Kas ir enerģijas transformācija?

Enerģijas pārveidošanas jēdzienu var ilustrēt vairākās kopīgās darbībās. Dzinējs, piemēram, automašīnas dzinējs, pārvērš gāzes un skābekļa ķīmisko enerģiju motora kustības mehāniskajā enerģijā. Spuldze maina spuldzes ķīmisko enerģiju elektromagnētiskajā starojumā vai gaismā. Vējdzirnavas izmanto vēja enerģiju un turbīnas lāpstiņu kustībā pārvērš to mehāniskajā enerģijā, kas pēc tam tiek pārveidota par elektrisko enerģiju. Saules paneļi pārveido gaismu elektrībā.

Enerģijas transformāciju var izskaidrot arī ar potenciālo enerģiju, sistēmas uzkrāto enerģiju, ko var pārvērst kinētiskā enerģijā, kustības enerģiju. Piemēram, amerikāņu kalniņiem, kas sēž kalna galā, ir potenciālā enerģija. Šī potenciālā enerģija ir gravitācijas enerģija, kas tiek iegūta, kad kalniņi pārvietojas kalnā. Tiklīdz kalniņi sāk virzīties lejup no kalna, tiek iedarbināts gravitācijas spēks un potenciālā enerģija tiek pārveidota kustīgās automašīnas kinētiskajā enerģijā. Enerģijas transformāciju laikā potenciālā enerģija bieži tiek pārveidota par kinētisko enerģiju un atkal par potenciālo enerģiju.

Jebkura veida enerģijas pārveidošanas laikā daļa enerģijas tiek zaudēta videi. Šī zaudējuma rezultātā neviena iekārta nekad nav 100% efektīva. Parasti daļa enerģijas, kas zaudēta enerģijas pārveidošanas laikā, tiek zaudēta kā siltums. To var novērot praksē, pievēršot uzmanību datora, automašīnas vai cita veida mašīnas izdalītajam siltumam, kas ir bijis kādu laiku.

Konkrētas mašīnas vai sistēmas spēju pārveidot enerģijas veidus sauc par “enerģijas pārveidošanas efektivitāti”. Visām sistēmām ir atšķirīga enerģijas pārveidošanas efektivitāte. Piemēram, ūdens turbīnām ir ārkārtīgi augsta enerģijas pārveides efektivitāte, kas ir gandrīz 90%, savukārt iekšdedzes dzinējiem ir no 10% līdz 50%. Inženierzinātnes un fizika pastāvīgi meklē sistēmas, kas spēj sasniegt augstu enerģijas pārveidošanas efektivitāti.