Виды энергии – известные человечеству типы энергии. Виды энергии

Виды энергии известные человечеству типы энергии на сегодня

Рубрика: Виды энергии 20 11 2016      greenman       Пока нет комментариев Система измерения теплоты два века назад базировалась на представлении о том, что тепловая энергия сохраняется, никуда не пропадает, а только переходит из одного места в другое. Мы до сих пор пользуемся следующими правилами: Для измерения количества тепла заставим его...Читать далее » 20 11 2016      greenman       Пока нет комментариев Применение атомной энергии Применение ядерной энергии в современном мире оказывается настолько важным, что если бы мы завтра проснулись, а энергия ядерной реакции исчезла, мир, таким как мы его знаем, пожалуй, перестал бы существовать. Мирное использование источников...Читать далее » 03 08 2016      greenman       Пока нет комментариев Постоянные магниты, хотя и обладают запасом энергии, отдают ее весьма неохотно, так что нет нужды как-то специально называть эту энергию. Однако электрический ток создает вокруг себя протяженные, сильные магнитные поля. Как только ток выключается, магнитное поле...Читать далее » 01 08 2016      greenman       Пока нет комментариев Наиболее часто встречающаяся нам в повседневной жизни – механическая энергия. Это энергия непосредственного взаимодействия и движения физических тел и их частей. В рамках Механики (раздела Физики), механическую энергию подразделяют на потенциальную (для покоящихся...Читать далее » 27 07 2016      greenman       Пока нет комментариев Световая энергия знакома всем людям всех времен с самого рождения. С древности известны такие источники световой энергии, как Солнце, Луна и Звезды, костер, факел, хемилюминесцентные животные и растения. В настоящее время Солнце продолжает оставаться основным и...Читать далее » 25 07 2016      greenman       Пока нет комментариев Холодно или жарко в нашем мире? На первый взгляд, материя Вселенной не так уж горяча. Дышим мы прохладным воздухом, пьем холодную воду, катаемся по льду, лепим снежки. Нас не греет черное ночное небо. Чтобы согреться, приходится зажигать костры и топить печи. Между тем,...Читать далее » 23 07 2016      greenman       Пока нет комментариев Химическая энергия известна каждому современному человеку и широко используется во всех сферах деятельности. Она известна Человечеству с самых давних времен и всегда применялась как в быту, так и на производстве. Наиболее распространенными устройствами, использующими...Читать далее » 22 07 2016      greenman       Пока нет комментариев Электрическая энергия широко известна человеку из повседневной жизни. Это энергия, заключенная в электромагнитном поле. В рамках Электродинамики (Раздела Физики), электромагнитная энергия включает в себя и такие виды энергии, как электрическая и...Читать далее » 20 07 2016      greenman       Пока нет комментариев Во многих случаях электрическая и магнитная энергии тесно связаны друг с другом, каждую из них можно рассматривать как «оборотную сторону» другой. Переменные токи создаются переменными электрическими полями и образуют вокруг себя переменные магнитные поля. Во время...Читать далее » 20 06 2016      greenman       Пока нет комментариев Энергия, переносимая волной может быть огромна. Пример тому – Мировой Океан. Когда спокойная, ласково лижущая берег гладь превращается в шторм, морские волны способны крушить корабли, выбрасывать на берег огромные камни, выплескивать воду в высоко поднятые водоемы,...Читать далее » Понятие «энергия» определяется как мера различных форм движения материи и как мера перехода движения материи из одной формы в другую. Соответственно, виды и типы энергии различают по формам движения материи. Челочек имеет дело с различными видами энергии. По сути, весь технологический процесс есть преобразование одних видов энергии в другие. В процессе прохождения технологического тракта энергия многократно преобразуется из одного вида в другой, что ведет к уменьшению ее полезного количества из-за потерь и рассеяния в окружающей среде.

Типы энергии известные сегодня

• Механическая
• Электрическая
• Химическая
• Тепловая
• Световая (Лучистая)
• Ядерная (Атомная)
• Термоядерная (Термоядерного синтеза)

Кроме того, нам известны и другие виды энергии, названия которых имеют не физический, а описательный смысл, такие как ветровая энергия, или геотермальная энергия. В подобных случаях физическая форма характера энергии подменяется названием ее источника. Поэтому правильно говорить скорее о механической энергии ветра, энергии потока ветра, или тепловой энергии геотермальных источников. В противном случае, количество псевдо энергий можно будет плодить до бесконечности, выдумывая мусорную энергию, водородную энергию, ментальную энергию, или жизненную энергию, и энергию рук. Сочетая слово «энергия» с конкретными объектами мы лишаем эту связку физического смысла. Невозможно измерить количество психической энергии, или энергии воли. Остается лишь намек, что предмет имеет какую-то энергию, а какую – нам неизвестно. Налицо оказывается замусоривание текста или речи словом, не несущим смысловой нагрузки, ведь каждый предмет несет энергию и упоминать об этом бессмысленно. А по аналогии с энергией мысли должна появиться масса мысли, длина, ширина и высота мысли, а также ее плотность. Короче говоря, такие обороты – очевидное свидетельство глупости и неграмотности автора, или оратора.

