energiberegninger

Energiberegninger refererer til beregninger av energi, energibalanser og energioverføring i fysiske systemer og ingeniørapplikasjoner. Energi eksisterer i flere former, som kinetisk energi (bevegelse), potensiell energi (posisjon i et felt), termisk energi (målt som temperatur og tilhørende indre energi), elektrisk energi og kjemisk energi. Bevaringsloven sier at energi ikke skapes eller ødelegges i et isolert system, bare omdannes mellom former og flyttes mellom objekter. Energiberegninger fokuserer derfor på hvor mye energi som går inn og ut, hvor mye som lagres og hvor mye som omdannes.

I mekanikk brukes: KE = 1/2 m v^2. Potensiell energi i gravitasjonsfelt: PE = m g h. Arbeid utført av krefter W = ΔK. For konservative krefter er ΔU = -W, slik at E = KE + PE forblir konstant i fravær av friksjon. Med friksjon reduseres mekanisk energi og er overført til varme. Kraft og bevegelse knyttes til effekt: P = F · v.

Elektriske og termiske energiberegninger: Elektrisk energi E = P t, og effekt P = V I. Kraftige omformelser: P = I^2 R eller P = V^2 / R. Effektivitetsberegninger: η = nyttig utbytte / totalinnspill. Varmeoverføring beskrives av Q = m c ΔT i en enkel målestokk, mens varme tilføres eller fjernes av omgivelsene.

Anvendelser: energiberegninger brukes i naturfagsundervisning, ingeniørdesign, bygg- og anleggsprosjekter og energideklarasjoner. Det er viktig å avklare hvilket energiform eller hvilken energibalanse som tas i betraktning og å anvende riktig enhetssystem (SI) – joule og kilowattimer blant de vanligste enhetene. Resultatene av energiberegningene avhenger av modellens forutsetninger og antagelser.