Vad är energi?

Energi kan kort beskrivas som det som kan sätta saker i rörelse. Energi kan varken skapas eller förstöras, utan bara omvandlas. Mängden energi i universum är konstant. Så när man pratar om energiförbrukning eller att slösa energi är det egentligen inte vetenskapligt korrekt, för det man gör är att man omvandlar energi av en sort till en annan. Läran om energi kallas termodynamik och enligt dess andra lag sker alltid dessa energiomvandlingar så att systemet som helhet får mindre möjlighet att utföra arbete. Det är alltså inte mindre energi i systemet, men den sprids ut mer jämnt och kan därför inte driva fysiska eller kemiska processer. Detta gör exempelvis att medan det är enkelt att använda elektrisk energi för att skapa ljusenergi (tända en lampa) är det svårt att omvandla ljusenergin tillbaka till elektrisk energi och använda den till något annat. Hur väl en form av energi kan omvandlas till en annan kallas allmänt för energikvalitet. Lägesenergi och el har mycket hög energikvalitet medan värme, särskilt vid låga temperaturer, har låg energikvalitet.

Enhet för att mäta energi

Energi kan mätas i flera olika enheter, beroende på typ. På elräkningen står till exempel (kilo)wattimme, det vill säga energin som effekten 1 watt omvandlar på 1 timme. Men SI-enheten, det vill säga standardenheten, för energi är joule, efter den brittiska fysikern James Prescott Joule (1818–1889). En joule motsvarar en wattsekund, så en wattimme är 3 600 joule.

Några olika typer av energi

Det finns flera sorters energi, bland annat elektrisk och ljusenergi som nämnts tidigare. Några andra exempel är:

Värmeenergi

Finns i allt som är varmare än den absoluta nollpunkten, -273 grader Celsius. När exempelvis lampor eller maskiner blir varma vid användning har det uppstått värmeenergi trots att det inte var avsikten, och det kan ses som ineffektiv energianvändning eller att man tappar energikvalitet, eftersom betydligt mindre av värmen kan omvandlas tillbaka till el eller rörelse.

Kemisk energi

Är lagrad i kemiska föreningar och frigörs genom kemiska reaktioner. Ett exempel är batterier, ett annat är när människor äter mat för att få energi.

Lägesenergi

Finns lagrad i alla föremål som kan falla nedåt, det vill säga röra sig med ett gravitationsfält. Det är vattnets lägesenergi som tas tillvara i vattenkraftverk.

Rörelseenergi

Finns i allt som rör sig. I vattenkraftverket omvandlas lägesenergin till rörelseenergi och vidare till elektrisk energi genom generatorerna.

Elastisk energi

Finns lagrad i objekt som till exempel ett utdraget gummiband eller en hoptryckt stålfjäder. Man använder den elastiska energin när man skjuter pilbåge.

Varierande verkningsgrad

Hur effektiv omvandlingen mellan energislag är kallas verkningsgrad. Den är aldrig 100-procentig, det uppstår alltid förluster och det är därför det inte går att bygga en evighetsmaskin. En förbränningsmotor i en bil brukar ha en verkningsgrad på 30–40 procent, medan en elektrisk vattenkokare har en verkningsgrad på runt 90 procent. All elektrisk energi i vattenkokaren omvandlas alltså till värmeenergi – det man var ute efter – även om en tiondel av energin värmer upp annat än vattnet, till exempel själva vattenkokaren.

Olika energikällor

När man pratar om samhällets energibehov och -användning brukar det inte vara de ovan nämnda energisorterna som nämns, utan snarare olika sätt att generera elektricitet och olika bränslen som används till exempelvis transport och uppvärmning. Kategorierna som ofta används då är:

• Fossila bränslen, främst olja, kol och naturgas
• Kärnkraft
• Förnybara energislag, dvs vatten-, vind- och solkraft samt biobränslen
• Kraftvärme och kondensvärme, som omvandlar bränslen som kol, gas, sopor eller biobränsleflis till värme och el. 

Fler lästips

Vad är Ohms lag?
Vad är elektrisk ström?
Vad är spänning?
Vad är kilowatt?
Vad är skill­naden mellan växel­ström och likström?
Vad är skillnaden mellan volt, watt och ampere?