Energitæthed

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 24. oktober 2021; checks kræver 7 redigeringer .
Energitæthed
Dimension L -1 M +1 T -2
Enheder
SI J / m 3
Noter
skalar

Energitæthed  er en skalær fysisk størrelse, mængden af ​​energi pr. volumenenhed . Det kan angives med bogstaver , , og andre. I SI måles det i J/m 3 .

Energitæthed af en elastisk krop

Under lineær deformation er energitætheden lagret af et elastisk legeme lig med:

hvor  er tøjningstensoren , er spændingstensoren og  er elasticitetstensoren .

I det enkleste tilfælde ( kompression-spænding ) er den elastiske energitæthed

hvor  er den relative belastning ,  er Youngs modul .

Energitæthed for en ideel gas

Energitætheden af ​​en ideel gas kan beregnes i form af tryk eller i form af molekylær/molær densitet og temperatur:

,

hvor er gastrykket ,  er den adiabatiske eksponent ,  er antallet af molekyler pr. volumenenhed,  er Boltzmann-konstanten ,  er den absolutte temperatur ,  er den molære tæthed ,  er gaskonstanten ,  er densiteten ,  er den molære masse .

Energitæthed af en fotongas

Energitætheden af ​​en fotongas (ligevægtsstråling af et absolut sort legeme ), der har en temperatur , er lig med:

, hvor σ er Stefan-Boltzmann-konstanten .

Her er den reducerede Planck konstant , er lysets hastighed i vakuum.

Energitæthed i relativitetsteori

I speciel relativitetsteori er energitætheden -komponenten af ​​energimomentum-tensoren .

Tæthed af elektromagnetisk energi

Energitætheden af ​​et elektromagnetisk felt kan udtrykkes i form af parametrene for de elektriske og magnetiske felter.

I SI : ; I GHS: ,

hvor er den elektriske feltstyrke , er den magnetiske feltstyrke , er den elektriske induktionsvektor , er den magnetiske induktionsvektor .

Energitæthed for forskellige systemer

Tabellen angiver energitætheden for lukkede systemer, herunder yderligere eksterne komponenter såsom oxidationsmidler eller varmekilder, men eksklusive resten af ​​systemets energi i den endelige tilstand. 1 MJ ≈ 278 Wh .

Energitæthed
Navn Energitæthed pr. masseenhed (MJ/kg) Energitæthed pr. masseenhed (W⋅h/kg) Energitæthed pr. volumenenhed (MJ/ L ) Praktisk brugseffektivitet %
Materie + antistof udslettelse op til 89 875 517 873.681 764 (præcis) ≈ 9⋅10 10 24 965 421 631 578,26(7) ≈ 25⋅10 12 Afhænger af de reagerende partikler, elektroner og positroner tilintetgøres fuldstændigt, med udslettelse af baryoner, bliver en del af energien i sidste ende båret væk af neutrinoer
Fusion af brintkerner 645.000.000 179 310 000 000 ~1–10⋅10 12
(i Solens kerne )
Deuterium-tritium reaktion 337.000.000 93 686 000 000
Uranium-235 , brugt i atomvåben 88 250 000 24 533 500 000 1.681.000.000
Naturligt uran (99,3 % U-238, 0,7 % U-235) i en hurtig neutronreaktor 86 000 000 23 908 000 000 [halvtreds %]
Termisk energi fra α-henfald af plutonium-238 2.200.000 [1] 611 600 000 43 648 000
Kinetisk energi af en jordsatellit i lav kredsløb 33 9 167
Dieselbrændstof i et kraftigt dieselkraftværk (uden at tage hensyn til generatorens masse) 20.1 [2] 5 583 47 %
Benzin (ekskl. generatorvægt) 8,1-10,5 [3] [4] 2250-2917 19-24 %
Supersvinghjul 1.8 500 98 %
varmekapacitet af vand (pr. 1 grad) 4,2⋅10 -3 1,167 4,2⋅10 -3 45 %
Brintbrændselscellegenerator , uden at tage hensyn til strukturens masse 12 [5] 3000
Sølv-zink akkumulator 0,47 [6] 130,6 1.8
Li-ion batteri 0,46-0,72 [7] 128-200 2
Ni-MH -AA batteri med en kapacitet på 2000 mAh 0,33 92 1,24
Trækbly-syrebatteri 0,17 [8] 47
Starter blybatteri 0,1368 [9] 38 0,337
Komprimeret luft 0,07-0,18 60 %
Lagerenheder baseret på superledende magneter Arkiveret 25. juli 2015 på Wayback Machine 0,1
Ionistor 0,03 [10] 6.17 0,032 (MAXWELL K2)
Keramisk kondensator 0,003 [11]
elektrolytisk kondensator 0.000 639 0,1775 0,00083
Film kondensator 0.000 180 [12] 0,05 0,0025 (maxwell CM-3)
Tyngdeakkumulator (belastning 1 kg i en højde på 1 m) 0.000 009 8 0,0027 0,0001 for bly
Spændt urfjeder 0,0003 0,083 0,0006
Navn Energitæthed pr. masseenhed (MJ/kg) Energitæthed pr. masseenhed (W⋅h/kg) Energitæthed pr. volumenenhed (MJ/ L ) Praktisk brugseffektivitet %

