Gęstość energii

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania
Gęstość energii
Wymiar L -1 M +1 T -2
Jednostki
SI J / m 3
Notatki (edytuj)
skalarny

Gęstość energii to skalarna wielkość fizyczna, ilość energii na jednostkę objętości .

Gęstość energii elastycznego ciała

Przy deformacji liniowej gęstość energii zmagazynowana przez ciało sprężyste jest równa:

gdzie - tensor naprężenia , - tensor naprężeń , - elastyczny napinacz .

W najprostszym przypadku ( ściskanie-rozciąganie ) gęstość energii sprężystej wynosi

gdzie - odkształcenie względne , -moduł Younga .

Idealna gęstość energii gazu

Gęstość energii gazu doskonałego można obliczyć pod względem ciśnienia lub pod względem gęstości cząsteczkowej / molowej i temperatury:

gdzie:

jest wykładnikiem adiabatycznym ;
- liczba cząsteczek na jednostkę objętości;
- stała Boltzmanna ;
- temperatura bezwzględna;
- gęstość molowa ;
- stała gazowa ;
- gęstość ;
- masa molowa .

Gęstość energii gazu fotonowego

Gęstość energii gazu fotonowego (promieniowanie równowagowe ciała absolutnie czarnego ) o temperaturze , równa się:

, gdzie σ jest stałą Stefana-Boltzmanna .

Gęstość energii w elektrodynamice i teorii względności

W szczególnej teorii względności gęstość energii wynosi -składnik tensora energii-pędu .

Gęstość energii elektromagnetycznej

Gęstość energii pola elektromagnetycznego można wyrazić za pomocą parametrów pola elektrycznego i magnetycznego.

W SI : ;

W GHS:

Gęstość energii różnych systemów

W tabeli przedstawiono gęstość energii układów zamkniętych, z uwzględnieniem dodatkowych składników zewnętrznych, takich jak utleniacze czy źródła ciepła, ale z wyłączeniem pozostałej energii układu w stanie końcowym. 1 MJ ≈ 278 Wh

Gęstość energii
Nazwa Gęstość energii na jednostkę masy (MJ/kg) Gęstość energii na jednostkę masy (Wh / kg) Gęstość energii na jednostkę objętości (MJ / L ) Praktyczna efektywność użytkowania%
Anihilacja materii + antymateria do 89 875 517 873,681 764 (dokładnie) ≈ 9⋅10 10 24 965 421 631 578,26 (7) ≈ 25⋅10 12 W zależności od cząstek wchodzących w reakcję elektrony i pozytony anihilują całkowicie, wraz z anihilacją barionów część energii jest ostatecznie odprowadzana przez neutrina
Fuzja jąder wodoru 645.000.000 179 310 000 000 ~ 1–10⋅10 12
(w jądrze słońca )
Reakcja deuter-tryt 337 000 000 93 686 000 000
Uran-235 stosowany w broni jądrowej 88 250 000 24 533 500 000 1 681 000 000
Uran naturalny (99,3% U-238, 0,7% U-235) w reaktorze prędkim 86 000 000 23 908 000 000 [50%]
Energia cieplna z rozpadu α plutonu-238 2 200 000 [1] 611 600 000 43 648 000
Energia kinetyczna satelity Ziemi na niskiej orbicie 33 9167
Olej napędowy w potężnej elektrowni diesla (z wyłączeniem masy generatora) 20,1 [2] 5 583 47%
Benzyna (bez masy generatora) 8,1-10,5 [3] [4] 2250-2917 19-24%
Super koło zamachowe 1,8 500 98%
pojemność cieplna wody (o 1 stopień) 4.2 1167 4.2 45%
Generator wodorowych ogniw paliwowych , z wyłączeniem masy konstrukcyjnej 12 [5] 3000
Bateria srebrno-cynkowa 0,47 [6] 130,6 1,8
Bateria litowo-jonowa 0,46-0,72 [7] 128-200 2
Akumulator Ni-MH- AA o pojemności 2000 mAh 0,33 92 1,24
Akumulator kwasowo-ołowiowy trakcyjny 0,17 [8] 47
Rozruch akumulatora kwasowo-ołowiowego 0,1368 [9] 38 0,337
Skompresowane powietrze 0,07-0,18 60%
Magazyn magnesów nadprzewodzących 0,1
Superkondensator 0,03 [10] 6.17 0,032 (MAXWELL K2)
Kondensator ceramiczny 0,003 [11]
Kondensator elektrolityczny 0,000 639 0,1775 0,00083
Kondensator foliowy 0,000 180 [12] 0,05 0,0025 (maxwell CM-3)
Akumulator grawitacyjny (obciążenie 1 kg na wysokości 1 m) 0,000 009 8 0,0027 0,0001 dla ołowiu
Przekręcona sprężyna zegarowa 0,0003 0,083 0,0006
Nazwa Gęstość energii na jednostkę masy (MJ/kg) Gęstość energii na jednostkę masy (Wh / kg) Gęstość energii na jednostkę objętości (MJ / L ) Praktyczna efektywność użytkowania%

Notatki (edytuj)

Zobacz też