Физические понятия, связанные с определением слова «энергия»

Но вернемся к реальным физическим понятиям, связанным с определением слова «энергия». Выше перечисленные типы энергии известны человеку и использовались им на протяжении всей истории цивилизации. Исключение составляет разве что энергия атомного распада, полученная лишь в начале 20-го века. Так, механическую энергию мы используем до сих пор, катаясь на велосипеде, используя маятниковые часы, поднимая и опуская грузы краном. Электрическая энергия знакома нам издревле в виде молний и статического электричества. Однако широко этот тип энергии стал применяться лишь с 19 века, когда были изобретены Вольтов столб – батарея постоянного тока и генератор постоянного тока. Однако и в древности люди знали и использовали этот вид энергии, хотя и не повсеместно. Известны древнеегипетские украшения и предметы культа, покрытие которых могло быть выполнено только электролизом. Химическая энергия — пожалуй, самая распространенный и широко используемый вид энергии, как в древности, так и в наши дни. Костер, угли, горелка, спички и многие другие предметы, связанные с горением имеют в своей основе энергию химического взаимодействия органического вещества и кислорода. Сегодня высокотехнологичное «горение» осуществляется в двигателях внутреннего сгорания и газовых турбинах, в плазменных генераторах и топливных элементах. Однако такие устройства, как турбины и двигатели внутреннего сгорания между сырьем (химической энергией) и конечным продуктом (электрической энергией) имеют нехорошего посредника – тепловую энергию. К большому сожалению, к.п.д. тепловых машин невелик, причем ограничения накладывает не материал, а теория. Для тепловой машины предел КПД равен 40%. На основе химических взаимодействий, химической энергии действуют и человеческие тела и все животные. Употребляя в пищу растения, мы получаем от них энергию химических связей, сформированную благодаря поглощению солнечной энергии. То есть, опосредованно, человек также питается солнечной энергией, как питается ей все живое на Земле. Световая лучистая энергия Солнца – это та энергия, без которой не существовало бы жизни на нашей планете. Практически все виды и типы энергии, кроме атомной и термоядерной, можно полагать вторичными, по отношению к лучистой солнечной энергии. Механическая энергия приливов-отливов, а также тепловая геотермальных источников также не связаны с солнечным излучением.

Термоядерная энергия лежит в основе работы нашего центрального светила – Солнца

А это значит, что и солнечная энергия в свою очередь является порождением термоядерной энергии синтеза, выделяющейся в недрах Солнца. Таким образом, подавляющее большинство видов энергии, используемых нами на Земле, имеют своего первичного прародителя в виде термоядерной энергии синтеза. Ядерная, или атомная энергия – единственный вид энергии, выпадающий за пределы «стандартного» природного энергетического оборота. До появления человека, природа не знала (за редким исключением) процессов массового точечного распада атомных ядер с выделением огромной энергии. Исключение составляет африканский природный «атомный реактор» — месторождение урановых руд, где идут реакции атомного распада с нагревом окружающих пород. Однако в природе атомный распад длится миллионы лет, ведь периоды полураспада урана и плутония весьма велики. И хотя атомному распаду подвержены также многие другие атомы, помимо урана и плутония, в целом, в единицу времени эти процессы не вызывают существенных изменений в окружающем веществе. Человек внес свои изменения в энергетический баланс планеты, взрывая бомбы, строя атомные станции, сжигая нефть, газ и уголь. Безусловно, подобные процессы происходили и до человека, но они были растянуты на миллионы лет. Падали метеориты, горели леса, происходили выбросы углекислого газа из болот и толщ мирового океана, распадался уран. Но медленно — в небольших объемах на единицу времени.

Альтернативные источники

Сегодня активно развиваются альтернативные виды энергии и альтернативные источники энергии. Однако в самих этих словах уже кроется ошибочное отношение к слову «энергия». Называя источники энергии «альтернативными» мы противопоставляем их «традиционным» источникам – углю, нефти и газу. И это понятно. Но, говоря «альтернативный вид энергии» мы несем чушь, потому что различные виды энергии существуют вне наших желаний. И не ясно, чему альтернативна энергия ветра, ведь она просто есть. Или чему альтернативна солнечная и термоядерная энергия нашего светила. Мы в любом случае, пользуемся ею, и странно называть ее альтернативной, поскольку как раз для нее альтернатив то и нет. В ближайшие тысячи лет мы никуда не уйдем от использования солнечной энергии, поскольку на ней базируется вся экосистема планеты. Аналогично странно выглядят слова «нетрадиционные виды энергии», «возобновляемые виды энергии», или «экологически чистые виды энергии». Какой вид энергии традиционен? Как можно возобновить тот или иной вид энергии? А как проверить энергию на экологическую чистоту? «Традиционность», «возобновляемость» и «экологичность» разумнее и правильнее отнести к источникам энергии. Тогда все сразу станет ясно и понятно. И тогда, упорядочив причинно-следственные связи можно приступать к поиску. Нетрадиционные виды источников энергии можно легко найти, изучая природу и окружающий мир. Здесь Вам и навоз для отопления, и сено, и генератор, использующий мускульную силу.

Возобновляемые источники энергии следует искать только в среде природных процессов

Подобных процессов не так уж много и все они связаны с движением по планете вещества – земли, воды, воздуха, а также с деятельностью живых организмов. Хотя, строго говоря, возобновляемых источников энергии – нет, поскольку главная наша «батарейка» — Солнце – имеет ограниченный срок службы. А для поиска экологически чистых источников следует для начала ясно определить критерии экологичности, ведь, по сути, любое вмешательство человека в энергобаланс планеты наносит урон экологии. Строго говоря, не может быть экологически чистых источников энергии, ведь они в любом случае будут влиять на экологию. Мы можем лишь свести это влияние к минимуму, или компенсировать его. При этом любые компенсационные воздействия должны производиться в рамках глобальной аналитической прогнозной модели.

greensource.ru

это... Потенциальная и кинетическая энергия. Что такое энергия в физике?

Энергия – это то, благодаря чему существует жизнь не только на нашей планете, но и во Вселенной. При этом она может быть очень разной. Так, тепло, звук, свет, электричество, микроволны, калории представляют собой различные виды энергии. Для всех процессов, происходящих вокруг нас, необходима эта субстанция. Большую часть энергии все сущее на Земле получает от Солнца, но имеются и другие ее источники. Солнце передает ее нашей планете столько, сколько бы выработали одновременно 100 млн самых мощных электростанций.

Что такое энергия?

В теории, выдвинутой Альбертом Эйнштейном, изучается взаимосвязь материи и энергии. Этот великий ученый смог доказать способность одной субстанции превращаться в другую. При этом выяснилось, что энергия является самым важным фактором существования тел, а материя вторична.

