02-09-2023
Плотность энергии — количество энергии на единицу объёма.
Содержание |
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 газа может быть вычислена через давление, либо через молекулярную/молярную плотность и температуру:
где:
Плотность энергии фотонного газа (равновесного излучения абсолютно чёрного тела), имеющего температуру , равно:
В специальной теории относительности плотность энергии является -компонентой тензора энергии-импульса.
Плотность энергии электромагнитного поля может быть выражена через значения электрического и магнитного полей. В системе СИ:
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. Один МДж ≈ 278 Вт·ч.
| Название | Плотность энергии на единицу массы (МДж/кг) | Плотность энергии на единицу объёма (МДж/л) | Максимальная эффективность использования % | Практическая эффективность использования % |
|---|---|---|---|---|
| Аннигиляция материя + антиматерия | до 89875517873,681764 (точно) ≈ 9·1010 | 100 | 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 | ~1–10·1012 (в ядре Солнца) |
||
| Реакция дейтерий-тритий | 337 000 000 | |||
| Уран-235, используемый в ядерном оружии | 88 250 000 | 1 681 000 000 | ||
| Природный уран (99.3 % U-238, 0,7 % U-235) в реакторе на быстрых нейтронах | 86 000 000 | [50 %] | ||
| Тепловая энергия от α-распада плутония-238 | 2 200 000[1] | 43 648 000 | ||
| Кинетическая энергия спутника Земли на низкой орбите | 33 | |||
| Дизельное топливо в мощной дизельной электростанции (без учёта массы конструкции) | 20,1 [2] | 47 % | ||
| Бензиновый генератор, без учёта массы конструкции | 8,1 — 10,5 [3][4] | 19 — 24 % | ||
| Супермаховик | 1,8 | 98% | ||
| Водородный топливный элемент | 1,62 [5] | |||
| Серебряно-цинковый аккумулятор | 0,47 [6] | 1,8 | ||
| Литий-ионный аккумулятор | 0,46-0,72 [7] | 2 | ||
| Ni-MH аккумулятор формата AA ёмкостью 2000мА*ч | 0,33 | 1,24 | ||
| Тяговый свинцово-кислотный аккумулятор | 0,17 [8] | |||
| Пусковой свинцово-кислотный аккумулятор | 0,1368 [9] | 337000 Дж/л | ||
| Ионистор | 0,0222[10] | 17100Дж/л[11] | ||
| Керамический конденсатор | 3051 Дж/л[12] | |||
| Электролитический конденсатор | 0,000639 | 845Дж/л | ||
| Накопители на сверхпроводящих магнитах | 0,008 | >95 % | ||
| Плёночный конденсатор | 0,000180[13] | |||
| Гравитационный аккумулятор(груз 1 кг на высоте 1м) | 0,0000098 | 111Дж/л для свинца | ||
| Взведенная часовая пружина | 0,0003 | 0,0006 | ||
| Название | Плотность энергии на единицу массы (МДж/кг) | Плотность энергии на единицу объёма (МДж/л) | Максимальная эффективность использования % | Практическая эффективность использования % |
| Это заготовка статьи по физике. Вы можете помочь проекту, исправив и дополнив её. |
Плотность энергии.
