ENERGIE A JEJÍ PŘEMĚNY

"Ex nihilo nihil fit", prohlásil před stopadesáti lety lodní lékař J. R. Mayer (1814 -1878), který má významný podíl na objevu zákona o zachování energie. Česky to znamená "z ničeho se nic neudělá" a lidová moudrost to vtělila do dnešního rčení "nula od nuly pojde". Toto poznání se klubalo na svět už od dob Galileových a výstižně je upřesnil M. V. Lomonosov v dopise adresovaném proslulému matematikovi L. Eulerovi z roku 1748: "Všechny v přírodě se vyskytující změny se dějí tak, že kdekoliv něco přibude, jinde toliktéž ubude. Jest to zákon obecný, takže se vztahuje i na zákony pohybu.. " Pohyb je ovšem projevem energie. Rozhodující znění zákona o zachování energie včetně matematického vyjádření pro vzájemné přeměny energie bylo po staletí trvajícím sporu fyziků s filozofy vyřčeno až 23. července 1847 na zasedání Berlínské fyzikální společnosti z úst německého vědce H. Helmholtze (1821-1894): "Jestliže těleso nebo hmotný systém nepodléhají účinkům okolí, pak součet kinetické a potenciální energie částic, z nichž se skládá, zůstává stálý!"

Alternátor ani turbína, která jej pohání, energii nevyrábějí, nýbrž pouze přeměňují tepelnou a tlakovou energii páry v mechanickou energii otáčejícího se rotoru, která se indukcí v cívkách statoru mění v elektrický proud.

Porovnáte-li mezi sebou zmíněné historické výroky, dospějete k rozhodujícímu a naší generaci již zcela vžitému poznatku: energii nemůžeme získávat z ničeho, energie ale nemůže také nikde záhadně mizet!
   Jak často se však proti této pravdě dopouštíme prohřešků v řeči, v tisku, v televizi! Mluvíme o "výrobě energie" nebo o tom, že vlivem nízké účinnosti spotřebičů se při svých přeměnách část energie ztrácí! To je nejen nepřesné, ale i hluboce nepravdivé!
   Energie je, jak se to správně učíme ve fyzice, schopnost konat práci. Má různé formy, takže se projevuje např. jako mechanická energie pohybu nebo polohy, jako teplo či energie zářivá. Za nejuniverzálněji použitelnou a nejčistší formu pokládáme elektřinu. Jako chemickou energii ji nejčastěji uvolňujeme spalováním různých paliv, kdežto štěpením nebo slučováním (tzv. fúzí) atomových jader čerpáme energii jadernou. Z jedné do druhé formy lze energii nejrůznějšími způsoby přeměňovat.
Právě tak jako čerpadlo ve vodárně vodu nevyrábí, nýbrž ji jen uvádí do pohybu, nevyrábí generátor v elektrárně energii, nýbrž pouze přeměňuje mechanickou energii otáčejícího se rotoru, poháněného turbínou, v elektrický proud. Nejde tedy o výrobu, nýbrž o přeměnu! Řetězec energetických přeměn probíhá v nejrozmanitějších podobách kolem nás. Teplo k vytvoření páry pro turbínu v právě zmíněné tepelné elektrárně bylo získáno spálením uhlí, které v topeništi vydalo k ohřevu vody svou chemickou energii. Elektřinu z elektrárny pak ve vaší domácnosti využíváte několika způsoby: ke svícení (žárovky mění elektrickou energii ve světlo tedy v energii zářivou), k vaření či vytápění (přeměna na energii tepelnou), nebo pohání např. elektromotor kuchyňského robotu (přeměna v energii mechanickou).
   Při každé takové přeměně musí být ve smyslu zákona o zachování energie "účet" vyrovnán: příjem se musí rovnat výdeji! Není pravdou, že by se přitom část energie někam záhadně ztrácela. Musíme umět hledat, do jaké jiné a obvykle námi nevyužité podoby se "ztracená" energie proměnila!