Энергия – это, по большому счету, способность выполнять какую-то работу. Именно она стоит за понятием силы, способной двигать тело или придавать ему новые свойства. Что же означает термин «энергия»? Физика – это фундаментальная наука, которой посвятили свою жизнь многие ученые разных эпох и стран. Еще Аристотель использовал слово «энергия» для обозначения деятельности человека. В переводе с греческого языка «энергия» - это «деятельность», «сила», «действие», «мощь». Первый раз это слово появилось в трактате ученого-грека под названием «Физика».

В общепринятом сейчас смысле данный термин был введен в обиход английским ученым-физиком Томасом Юнгом. Это знаменательное событие произошло в далеком 1807 году. В 50-х годах XIX в. английский механик Уильям Томсон впервые использовал понятие «кинетическая энгергия», а в 1853 г. шотландский физик Уильям Ренкин ввел термин «потенциальная энергия».

Сегодня эта скалярная величина присутствует во всех разделах физики. Она является единой мерой различных форм движения и взаимодействия материи. Другими словами, она представляет собой меру преобразования одних форм в другие.

Единицы измерения и обозначения

Количество энергии измеряется в джоулях (Дж). Эта специальная единица в зависимости от вида энергии может иметь разные обозначения, например:

• W – полная энергия системы.
• Q – тепловая.
• U – потенциальная.

Виды энергии

В природе существует множество самых разных видов энергии. Основными из них считаются:

• механическая;
• электромагнитная;
• электрическая;
• химическая;
• тепловая;
• ядерная (атомная).

Есть и другие виды энергии: световая, звука, магнитная. В последние годы все большее число ученых-физиков склоняются к гипотезе о существовании так называемой «темной» энергии. Каждый из перечисленных ранее видов данной субстанции имеет свои особенности. Например, энергия звука способна передаваться при помощи волн. Они способствуют возникновению вибрации барабанных перепонок в ухе людей и животных, благодаря которой можно слышать звуки. В ходе различных химических реакций высвобождается энергия, необходимая для жизнедеятельности всех организмов. Любое топливо, продукты питания, аккумуляторы, батарейки являются хранилищем этой энергии.

Наше светило дает Земле энергию в виде электромагнитных волн. Только так она может преодолеть просторы Космоса. Благодаря современным технологиям, таким как солнечные батареи, мы можем использовать ее с наибольшим эффектом. Излишки неиспользованной энергии аккумулируются в особых энергохранилищах. Наряду с вышеперечисленными видами энергии часто используются термальные источники, реки, приливы и отливы океана, биотопливо.

Механическая энергия

Этот вид энергии изучается в разделе физики, называемом «Механикой». Она обозначается буквой Е. Ее измерение осуществляется в джоулях (Дж). Что собой представляет эта энергия? Физика механики изучает движение тел и взаимодействие их друг с другом либо с внешними полями. При этом энергия, обусловленная движением тел, называется кинетической (обозначается Ек), а энергию, обусловленную взаимодействием тел или внешних полей, именуют потенциальной (Еп). Сумма движения и взаимодействия представляет собой полную механическую энергию системы.

Для расчета обоих видов существует общее правило. Для определения величины энергии следует вычислить работу, необходимую для перевода тела из нулевого состояния в данное состояние. При этом чем больше работа, тем большей энергией будет обладать тело в данном состоянии.

Разделение видов по разным признакам

Существует несколько видов разделения энергии. По разным признакам ее делят на: внешнюю (кинетическую и потенциальную) и внутреннюю (механическую, термическую, электромагнитную, ядерную, гравитационную). Электромагнитная энергия в свою очередь подразделяется на магнитную и электрическую, а ядерная – на энергию слабого и сильного взаимодействия.

Кинетическая

Любые движущиеся тела отличаются наличием кинетической энергии. Она часто так и называется - движущей. Энергия тела, которое движется, теряется при его замедлении. Таким образом, чем быстрее скорость, тем больше кинетическая энергия.

При соприкосновении движущегося тела с неподвижным объектом последнему передается часть кинетической, приводящая и его в движение. Формула энергии кинетической следующая:

• Ек = mv2 : 2,где m — масса тела, v – скорость движения тела.

В словах эту формулу можно выразить следующим образом: кинетическая энергия объекта равна половине произведения его массы на квадрат его скорости.

Потенциальная

Этим видом энергии обладают тела, которые находятся в каком-либо силовом поле. Так, магнитная возникает, когда объект находится под действием магнитного поля. Все тела, находящиеся на земле, обладают потенциальной гравитационной энергией.

В зависимости от свойств объектов изучения они могут иметь различные виды потенциальной энергии. Так, упругие и эластичные тела, которые способны вытягиваться, имеют потенциальную энергию упругости либо натяжения. Любое падающее тело, которое было ранее неподвижно, теряет потенциальную и приобретает кинетическую. При этом величина этих двух видов будет равнозначна. В поле тяготения нашей планеты формула энергии потенциальной будет иметь следующий вид:

• Еп = mhg,где m — масса тела; h – высота центра массы тела над нулевым уровнем; g – ускорение свободного падения.

В словах эту формулу можно выразить так: потенциальная энергия объекта, взаимодействующего с Землей, равна произведению его массы, ускорению свободного падения и высоты, на которой оно находится.

Эта скалярная величина является характеристикой запаса энергии материальной точки (тела), находящейся в потенциальном силовом поле и идущей на приобретение кинетической энергии за счет работы сил поля. Иногда ее называют функцией координат, являющейся слагаемым в лангранжиане системы (функция Лагранжа динамической системы). Эта система описывает их взаимодействие.

Потенциальную энергию приравнивают к нулю для некой конфигурации тел, расположенных в пространстве. Выбор конфигурации определяется удобством дальнейших вычислений и называется «нормировкой потенциальной энергии».

