Откуда у машины энергия, чтобы ездить?
Если взять обычный автомобиль с двигателем внутреннего сгорания, то его источник энергии — это топливо, чаще всего бензин или дизель. В бензине заключена химическая энергия углеводородов. Когда смесь бензина и воздуха воспламеняется в цилиндре двигателя, молекулы топлива распадаются и соединяются с кислородом, выделяя тепло. Горячие газы расширяются и давят на поршень. Поршень толкает коленвал, и энергия превращается в вращение колёс. Получается, что машина едет благодаря химическим реакциям, которые внутри двигателя превращаются в механическую силу.
Но машины бывают не только бензиновые. Электромобили используют электрическую энергию, накопленную в аккумуляторе. Там тоже скрыта химия: батарея хранит заряд за счёт обратимых реакций внутри. Когда водитель нажимает на педаль, электроны начинают течь по цепи, питая электродвигатель. Электродвигатель, в отличие от бензинового, работает почти бесшумно и напрямую превращает электричество в вращение колёс. Тут уже нет сгорания топлива, зато есть зарядка от розетки или от станции.
В обоих случаях принцип один: энергия берётся из химических соединений, только в бензине она высвобождается в виде взрыва, а в аккумуляторе — в виде тока. Машина преобразует эту энергию в удобную форму — в поступательное движение.
Современные автомобили учатся экономить энергию. Например, гибридные машины сочетают бензиновый двигатель и электромотор. Они могут накапливать часть энергии при торможении: когда водитель жмёт на тормоз, мотор работает как генератор и возвращает электроны обратно в батарею.
Любой автомобиль превращает энергию из одной формы в другую: из химической в тепловую, из тепловой в механическую, из механической в электрическую и снова в механическую. Каждое движение колеса — результат длинной цепочки превращений.