Noter

  1. ↑ uden titel . Hentet 7. februar 2010. Arkiveret fra originalen 16. maj 2011.
  2. ↑ Karakteristika for GESAN DC 1400 generator - kraftværker og generatorer fra firmaets svel diesel generatorsæt . Dato for adgang: 12. februar 2010. Arkiveret fra originalen 3. november 2013.
  3. ↑ Benzingenerator EP-15000TE (Honda) Køb, Europower | Benzin generatorer over 6,5 kW Salg (utilgængeligt link) . Hentet 12. februar 2010. Arkiveret fra originalen 28. august 2009. 
  4. ↑ Benzingenerator til vandreture og fiskeri (inverter) EPSi1000 1kW Køb, Europower | Benzin generatorer op til 6,5 kW Salg . Hentet 16. marts 2014. Arkiveret fra originalen 16. marts 2014.
  5. ↑ Hymera Generator - Produkter og forsyninger > Industriprodukter > Hymera | BOConline UK . Hentet 9. maj 2014. Arkiveret fra originalen 12. maj 2014.
  6. ↑ Duracell PROCELL: The Chemistries: Silver Oxide (link utilgængeligt) . Hentet 8. februar 2010. Arkiveret fra originalen 20. december 2009. 
  7. ↑ Ikke-genopladeligt lithium . Dato for adgang: 7. februar 2010. Arkiveret fra originalen 29. april 2014.
  8. ↑ Til et 425 Ah 6 V batteri http://www.cleantorg.ru/catalog/access/access_bat/nba/good140/ Arkiveret 28. marts 2009 på Wayback Machine
  9. ↑ Til et 190 Ah batteri http://www.aktex.ru/ Arkiveret 25. februar 2010 på Wayback Machine
  10. ↑ http://www.chemi-con.co.jp/e/catalog/pdf/dl-e/dl-dl-e-090901.pdf  (utilgængeligt link)
  11. ↑ Murata har udviklet verdens mindste 1,6 × 0,8 mm størrelse 10µF monolitisk keramisk kondensator vurderet til 25V (ikke tilgængeligt link) . Murata Manufacturing Co., Ltd (2010). Hentet 14. september 2010. Arkiveret fra originalen 23. august 2010. 
  12. ↑ For en 947C471K102CDMS kondensator med en kapacitet på 470uF x 1kV og en masse på 1,3 kg, http://viewer.zmags.com/getMagPdf.php?mid=hwdhd  (utilgængeligt link)

Se også