Закон сохранения энергии

Одним из самых основных постулатов физики является Закон сохранения энергии. В соответствии с ним, энергия ниоткуда не возникает и никуда не исчезает. Она постоянно переходит из одной формы в другую. Иными словами, происходит только изменение энергии. Так, например, химическая энергия аккумулятора фонарика преобразуется в электрическую, а из нее – в световую и тепловую. Различные бытовые приборы превращают электрическую в свет, тепло или звук. Чаще всего конечным результатом изменения являются тепло и свет. После этого энергия уходит в окружающее пространство.

Закон энергии способен объяснить многие физические явления. Ученые утверждают, что общий объем ее во Вселенной постоянно остается неизменным. Никто не может создать энергию заново или уничтожить. Вырабатывая один из ее видов, люди используют энергию топлива, падающей воды, атома. При этом один ее вид превращается в другой.

В 1918 г. ученые смогли доказать, что закон сохранения энергии представляет собой математическое следствие трансляционной симметрии времени - величины сопряженной энергии. Другими словами, энергия сохраняется вследствие того, что законы физики не отличаются в различные моменты времени.

Особенности энергии

Энергия – это способность тела совершать работу. В замкнутых физических системах она сохраняется на протяжении всего времени (пока система будет замкнутой) и представляет собой один из трех аддитивных интегралов движения, сохраняющих величину при движении. К ним относятся: энергия, момент импульса, импульс. Введение понятия «энергия» целесообразно тогда, когда физическая система однородна во времени.

Внутрення энергия тел

Она представляет собой сумму энергий молекулярных взаимодействий и тепловых движений молекул, составляющих его. Ее нельзя измерить напрямую, поскольку она является однозначной функцией состояния системы. Всегда, когда система оказывается в данном состоянии, ее внутренняя энергия имеет присущее ему значение, независимо от истории существования системы. Изменение внутренней энергии в процессе перехода из одного физического состояния в другое всегда равно разности между ее значениями в конечном и начальном состояниях.

Внутренняя энергия газа

Помимо твердых тел, энергию имеют и газы. Она представляет собой кинетическую энергию теплового (хаотического) движения частиц системы, к которым относятся атомы, молекулы, электроны, ядра. Внутренней энергией идеального газа (математической модели газа) является сумма кинетических энергий его частиц. При этом учитывается число степеней свободы, представляющее собой число независимых переменных, определяющих положение молекулы в пространстве.

Использование энергии

С каждым годом человечество потребляет все большее количество энергоресурсов. Чаще всего для получения энергии, необходимой для освещения и отопления наших жилищ, работы автотранспорта и различных механизмов, используются такие ископаемые углеводороды, как уголь, нефть и газ. Они относятся к невозобновимым ресурсам.

К сожалению, только незначительная часть энергии добывается на нашей планете с помощью возобновимых ресурсов, таких как вода, ветер и Солнце. На сегодняшний день их удельный вес в энергетике составляет всего 5 %. Еще 3 % люди получают в виде ядерной энергии, производимой на атомных электростанциях.

Невозобновляемые ресурсы имеют следующие запасы (в джоулях):

• ядерная энергия – 2 х 1024;
• энергия газа и нефти – 2 х 10 23;
• внутренне тепло планеты – 5 х 1020.

Годовая величина возобновляемых ресурсов Земли:

• энергия Солнца – 2 х 1024;
• ветер – 6 х 1021;
• реки - 6,5 х 1019;
• морские приливы - 2,5 х 1023.

Только при своевременном переходе от использования невозобновляемых запасов энергии Земли к возобновляемым человечество имеет шанс на долгое и счастливое существование на нашей планете. Для воплощения передовых разработок ученые всего мира продолжают тщательно изучать разнообразные свойства энергии.

fb.ru

Виды источников энергии и их использование

Люди используют различные виды энергии для всего, от собственных движений до отправки космонавтов в космос.

Существует два типа энергии:

• способность совершить (потенциальная)
• собственно работа (кинетическая)

Поставляется в различных формах:

• тепла (тепловая)
• свет (лучистая)
• движение (кинетическая)
• электрическая
• химическая
• ядерная энергия
• гравитационная

Например пища, которую человек ест содержит химическую и тело человека хранит её  пока он или она израсходует как кинетическую во время работы или жизни.

Классификация видов энергии

Люди используют ресурсы разных видов: электричество в своих домах, добываемое  путем сжигания угля, ядерной реакции или ГЭС на реке. Таким образом, уголь, ядерная и гидро называются источником. Когда люди заполняют топливный бак бензином источником может быть нефть или даже выращивание и переработка зерна.

Источники энергии делятся на две группы:

• Возобновляемые
• Невозобновляемые

Возобновляемые и невозобновляемые источники можно использовать в качестве первичных для получения пользы, такого как тепло или использовать для производства вторичных энергетических источников, таких, как электричество.

Когда люди используют электричество в своих домах, электроэнергия вероятно создается сжиганием угля или природного газа, ядерной реакции или ГЭС на реке, или из нескольких источников. Люди используют для топлива своих автомобилей сырую нефть (невозобновляемая), но могут и биотопливо (возобновляемая) как этанол, который производится из переработанной кукурузы

Возобновляемые

Есть пять основных возобновляемых источников энергии:

• Солнечная
• Геотермальное тепло внутри Земли
• Энергия ветра
• Биомасса из растений
• Гидроэнергетика из проточной воды

Биомасса, которая включает древесину, биотопливо и отходы биомассы, является крупнейшим источником возобновляемой энергии, на которую приходится около половины всех возобновляемых и около 5% от общего объема потребления.

Невозобновляемые

Большая часть ресурсов, потребляемых в настоящее время  из невозобновляемых источников:

• Нефтепродукты
• Углеводородный сжиженный газ
• Природный газ
• Уголь
• Ядерная энергия

На невозобновляемые виды энергии приходится около 90% всех используемых ресурсов.

