Mật độ năng lượng

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia
Buớc tưới chuyển hướng Bước tới tìm kiếm

Mật độ năng lượng là lượng năng lượng được lưu trữ trong một hệ thống hoặc vùng không gian nhất định trên một đơn vị thể tích. Thông thường, nó cũng có thể được sử dụng cho năng lượng trên một đơn vị khối lượng, mặc dù thuật ngữ chính xác cho điều này là năng lượng cụ thể. Thông thường chỉ đo năng lượng hữu ích hoặc có thể chiết được, nghĩa là năng lượng không thể tiếp cận (như năng lượng khối lượng nghỉ) bị bỏ qua.[1] Tuy nhiên, trong các bối cảnh vũ trụtương đối tổng quát khác, mật độ năng lượng được xem xét là những yếu tố tương ứng với các yếu tố của tenxơ ứng suất năng lượng, và do đó bao gồm năng lượng khối cũng như mật độ năng lượng liên quan đến áp lực được mô tả trong đoạn tiếp theo.

Năng lượng trên một đơn vị thể tích có cùng đơn vị vật lý như áp suất và trong nhiều trường hợp là từ đồng nghĩa: ví dụ, mật độ năng lượng của từ trường có thể được biểu thị bằng (và hành xử như) một áp suất vật lý và năng lượng cần thiết để nén một khí nén nhiều hơn một chút có thể được xác định bằng cách nhân chênh lệch giữa áp suất khí và áp suất bên ngoài với sự thay đổi về thể tích. Nói tóm lại, áp suất là thước đo entanpy trên một đơn vị thể tích của một hệ thống. Một gradient áp suất có khả năng tạo ra công trên môi trường xung quanh bằng cách chuyển entanpy sang công cho đến khi đạt được trạng thái cân bằng.

Giới thiệu về mật độ năng lượng[sửa | sửa mã nguồn]

Có nhiều loại năng lượng khác nhau được lưu trữ trong các vật liệu, và cần một loại phản ứng cụ thể để giải phóng từng loại năng lượng. Theo thứ tự cường độ điển hình của năng lượng được giải phóng, các loại phản ứng này là: hạt nhân, hóa học, điện hóa và điện.

Phản ứng hạt nhân diễn ra trong các ngôi sao và nhà máy điện hạt nhân, cả hai đều lấy năng lượng từ năng lượng liên kết của hạt nhân. Phản ứng hóa học được động vật sử dụng để lấy năng lượng từ thực phẩm và ô tô để lấy năng lượng từ xăng. Hydrocarbon lỏng (nhiên liệu như xăng, diesel và kerozene) ngày nay là cách dày đặc nhất được biết đến để lưu trữ và vận chuyển năng lượng hóa học ở quy mô rất lớn (1 kg nhiên liệu diesel đốt cháy với oxy chứa trong ~ 15 kg không khí). Phản ứng điện hóa được sử dụng bởi hầu hết các thiết bị di động như máy tính xách tay và điện thoại di động để giải phóng năng lượng từ pin.

Tham khảo[sửa | sửa mã nguồn]

  1. ^ “The Two Classes of SI Units and the SI Prefixes”. NIST Guide to the SI. 2 tháng 7 năm 2009. Truy cập ngày 25 tháng 1 năm 2012.