Открыть главное меню

Плотность энергии — количество энергии на единицу объёма.

Содержание

Плотность энергии упругого телаПравить

При линейной деформации плотность энергии, запасаемая упругим телом, равна:

 

где   — тензор деформации,  тензор напряжений,   — тензор упругости.

В простейшем случае (сжатие-растяжение) плотность упругой энергии равна

 

где   — относительная деформация,   — модуль Юнга.

Плотность энергии идеального газаПравить

Плотность энергии идеального газа может быть вычислена через давление, либо через молекулярную/молярную плотность и температуру:

 

где:

  — показатель адиабаты;
  — число молекул в единице объёма;
  — постоянная Больцмана;
  — абсолютная температура;
  — молярная плотность;
  — газовая постоянная;
  — плотность;
  — молярная масса.

Плотность энергии фотонного газаПравить

Плотность энергии фотонного газа (равновесного излучения абсолютно чёрного тела), имеющего температуру  , равно:

 , где σ — постоянная Стефана — Больцмана.

Плотность энергии в электродинамике и теории относительностиПравить

В специальной теории относительности плотность энергии является  -компонентой тензора энергии-импульса.

Плотность электромагнитной энергииПравить

Плотность энергии электромагнитного поля может быть выражена через параметры электрического и магнитного полей.

В СИ:  ;

В СГС:  

Плотность энергии различных системПравить

В таблице приведена плотность энергии замкнутых систем, включая дополнительные внешние компоненты, такие как окислители или источники тепла, но исключая энергию покоя системы в конечном состоянии. 1 МДж ≈ 278 Вт·ч.

Плотность энергии
Название Плотность энергии на единицу массы (МДж/кг) Плотность энергии на единицу массы (Вт⋅ч/кг) Плотность энергии на единицу объёма (МДж/л) Практическая эффективность использования %
Аннигиляция материя + антиматерия до 89 875 517 873,681 764 (точно) ≈ 9⋅1010 24 965 421 631 578,26(7) ≈ 25⋅1012 Зависит от вступающих в реакцию частиц, электроны и позитроны аннигилируют полностью, при аннигиляции барионов часть энергии в конечном счёте уносят нейтрино
Слияние ядер водорода 645 000 000 179 310 000 000 ~1–10⋅1012
(в ядре Солнца)
Реакция дейтерий-тритий 337 000 000 93 686 000 000
Уран-235, используемый в ядерном оружии 88 250 000 24 533 500 000 1 681 000 000
Природный уран (99,3 % U-238, 0,7 % U-235) в реакторе на быстрых нейтронах 86 000 000 23 908 000 000 [50 %]
Тепловая энергия от α-распада плутония-238 2 200 000[1] 611 600 000 43 648 000
Кинетическая энергия спутника Земли на низкой орбите 33 9 167
Дизельное топливо в мощной дизельной электростанции (без учёта массы генератора) 20,1[2] 5 583 47 %
Бензин (без учёта массы генератора) 8,1—10,5[3][4] 2250—2917 19—24 %
Супермаховик 1,8 500 98%
Генератор на водородном топливном элементе, без учёта массы конструкции 12[5] 3000
Серебряно-цинковый аккумулятор 0,47[6] 130,6 1,8
Литий-ионный аккумулятор 0,46—0,72[7] 128—200 2
Ni-MH-аккумулятор формата AA ёмкостью 2000 мА·ч 0,33 92 1,24
Тяговый свинцово-кислотный аккумулятор 0,17[8] 47
Пусковой свинцово-кислотный аккумулятор 0,1368[9] 38 0,337
Накопители на сверхпроводящих магнитах 0,1
Ионистор 0,03[10] 6,17 0,032 (MAXWELL K2)
Керамический конденсатор 0,003[11]
Электролитический конденсатор 0,000 639 0,1775 0,00083
Плёночный конденсатор 0,000 180[12] 0,05 0,0025 (maxwell CM-3)
Гравитационный аккумулятор (груз 1 кг на высоте 1 м) 0,000 009 8 0,0027 0,0001 для свинца
Взведенная часовая пружина 0,0003 0,083 0,0006
Название Плотность энергии на единицу массы (МДж/кг) Плотность энергии на единицу массы (Вт⋅ч/кг) Плотность энергии на единицу объёма (МДж/л) Практическая эффективность использования %

ПримечанияПравить

  1. untitled
  2. Характеристики генератора GESAN DC 1400 — электростанции и генераторы от компании свэл дизельные генераторные установки
  3. Бензиновый генератор EP-15000TE (Honda) Купить, Europower | Бензиновые генераторы свыше 6.5кВт Продажа (недоступная ссылка). Дата обращения 12 февраля 2010. Архивировано 28 августа 2009 года.
  4. Бензиновый генератор для похода и рыбалки (инвертор) EPSi1000 1кВт Купить, Europower | Бензиновые генераторы до 6,5 кВт Продажа
  5. Hymera Generator - Products & Supply > Industrial Products > Hymera | BOConline UK
  6. Duracell PROCELL: The Chemistries: Silver Oxide (недоступная ссылка). Дата обращения 8 февраля 2010. Архивировано 20 декабря 2009 года.
  7. Non rechargeable lithium
  8. Для аккумулятора 425 А·ч 6 В http://www.cleantorg.ru/catalog/access/access_bat/nba/good140/ Архивная копия от 28 марта 2009 на Wayback Machine
  9. Для аккумулятора 190 А·ч http://www.aktex.ru/
  10. http://www.chemi-con.co.jp/e/catalog/pdf/dl-e/dl-dl-e-090901.pdf (недоступная ссылка)
  11. Murata has developed the world’s Smallest 1.6×0.8mm Size 10μF Monolithic Ceramic Capacitor Rated at 25V (недоступная ссылка). Murata Manufacturing Co., Ltd (2010). Дата обращения 14 сентября 2010. Архивировано 23 августа 2010 года.
  12. Для конденсатора 947C471K102CDMS ёмкостью 470мкФ x 1кВ массой 1.3 кг, http://viewer.zmags.com/getMagPdf.php?mid=hwdhd (недоступная ссылка)

См. такжеПравить