Сырая нефть, природный газ и уголь представляют ископаемые виды топлива, поскольку они были сформированы в течение миллионов лет под действием Солнца, тепла от ядра земли и давления почвы на остатки (или окаменелости) из отмерших растений и существ как микроскопическая диатомия. Большинство нефтяных продуктов, потребляемых в мире изготовлены из сырой нефти, но нефтяные жидкости также могут быть сделаны из природного газа и угля.

Ядерная  энергетика работает  больше на уране, источнике невозобновляемого топлива, чьи атомы делятся (с помощью процесса, называемого ядерным делением) для создания тепла и, в конечном счете, электричества.

Основным видом энергии, потребляемой во многих странах являются нефтепродукты, природный газ, уголь, ядерное и возобновляемое топливо.

Основными пользователями этих запасов являются жилые и коммерческие здания, промышленность, транспорт и электроэнергетика. Характер использования топлива широко варьируется в зависимости от системы применения. Например, нефть обеспечивает 92% топлива, используемого для транспортировки, но  обеспечивает лишь около 1% ресурсов, используемых для выработки электроэнергии. Понимание взаимосвязей между различными видами энергии  и её использование дает представление о многих важных вопросах энергетики.

Первичная энергия

Первичная энергия как вид включает в себя нефть, природный газ, уголь, ядерная энергия и возобновляемые источники энергии.

Электричество является вторичным источником, который создается с помощью этих первичных форм. Например, уголь является первичным источником, который сжигается на электростанциях для выработки электроэнергии, которая является вторичным источником.

Первичные виды энергии обычно измеряются в различных единицах, например, баррелях нефти, кубометрах газа, тоннах угля. Также используется общая единица измерения британская тепловая единица, или БТЕ, для измерения содержания для каждого типа.

1 Гкал/час = 1,163 МВт

1 Вт = 859.8 кал/час

1 Вт = 3.412 BTU/час

BTU — британская тепловая единица (БТЕ) Россия потребляет квадриллионы БТЕ.

В терминах физических величин, один квадриллион составляет примерно 172 миллиона баррелей нефти, 51 млн. тонн угля или 1 трлн. куб. м газа.

На нефть приходится наибольшая доля в потреблении первичной энергии, затем природный газ, уголь, атомные электростанции и  возобновляемые источники энергии (включая гидроэнергию, ветра, биомассы, геотермальные, солнечные).

Как распределяются виды энергии в каждой системе

Различные виды энергии  используются в жилых и коммерческих зданиях, на транспорте, в промышленности и электроэнергетике. Электроэнергетическая система является крупнейшим потребителем первичной и используется для выработки электроэнергии. Почти вся электроэнергия используется в зданиях и промышленности. Общее количество электроэнергетической системы, используемой в жилых и коммерческих зданиях, промышленности и транспорте огромное.

Почти все ядерное топливо используется в электроэнергетической системе для выработки электроэнергии. Её доля в России составляет 18% от первичной энергии. Во Франции – 75%, Венгрии – 52% , Украине – 56%. В среднем в мире порядка 10%.

Смесь первичных источников широко варьируется в различных системах спроса. Энергетическая политика, призванная повлиять на использование конкретного основного источника с целью повлиять на  окружающую среду, экономическую или энергетическую безопасность сосредоточивается на системах, которые являются основными пользователями этого типа энергии. Например, 71% нефти используется в транспортной системе, где она потребляет  92% от общего объема первичного энергопотребления.

Политика по сокращению потребления нефти чаще всего относится к транспортной системе. Эта политика обычно стремится увеличить эффективность автомобильного топлива или поощрять развитие  альтернативных видов топлива.

Около 91% угля и только 1% из нефти, используется для выработки электроэнергии, что выявляет стратегию, влияющую на выработку электроэнергии, и имеет гораздо большее значение на использование угля, чем использование нефти.

Некоторые первичные виды энергии, такие как ядерная и угольная, полностью или преимущественно используются для добычи электричества. Другие, такие как природный газ и возобновляемые источники, более равномерно распределены по системам. Аналогичным образом сейчас транспорт почти полностью зависит от одного вида топлива (нефтяного).

Однако электроэнергетика с внедрением новых технологий больше использует различные источники энергии для выработки электричества. Например, идут практические реализации для получения электричества из биомассы.

Изменяется ли потребление топлива с течением времени

Источники потребляемой энергии с течением времени меняются, но изменения происходят медленно. Например, уголь когда-то широко использовался в качестве топлива для отопления домов и коммерческих зданий, однако конкретное использование угля для этих целей сократилось за последние полвека.

Хотя доля возобновляемого топлива от общего потребления первичной энергии еще относительно невелика, его использование растет во всех отраслях. Кроме того, использование природного газа в электроэнергетике возросло в последние годы из-за низких цен на природный газ, в то время как использование угля в этой системе сократилось.

beelead.com

Разнообразные виды энергии

 

Энергия является величиной физической. Она подразумевает собой все разнообразие движения природных веществ. Разным формам материи соответствуют разные виды энергии.

В повседневной действительности наиболее часто можно наблюдать непосредственное движение и взаимодействие физических веществ и их частей. При этом происходит выделение механической энергии. Она известна человечеству с древнейших лет. Наиболее распространенными ее источниками служат ветер и речное течение, морские приливы и отливы, животные и человек. Виды энергии механического типа подразделяют на две группы. К ним относят кинетическую форму, которой обладают тела в движении, и потенциальную, которая содержится в покоящейся материи.

Разнообразные виды энергии, существующие в природе, включают в себя и световую форму. Она известна всем и сопровождает каждого на протяжении его жизненного периода. Виды источников энергии света известны с древности. Это Солнце и Луна, звезды, костры и факелы, а также растения и животные определенных хемилюминесцентных семейств. Все живые существа на нашей планете способны существовать только лишь благодаря энергии света. Основным его источником на Земле было и остается Солнце. Без этой звезды наша планета выглядела бы как безжизненное тело, закованное в огромной толщины ледяной панцирь. Лучи, посылаемые небесным светилом, способны аккумулироваться и в другие виды энергии. Так, разогревая слои атмосферы и поверхность Земли, Солнце является источником тепла. Этот вид энергии является первопричиной возникновения ветра. В свою очередь, данное природное явление служит источником механического движения. Благодаря солнечным лучам возникает энергия газовых, нефтяных и угольных месторождений, а также лесов, полей и лугов, называемая химической.

