiệt.
Tổng hợp một số công thức liên quan đến thế năng
Công thức của thế năng hấp dẫn
PE=mgh
Trong đó:
- PE: thế năng hấp dẫn (J)
- m: khối lượng của vật thể (Kg)
- g: gia tốc trọng trường (m/s²)
- h: độ cao vật thể so với một điểm tham chiếu (m)
Công thức của thế năng co giãn
PE = 1/2 . kx²
Trong đó:
- PE: thế năng co giãn (J)
- k: hằng số đàn hồi của vật liệu (N/m)
- x: độ biến thiên trong chiều dài của hệ thống đàn hồi (m)
Công thức thế năng điện
PE = q.V
Trong đó:
- PE: thế năng điện (J)
- q: điện tích của vật thể (C)
- V: điện áp giữa hai điểm trong trường điện (V)
Những ví dụ về thế năng hấp dẫn và co giãn
Ví dụ 1: Một quả bóng có khối lượng 10 kg được đặt trên cao 10 m so với mặt đất. Thế năng trọng trường của quả bóng là:
W = mgh = 10 kg x 10 m/s² x10 m = 1000 (J)
Ví dụ 2: Một lò xo có độ cứng 100 N/m được nén 10 cm. Thế năng đàn hồi của lò xo là:
W = 1/2 kx² = 1/2 x100 N/m x (0,1 m)² = 0,5 (J)
Tổng Kết
Vừa rồi, thichchiase đã tổng hợp đến bạn đầy đủ thông tin liên quan đến “thế năng là gì?”. Là một dạng năng lượng bị chuyển đổi thành các dạng năng lượng khách nhau. Thế năng được ứng dụng nhiều trong cuộc sống hiện nay. Cảm ơn bạn vì đã dành thời gian bài viết của chúng tôi. Hẹn gặp lại bạn tại những chủ đề tiếp theo tại website thichchiase.net.
