能源类型

几乎所有自然和人为的活动都与能量有关。它存在于许多事物中，无论是生物还是非生物。由于覆盖范围如此广泛，因此存在不同类型的能量。特别是，它通常采取不同的形式。

在本文中，我们将讨论各种类型的能量。我们还将重点介绍每种类型的汇总类型和定义。在讨论不同类型的能量之前，让我们先了解一下能量的定义。

什么是能量？

根据定义，能量是指物理系统执行某些功的能力。但是，需要注意的是，仅仅因为存在能量，并不意味着它一定可用于执行功。更具体地说，能量是执行功的能力。在物理学中，能量是指一个可量化的属性，并且必须转移到物体上才能执行功。这就是它通常被定义为有助于执行体力活动的强度的原因。能量是标量，能量的SI单位以牛顿·米 (N*m)或焦耳计算。

在生物学中，能量被定义为引起某些变化的能力。能量在生命和生物体中起着重要作用。地球上所有生物体都使用不同的能量形式来执行生物过程，这些过程最终帮助它们生长和生存。通常，生物体需要最多的能量，这些能量会转化为热量供它们使用。太阳是地球上能量的主要来源，直接或间接地。

注意：根据能量守恒定律，“能量既不能被创造，也不能被毁灭；它只能从一种状态转化为另一种状态。因此，一个系统的总能量保持不变。”

能源类型

尽管能量有多种类型，但它大致可分为以下两种形式：

• 动能（运动的能量）
• 势能（物体由于其位置或结构而具有的能量）

让我们进一步了解每种类型。

什么是动能？

当一个物体在运动时，物体就具有与之相关的能量。这种与任何运动物体相关的能量被称为动能。当一个物体在运动时，它能够引起一些变化，或者能够自行完成功。

为了理解这一点，让我们考虑一个破拆球。当它处于运动状态时，即使移动速度缓慢，也能造成很大的损坏。它被用于拆除房屋、建筑物、石头等。此外，当破拆球不运动时，它不会执行任何功，也没有动能。动能的其他常见例子包括行走的生物、飞驰的子弹、摆动的钟摆、产生热量的空气分子快速运动产生的电磁辐射（如阳光）等。

有时，动能也称为热能。热能的量越高，原子运动的动能就越高，反之亦然。多个分子的平均热能以组合形式被称为温度。当热能从一个物体转移到另一个物体时，它被称为热量。

动能的公式定义如下：

其中，

m 表示物体的质量。

v 表示物体的速度。

动能的类型

以下是一些特别重要的动能类型，因为它们的用途。

• 辐射能：辐射能是沿横波传播的电磁能类型。它通常以热量的形式被体验。它可以是可见光波（例如，光能）或不可见光波（例如，X射线、无线电波等）。如果我们打开一个白炽灯泡，它通常会产生两种不同的能量形式，即可见光和热量。这两种形式的能量都是辐射能。
  辐射能的另一个流行例子是阳光，它有助于产生燃料和热量，使地球上的生命成为可能。
• 热能：热能与辐射能有些相似。人类通常以热量或温暖的形式体验它。这种能量主要通过任何物质中原子和分子的运动产生。粒子运动得越快，产生的热量就越多。当快速移动时，原子和分子会相互碰撞，产生热能或热能。而辐射能指的是波或粒子，热能指的是物质中原子和分子之间的活动水平。
  地热能是地球上最常见的热能形式。它源于地球天然矿物质的衰变和火山活动。通常，热能是我们感到某些东西是热的或冷的根本原因。同样，我们可以利用太阳辐射来烹饪食物。
• 声能：声音被定义为通过物质（例如空气或水）以纵波（压缩/稀疏）运动的能量。当物体或物质因受到力的作用而振动时，通常会产生声音。当这种振动到达人耳时，它们被体验为声音。这些扰动以波的形式通过不同的介质（如固体、液体和气体）传播并到达人耳，然后由鼓膜转换为电信号。这些电信号被大脑识别并解释为声音感觉。
  与其他类型的能量相比，声能被认为是较小的。然而，如果它增加到某个不确定的程度，可能会造成潜在的损坏。此外，它无法在真空中传播，因为没有原子来传递振动。
• 电能：电能由移动的电荷（称为电子）形成。带电粒子移动得越快，它们携带的电能就越高。围绕电路的负电荷粒子的流动产生电。它们通常通过导线传输。电力、电池，甚至电鳗都是自然界中电能的常见例子。
  电能（广义上的电力）是一种广为人知的能量形式，并且由于我们所处的发达世界随处可见，因此在人造环境中非常流行。这种形式的能量以电流的形式输送，并由负载（或电阻）上的电压驱动。
• 运动能：运动能是存储在物体运动中或运动物体中的一种能量。物体移动得越快，其中存储的能量就越高。具体来说，物体在运动时会吸收能量，在物体减速时释放能量。运动能最常见的例子是自然界的风。另一个例子可以定义为汽车事故，汽车会立即停止，并在一次不受控制的情况下释放其所有的运动能。汽车速度越高，运动能就越高，因此损坏就越大。
• 机械动能：机械动能是指物质或系统因其运动而具有的能量。特别是，它通常与物体的机械运动相关。这种能量的一个常见例子是利用机械能工作的机器。
  能量的大小直接取决于运动物体或系统的质量和速度。这意味着质量或速度较高的物体将具有较高的机械动能。