Огромной силой обладает и движение частиц воды. Энергия волны представляет собой постоянные переходы из кинетической формы в потенциальную. Каждый из этих видов движения способен передаваться со своей характерной скоростью. Первоисточником, который подпитывает энергию волн, в большинстве случаев является ветер, который возникает в результате нагрева земной поверхности.

В природе существует также движение звуковых волн. Энергия, передаваемая попеременно сжимаемыми и разряжаемыми слоями воздуха, распространяется в пространстве со скоростью звука. Движение волн электромагнитных полей в физике называют излучением. Энергия данного вида переносится аналогично звуковой и водной. Ее основными источниками служат космические излучения, магнитное поле нашей планеты, а также определенные виды рыб.

Когда речь заходит об использовании энергии, то ее классифицируют на свободную (механическую и электрическую, химическую и электромагнитную, а также ядерную) и на хаотическую (тепловую). Все типы движения не возникают из ничего и не уходят бесследно. Свободные виды энергии переходят в хаотическую, имеющую меньшую температуру, и могут быть использованы практически полностью.

В современном мире человечество применяет не только силу природных явлений. Оно научилось выделять ее из других форм: химической, механической и электромагнитной.

Первоисточником любого из видов энергии являются термоядерные реакции, происходящие на Солнце. В связи с этим, ученые нашей планеты поставили перед собой задачу, решение которой позволит получить искусственное светило. Новые виды энергии должны дать толчок к бурному развитию агропромышленного комплекса и промышленности. Если человечество будет обладать неиссякаемыми запасами термоядерного источника, то оно сможет осуществить любые свои мечты.

fb.ru

Энергия

Только благодаря энергии на нашей планете существует жизнь. Энергия бывает разная. Тепло, свет, звук, микроволны, электричество — все это разные виды энергии. Для всех происходящих в природе процессов требуется энергия. При любом процессе один вид энергии преобразуется в другой. Продукты питания – картофель, хлеб и т.д. – это хранилища энергии. Почти всю используемую на Земле энергию мы получаем от Солнца. Солнце передает Земле столько энергии, сколько произвели бы 100 миллионов мощных электростанций.

Виды энергии

Энергия существует в самых разных видах. Кроме тепловой, световой и энергии звука есть еще химическая энергия, кинетическая и потенциальная. Электрическая лампочка излучает тепловую и световую энергию. Энергия звука передается при помощи волн. Волны вызывают вибрацию барабанных перепонок, и поэтому мы слышим звуки. Химическая энергия высвобождается в ходе химических реакций. Продукты питания, топливо (уголь, нефть, бензин), а также батарей­ки — это хранилища  химической энергии. Пищевые продукты — это склады химической энергии, высвобождающейся внутри организма.

Движущиеся тела обладают кинетической энергией, т.е. энергией движения. Чем быстрее движется тело, тем боль­ше его кинетическая энергия. Теряя скорость, тело теряет кинетическую энергию. Ударяясь о неподвижный объект, движущееся тело передает ему часть своей кинетической энергии и при­водит его в движение. Часть энергии, получаемой с пищей, животные обращают в кинетическую.

Потенциальной энергией обладают тела, находящиеся в силовом поле, например в гравитационном или  магнитном. Эластичные или упругие тела (обладающие способностью вытягиваться) имеют потенциальную энергию натяжения или упругости. Маятник обладает максимальной потенциальной энергией, когда находится в верхней точке. Разворачиваясь, пружина освобождает свою потенциальную энергию и заставляет колёсики в часах вращаться. Растения получают энергию от Солнца и производят питательные вещества — создают запасы химической энергии.

Превращение энергии

Закон сохранения энергии говорит, что энергия не создается из ничего и не теряется бесследно. При всех происходящих в природе процессах один вид энергии превращается в другой. Химическая энергия батареек фонарика превращается в электрическую. В лампочке электрическая энергия превращается в тепловую и световую. Мы привели пример этой «энергетической цепочки» чтобы показать вам, как один вид энергии превращается в другой.

Уголь — это спрессованные останки растении, живших много лет назад. Когда-то они получили энергию от Солнца. Уголь представляет собой запас химической энергии. Когда уголь сгорает, его химическая энергия прекращается в тепловую. Тепловая энергия нагревает воду, и она испаряется. Пар вращает турбину. производя тем самым кинетическую энергию — энергию движения. Генератор преобразует кинетическую энергию в электрическую. Разнообразные устройства — лампы, телевизоры, обогреватели, магнитофоны — потребляют электроэнергию и переводят в звук, свет и тепло.

Конечными результатами во многих процессах превращения энергии являются свет и тепло. Хотя энергия не пропадает, она уходит в пространство, и её трудно уловить и использовать.

Солнечная энергия

Энергия Солнца доходит до Земли в виде электромагнитных волн. Только так энергия может передаваться через открытый космос. Она может использоваться для создания электроэнергии при помощи фотоэлементов или для нагревания воды в солнечных коллекторах. Панель коллектора поглощает тепловую энергию Солнца. На рисунке показана панель коллектора в разрезе. Черная панель поглощает поступающую от Солнца тепловую энергию, и вода в трубах нагревается. Так устроена крыша дома, обогреваемого Солнцем. Солнечная энергия передаётся воде, используемой для бытовых нужд и отопления. В энергохранилище попадают излишки тепла. Энергия сохраняется при помощи химических реакций.

Энергетические ресурсы 

Энергия нужна нам для освещения и обогрева жилищ, для приготовления пищи, для того, чтобы могли работать заводы и двигать­ся автомобили. Эта энергия образуется при сгорании топлива. Есть и другие способы получения энергии — к примеру, ее производят гидроэлектростанции. Для приготовления пищи и обогрева жилья почти половина населения Земли сжигает дрова, навоз или уголь.

