Potentiell energi är energi som lagras, men hur den lagras beror på dess typ, såsom kemisk, fysisk eller elektrisk energi. Potentiell energi förblir i lager tills situationen förändras och den potentiella energin frigörs. Utsläppet kan kontrolleras och kan utföra användbart arbete, eller så kan det vara plötsligt och skadligt. Närhelst potentiell energi finns i stora mängder är det viktigt att vara medveten om mängden potentiell energi och vad som kan utlösa dess frisättning för säkerheten och för att undvika ett okontrollerat, destruktivt utsläpp.
Potentiell energi är lagrad kemisk, fysisk, elektrisk eller annan energi som kan frigöras när den utlöses. Kemisk energi lagras i kemiska bindningar och frigörs vid kemiska reaktioner. Fysisk energi lagras när en massa hålls över sin viloplats på nollhöjd eller när en struktur belastas eller deformeras. Elektrisk energi lagras i elektriska eller magnetiska fält och i ansamlingar av laddade partiklar. Andra typer av potentiell energi inkluderar atomenergi och termisk energi. För varje typ av potentiell energi finns det applikationer för användbart arbete och triggers för destruktiv frigöring.
Kemisk potentiell energi
Inom kemi lagras potentiell energi i kemiska bindningar. Kemiska reaktioner kan frigöra kemisk potentiell energi och skapa nya föreningar eller producera värme och ljus. Kemiska reaktioner används för att driva maskiner som bilmotorer eller för att värma upp byggnader genom att bränna bränsle. Sprängämnen frigör också kemisk energi och kan vara konstruktiva eller destruktiva.
Fysisk potentiell energi
Potentiell energi i fysiken lagras antingen i gravitationsenergi eller som elastisk energi. Gravitationsenergi beror på den förhöjda positionen av en kropp som har massa. Ju större massa desto mer potentiell energi lagras. När massan släpps och sjunker ändras den potentiella energin till kinetisk energi när massan tar fart. Den resulterande kinetiska energin kan vara användbar, till exempel när den slår ner pålar i marken, eller farlig, som när en bro kollapsar.
Elastisk energi lagras i deformationen av en struktur. Till exempel har en fjäder en normal form, men när den komprimeras eller sträcks lagrar den potentiell energi. När den släpps kan den potentiella energin göra arbete eller orsaka skada. Fjädern i ett icke-elektriskt armbandsur deformeras genom att linda upp klockan, och den potentiella energin driver klockan. Ett elastiskt band lagrar potentiell energi när det sträcks ut, men om det går sönder eller släpps kan den potentiella energin göra ont.
Elektrisk potentiell energi
Medan batterier producerar elektricitet, är processen roten till batterikraften är en kemisk reaktion. Reaktionen skapar en obalans av elektroner som producerar en elektrisk laddning över batteripolerna. Som ett resultat lagrar batterier både kemisk och elektrisk energi.
Ren elektrisk energi lagras i kondensatorernas elektriska fält. Små kondensatorer hjälper elektroniska kretsar att fungera och större finns i lysrör och vissa elmotorer. Om en stor kondensator kortsluter frigörs den potentiella energin på en gång och kan orsaka en explosion eller brand.
Andra typer av potentiell energi
Andra former av potentiell energi inkluderar atomenergi och termisk energi. Uranatomer lagrar kärnenergi som kan frigöras i atomära fissionsreaktioner. Väteatomer lagrar kärnenergi som driver fusionsreaktioner som i solen och i vätebomber. Andra grundämnen kan lagra potentiell kärnenergi som kan frigöras i reaktioner som ännu inte upptäckts eller som är kända men inte används. Klyvningsreaktionerna driver kärnreaktorer men de kan också användas i atombomber.
Termisk energi är energin hos ett ämne som en gas i en behållare. Gasens inre energi är faktiskt kinetisk energi på molekylär nivå eftersom gastrycket orsakas av verkan av gasmolekylerna som studsar mot behållarens väggar. Det är potentiell energi eftersom gasen i behållaren har lagrad energi som kan göra arbete när gasen strömmar in i en annan behållare med mindre tryck. Om gastrycket är för högt kan behållaren spricka och frigöra all potentiell energi på en gång vid en explosion.
Potentiell energi är användbar eftersom den kan lagras tills den behövs eller flyttas dit den behövs. I varje fall finns det en fara att utlösa en oavsiktlig frigöring av den potentiella energin. Som ett resultat måste potentiell energi hanteras försiktigt för att säkerställa att den uppfyller sin avsedda funktion och inte orsakar någon skada.