什么是势能？

势能是第二种类型的能量。它是物体或物体系统中储存的、可供进一步使用的能量。特别是，势能与物体的位置或结构有关。

为了理解这一点，让我们再次考虑一个破拆球。如前所述，当破拆球不运动时，它没有动能。假设它被抬高到任何车辆上方两层楼，并从那里悬挂在车辆上。尽管悬挂的破拆球没有移动，但它确实具有能够损坏车辆的能量。在这种情况下，破拆球之所以拥有能量，是因为它具有做功（在此例中为损坏）的潜力。正是势能使得该物体在特定状态下能够发挥作用。其他势能的例子包括从飞机上跳下的高空跳伞者，以及水坝后面储存的水能。

势能可以转化为更明显的动能形式。例如，水坝后面的水具有势能。此外，流动的河水，如瀑布或快速流淌的河流，具有动能。

势能的公式定义如下：

其中，

m 指的是物体的质量（千克）。

g 指的是重力加速度。

h 指的是高度（米）。

势能的类型

以下是一些特别重要的势能类型，因为它们的用途。

• 化学能：化学能是指储存在物质（如原子或分子）化学键中的能量。由于能量被储存起来，因此它是一种势能。当发生化学反应时，化学能通常会以热量的形式释放出来。此外，在化学能释放后，该物质会转化为全新的物质。这种类型的能量可以由于某些物种粒子数量的变化而被吸收和释放。
  化学能是当今世界上使用最多的能源类型。一些化学能的例子包括石油、燃料、天然气、电池、煤、生物质等。当在烟囱中燃烧木材或在汽车发动机中燃烧汽油时，化学能会转化为热能。在燃烧过程中，燃料燃烧，化学键断裂，释放热量。燃料的能量水平主要取决于分子的质量、结构和其他性质。化学能以化石燃料（如石油、煤、天然气等）和生物能源（如酒精、木材、稻草和牛粪）的形式占全球能源消耗的约 85%。
• 引力能：引力能是一种与重力相关的势能，意味着能量是由于物体的高度或质量而储存的。物质越高、越重，储存的引力能就越多。例如，放在桌子上的书比放在地球表面的书具有更多的引力能。引力能最常见的例子是瀑布向下流的水。
• 核能：核能是储存在原子核中每个原子的能量，并将其固定在一起。当原子核结合（称为聚变）或分裂（称为裂变）时，会释放大量的核能。裂变方法是生产核能的常用方法。核电站利用铀放射性元素在裂变过程中发电。
  在核反应过程中，质量会减小，从而释放出大量的能量。尽管核能是发电的常用方法，但放射性废物的安全处置问题仍然存在。
• 电势能：电势能通常定义为将电荷移过电场所需的能量。这种能量的一些常见例子包括未通电的电视机、未打开的白炽灯泡、未打开的黑光灯和未工作的广播塔。
• 弹性势能：机械势能是指物体由于张力而储存的能量。这意味着当对物体施加暂时性应变时，能量就会储存在其中。这种类型的能量仅在完全移除力并且物体恢复到其正常形状时才储存。能量储存在原子之间的键中。
  这种类型能量最常见的例子包括拉伸的橡皮筋或弹性带以及压缩的弹簧。变形可能涉及压缩、拉伸或扭曲这些物体中的任何一个。有时，这种能量也称为机械势能。

注意：机械能通常是物体动能和势能的总和。

能源资源

能源资源通常用作机械、汽车和工业的燃料。它们还用于热电厂的发电。特别是，存在各种能源资源。然而，所有能源资源都归类为以下两种类型：

可再生资源：可再生或连续的资源称为可再生能源资源。这可能包括太阳能、水能、风能、地热能等自然资源。这些资源来自可以使其恢复的来源（或起源）。因此，即使生物消耗了这些资源，它们在自然界中仍然持续存在。

不可再生资源：不可再生的资源称为不可再生能源资源。这可能包括天然气、石油、煤炭等资源。消耗这些资源后，它们无法通过自然过程或活动得到再生。

根据不同的能源资源，主要能源类型有太阳能、风能、石油、木材、煤炭、核能、氢能、水力发电、生物能源、地热能和天然气。