Древесина, уголь, нефть и природный газ называются невозобновимыми ресурса­ми, так как их используют только один раз. Солнце, ветер, вода — это возобновимые энергоресурсы, так как сами они не исчезают при производстве энергии. В своей деятельности человек использует для добычи энергии ископаемые ресурсы – 77%, древесину – 11%, возобновляемые энергоресурсы – 5% и ядерную энергию – 3%. Уголь, нефть и природный газ мы называем ископаемым топливом, так как мы добываем их из недр Земли. Образовались они из останков растений и животных. Почти 20% используемой нами энергии производится из угля. При сгорании топлива в атмосферу попадают углекислый газ и другие газы. В этом отчас­ти заключается причина таких явлений, как кислотные дожди и парниковый эффект. Только около 5 процентов энергии добывается из возобновимых источников. Это энергия Солнца, воды и ветра. Еще один возобновимый источник энергии — газ, образующийся при гниении. Когда органические вещества гниют, выделяются газы, в частности метан. Из него в основном и состоит природный газ, который используется для обогрева домов и нагревания воды. На протяжении нескольких тысячелетий люди используют энергию ветра для пере­движения парусных судов и вращения ветряных мельниц. Ветер также может произ­водить электричество и перекачивать воду.

Единицы измерения энергии и мощности

Для измерения количества энергии употребляется специальная единица — джоуль (Дж). Тысяча джоулей составля­ют один килоджоуль (кДж). Обыкновенное яблоко (около 100 г) содержит 150 кДж химической энергии. В 100 г шоколада содержится 2335 кДж. Мощность —  это  количество энергии, используемой за единицу времени. Мощность измеряется в ваттах (Вт). Один ватт равен одному джоулю за секунду. Чем больше энергии за определенное время произ­водит тот или иной механизм, тем боль­ше его мощность. Лампочка мощностью в 60 Вт использует 60 Дж в секунду, а лампочка в 100 Вт использует за секунду 100 Дж.  

Коэффициент полезного действия

Любой механизм потребляет энергию од­ного вида (например, электрическую) и превращает ее в энергию другого вида. Коэффициент полезного действия (КПД) механизма тем больше, чем большая часть потребляемой энергии превращается в необходимую энергию. КПД почти всех автомобилей невысок. В среднем автомобиль преобразует лишь 15% химической энергии бензина в кинетическую энергию. Вся остальная энергия превращается в тепло. КПД флуоресцентных ламп выше КПД обычных электрических лампочек, поскольку во флуоресцентных лампах больше электричества превращается в свет и меньше уходит на производство тепла.

www.polnaja-jenciklopedija.ru

Контрольные вопросы к теме №1

1. Назовите основные этапы в истории использования энергии человеком, укажите их значение.

2. Какая связь между развитием цивилизации человечества и энергопотреблением? Объясните характер их изменения во времени и укажите тенденции.

3. Что такое энергетическая система? Ее основное назначение. Какие системы в ней функционируют?

4. Что представляют собой топливно-энергетические ресурсы? Как они классифицируются?

5. Что такое вторичные энергетические ресурсы? Назовите их и укажите способы их получения.

6. Что такое энергоемкость первичных энергоресурсов? Для чего введено понятие условного топлива?

7. Каковы основные тенденции мирового потребления ТЭР?

8. В чем суть энергетического кризиса 70-х гг. в Западной Европе и в 90-х гг. в странах СНГ? Какие Вы видите пути преодоления энергетического кризиса в Беларуси?

9. Чем можно объяснить интенсивное использование нефти в мировом энергобалансе и каковы дальнейшие перспективы ее использования?

10. Поясните возможности и перспективы использования водорода в энергетике.

11. Что такое энергоэффективные технологии? Каковы мотивы их внедрения?

Тема 2. Виды энергии. Получение, преобразование и использование энергии Лекция 2. Виды энергии. Получение, преобразование и использование энергии

Основные понятия:

энергия; кинетическая и потенциальная энергия; виды энергии; энергетика; энергосистема; электроэнергетическая система; потребители энергии; традиционная и нетрадиционная энергетика; графики нагрузки; энергопотребление на душу населения; энергоемкость экономики; показатель энергоэкономического уровня производства.

Энергия и ее виды

Энергия – всеобщая основа природных явлений, базис культуры и всей деятельности человека. В то же время подэнергией(греческое –действие, деятельность)понимается количественная оценка различных форм движения материи, которые могут превращаться одна в другую.

Согласно представлениям физической науки, энергия –это способность тела или системы тел совершать работу. Существуют различные классификации видов и форм энергии. Человек в своей повседневной жизни наиболее часто встречается со следующими видами энергии: механическая, электрическая, электромагнитная, тепловая, химическая, атомная (внутриядерная). Последние три видаотносятся к внутренней форме энергии, т.е. обусловлены потенциальной энергией взаимодействия частиц, составляющих тело, или кинетической энергией их беспорядочного движения.

Если энергия – результат изменения состояния движения материальных точек или тел, то она называется кинетической; к ней относят механическую энергию движения тел, тепловую энергию, обусловленную движением молекул.

Если энергия – результат изменения взаимного расположения частей данной системы или ее положения по отношению к другим телам, то она называется потенциальной; к ней относят энергию масс, притягивающихся по закону всемирного тяготения, энергию положения однородных частиц, например, энергию упругого деформированного тела, химическую энергию.

Энергию в естествознании в зависимости от природы делят на следующие виды.

Механическая энергия – проявляется при взаимодействии, движении отдельных тел или частиц.

К ней относят энергию движения или вращения тела, энергию деформации при сгибании, растяжении, закручивании, сжатии упругих тел (пружин). Эта энергия наиболее широко используется в различных машинах – транспортных и технологических.

Тепловая энергия– энергия неупорядоченного (хаотического) движения и взаимодействия молекул веществ.

