Býr orka í þér?
Orka er eitthvað sem við notum öll og sjáum allt í kringum okkur, en hvað er hún eiginlega? Orka er hæfileikinn til að framkvæma vinnu eða framkalla breytingu. Með orku getum við til dæmis fært okkur sjálf úr stað, eða lyft þungum hlutum. Orka getur komið fram á ýmsa vegu, eins og hreyfiorka (orka í hlutum sem eru á ferðinni), varmaorka (hiti), raforka og efnaorka.
Hvernig umbreytist orka?
Ekki er hægt að búa til orku eða eyða henni. Hún umbreytist úr einni gerð orku í aðra. Til dæmis, þegar við borðum mat fær líkami okkar efnaorku úr fæðunni. Fæðan, t.d. salatblaðið, fékk orku sína frá sólinni. Þessi efnaorka breytist svo í hreyfiorku í kroppnum okkar þegar við hreyfum okkur og varmaorku sem heldur okkur heitum.
Efnaorka og þú
Efnaorkan er bundin í efnasamböndum. Þegar við borðum mat brýtur líkami okkar niður þessi efnasambönd og losar orkuna sem þau geyma. Þannig fáum við orku til að hlaupa, hoppa og hugsa!
Eðlis- og stjörnufræði I. Haukur Arason, Kjartan Örn Haraldsson og Sverrir GuðmundssonJafnvel það að hugsa krefst orku en heilinn notar álíka mikla orku og dæmigerð ljósapera.
Orku sýndar-tilraun
Prófaðu þig áfram. Hvernig getur þú umbreytt efnaorku í raforku? En hreyfiorku vatns? Sýndartilraunir PhET frá Colorado Boulder háskóla eru opnar öllum og einstaklega vel til þess fallnar að gera ósýnilegt sýnilegt.
Skoða sýndartilraun
Svona framleiðum við raforku
Ímyndaðu þér stórt hjól með hálfgerðum skóflum sem snýst mjög hratt. Þetta hjól kallast „hverfill“. Þegar vatn eða gufa ýtir á skóflurnar, byrjar hún að snúast. Orka vatnsins eða gufunnar er hreyfiorka – orka sem kemur hlut á ferð.
Tengt við hverfilinn er tæki sem heitir „rafall“. Inni í rafalnum eru seglar og koparleiðarar (víra). Þegar hverfillinn snýst, þá snýst einnig hluti af rafalnum. Það er svo magnað að þegar leiðarar (koparvírarnir) fara að snúast í segulsviði þá hoppa til rafeindir og til verður rafstraumur. Nú er búið að umbreyta hreyfiorkunni í raforku.
Raforka úr vatni og gufu á Íslandi
Á Íslandi nýtum við náttúruauðlindirnar okkar til að framleiða raforku. Við notum vatnsföll, eins og ár, fossa og stöðuvötn og jarðvarma.
Vatnsaflsvirkjanir nota rennandi vatn til að snúa hverflum sem framleiða rafmagn. Elliðaárvirkjun var dæmi um slíka virkjun en þar var framleidd raforka frá árinu 1921 til 2014. Andakílsvirkjun er nú eina vatnsaflsvirkjun Orkuveitunnar.
Jarðvarmavirkjanir nota gufu djúpt úr iðrum jarðar til að knýja hverfla og rafala sem framleiða rafmagn. Hellisheiðarvirkjun og Nesjavallavirkjun eru dæmi um slíkar virkjanir. Þaðan fáum við raforku og heitt vatn.
Raforka í heiminum
Efnaorku má finna í jarðefnaeldsneyti eins og kolum og olíu. Því miður er jarðefnaeldsneyti enn helsti orkugjafi í heiminum og algengast er að búa til raforku með því að knýja áfram hverfla og rafala með olíu og kolum.
Bruni jarðefnaeldsneytis hefur mikil áhrif á allt umhverfið – lofthjúpinn, höfin og þurrlendið – lífríkinu til mikils skaða.
Getur þú búið til raforku?
Ímyndaðu þér að þú sért að borða morgunmatinn þinn, til dæmis hafragraut. Maturinn gefur þér orku, ekki satt? Þessi orka kemur úr matnum og hjálpar þér að vera vakandi og tilbúin(n) í daginn.
En veistu hvað? Þú getur líka notað þessa orku til að búa til rafmagn! Tökum sem dæmi vasaljós með sveif (dínamó). Þegar þú snýrð sveifinni með höndinni, notar þú hreyfiorkuna frá líkamanum þínum (orkuna úr morgunmatnum!) til að snúa litlum hverfli (túrbínu) inni í vasaljósinu.
Inni í vasaljósinu er líka lítill rafall sem breytir hreyfiorkunni í raforku. Þegar hverfillinn snýst, fer segull að hreyfast nálægt koparvírum (leiðurum), og þetta gerir það að verkum að rafeindir hoppa til og skapa rafstraum. Rafstraumurinn ferðast svo til perunnar í vasaljósinu og kveikir á henni.
Þannig hefurðu breytt orkunni úr morgunmatnum þínum yfir í hreyfiorku með því að snúa sveifinni, og síðan yfir í raforku sem kveikir á ljósinu!