Vad är energiomvandling?

Energiomvandling är processen att ändra energi från en form till en annan. Denna process pågår hela tiden, både i världen och inom människor. När människor konsumerar mat använder kroppen den kemiska energin i matens bindningar och omvandlar den till mekanisk energi, en ny form av kemisk energi eller termisk energi. Energiomvandling är ett viktigt begrepp i tillämpningen av de fysiska vetenskaperna. Förmågan för energi att omvandlas automatiserar, tänder, underhåller och värmer världen på en häpnadsväckande mängd olika sätt.

Begreppet energiomvandling kan illustreras i ett antal vanliga aktiviteter. En motor, som motorn i en bil, omvandlar den kemiska energin hos gas och syre till den mekaniska energin för motorrörelser. En glödlampa ändrar glödlampans kemiska energi till elektromagnetisk strålning, eller ljus. Väderkvarnar utnyttjar vindens energi och omvandlar den till mekanisk energi i turbinbladens rörelse, som sedan omvandlas till elektrisk energi. Solpaneler omvandlar ljus till elektricitet.

Energiomvandling kan också förklaras i termer av potentiell energi, den lagrade energin i ett system, som kan omvandlas till kinetisk energi, rörelseenergin. Till exempel sägs en berg-och dalbana som sitter på toppen av en kulle ha potentiell energi. Denna potentiella energi är gravitationskraft, som erhålls när dalbanan rör sig uppför backen. När dalbanan börjar röra sig nerför backen utövas tyngdkraften och den potentiella energin omvandlas till den kinetiska energin hos bilen som rör sig. Under energiomvandlingar omvandlas potentiell energi ofta till kinetisk energi och tillbaka till potentiell energi.

Under någon form av energiomvandling går en del energi förlorad till miljön. Som ett resultat av denna förlust är ingen maskin någonsin 100 % effektiv. Vanligtvis går en del av den energi som går förlorad under energiomvandling förlorad som värme. Detta kan observeras i praktiken genom att notera värmen som avges av en dator, en bil eller annan typ av maskin som har använts under en tid.

Förmågan hos en given maskin eller ett visst system att konvertera mellan energiformer kallas ”energiomvandlingseffektivitet”. Alla system har olika energiomvandlingsverkningsgrader. Vattenturbiner har till exempel en extremt hög energiomvandlingseffektivitet på nästan 90 %, medan förbränningsmotorer har från 10 % till 50 % omvandlingseffektivitet. Teknik och fysik är ständigt i jakten på system som kan uppnå hög energiomvandlingseffektivitet.