Тепловая энергия, получаемая чаще всего при сжигании различных видов топлива, широко применяется для отопления, проведения многочисленных технологических процессов (нагревания, плавления, сушки, выпаривания, перегонки и т.д.).

Электрическая энергия – энергия движущихся по электрической цепи электронов (электрического тока).

Электрическая энергия применяется для получения механической энергии с помощью электродвигателей и осуществления механических процессов обработки материалов: дробления, измельчения, перемешивания; для проведения электрохимических реакций; получения тепловой энергии в электронагревательных устройствах и печах; для непосредственной обработки материалов (электроэрозионная обработка).

Химическая энергия – это энергия, «запасенная» в атомахвеществ, которая высвобождается или поглощается при химических реакциях между веществами.

Химическая энергия либо выделяется в виде тепловой при проведении экзотермических реакций (например, горении топлива), либо преобразуется в электрическую в гальванических элементах и аккумуляторах. Эти источники энергии характеризуются высоким КПД (до 98%), но низкой емкостью.

Магнитная энергия – энергия постоянных магнитов, обладающих большим запасом энергии, но «отдающих» ее весьма неохотно. Однако электрический ток создает вокруг себя протяженные, сильные магнитные поля, поэтому чаще всего говорят об электромагнитной энергии.

Электрическая и магнитная энергии тесно взаимосвязаны друг с другом, каждую из них можно рассматривать как «оборотную» сторону другой.

Электромагнитная энергия – это энергия электромагнитных волн, т.е. движущихся электрического и магнитного полей. Она включает видимый свет, инфракрасные, ультрафиолетовые, рентгеновские лучи и радиоволны.

Таким образом, электромагнитная энергия – это энергия излучения. Излучение переносит энергию в форме энергии электромагнитной волны. Когда излучение поглощается, его энергия преобразуется в другие формы, чаще всего в теплоту.

Ядерная энергия – энергия, локализованная в ядрах атомов так называемых радиоактивных веществ. Она высвобождается при делении тяжелых ядер (ядерная реакция) или синтезе легких ядер (термоядерная реакция).

Бытует и старое название данного вида энергии – атомная энергия, однако это название неточно отображает сущность явлений, приводящих к высвобождению колоссальных количеств энергии, чаще всего в виде тепловой и механической.

Гравитационная энергия– энергия, обусловленная взаимодействием (тяготением) массивных тел, она особенно ощутима в космическом пространстве. В земных условиях, это,например, энергия, «запасенная» телом, поднятым на определенную высоту над поверхностью Земли – энергия силы тяжести.

Таким образом, в зависимости от уровня проявления, можно выделить энергию макромира – гравитационную, энергию взаимодействия тел – механическую, энергию молекулярных взаимодействий – тепловую, энергию атомных взаимодействий – химическую, энергию излучения – электромагнитную, энергию, заключенную в ядрах атомов – ядерную.

Современная наука не исключает существование и других видов энергии, пока не зафиксированных, но не нарушающих единую естественнонаучную картину мира и понятие об энергии.

В Международной системе единиц СИ в качестве единицы измерения энергии принят 1 Джоуль (Дж). 1 Дж эквивалентен 1 ньютон метр (Нм). Если расчеты связаны с теплотой, биологической и многими другими видами энергии, то в качестве единицы энергии применяется внесистемная единица - калория (кал) или килокалория (ккал), 1кал=4,18 Дж. Для измерения электрической энергии пользуются такой единицей, как Ватт·час (Вт·ч, кВт·ч, МВт·ч), 1 Вт·ч=3,6 МДж. Для измерения механической энергии используют величину 1 кг·м=9,8 Дж.

Энергия, непосредственно извлекаемая в природе (энергия топлива, воды, ветра, тепловая энергия Земли, ядерная), и которая может быть преобразована в электрическую, тепловую, механическую, химическую называетсяпервичной. В соответствии с классификацией энергоресурсов по признаку исчерпаемости можно классифицировать и первичную энергию. На рис. 2.1 представлена схема классификации первичной энергии.

Рис. 2.1. Классификация первичной энергии

При классификации первичной энергии выделяют традиционныеинетрадиционныевиды энергии. К традиционным относятся такие виды энергии, которые на протяжении многих лет широко использовались человеком. К нетрадиционным видам энергии относят такие виды, которые начали использоваться сравнительно недавно.

К традиционным видам первичной энергии относят: органическое топливо (уголь, нефть и т.д.), гидроэнергию рек и ядерное топливо (уран, торий и др.).

Энергия, получаемая человеком, после преобразования первичной энергии на специальных установках - станциях, называется вторичной(электрическая энергия, энергия пара, горячей воды и т.д.).

Преимущества электрической энергии. Электрическая энергия является наиболее удобным видом энергии и по праву может считаться основой современной цивилизации. Подавляющее большинство технических средств механизации и автоматизации производственных процессов (оборудование, приборы ЭВМ), замена человеческого труда машинным в быту имеют электрическую основу.

Немногим более половины всей потребляемой энергии используется в виде тепла для технических нужд, отопления, приготовления пищи, оставшаяся часть - в виде механической, прежде всего в транспортных установках, и электрической энергии. Причем доля электрической энергии с каждым годом растет (рис. 2.2).

Электрическая энергия– более универсальный вид энергии. Она нашла широкое применение в быту и во всех отраслях народного хозяйства. Насчитывается свыше четырехсот наименований электробытовых приборов: холодильники, стиральные машины, кондиционеры, вентиляторы, телевизоры, магнитофоны, осветительные приборы и т.д. Нельзя представить промышленность без электрической энергии. В сельском хозяйстве применение электричества непрерывно расширяется: кормление и поение животных, уход за ними, отопление и вентиляция, инкубаторы, калориферы, сушилки и т.д.

Электрификация– основа технического прогресса любой отрасли народного хозяйства. Она позволяет заменить неудобные для использования энергетические ресурсы универсальным видом энергии – электрической энергией, которую можно передавать на любое расстояние, превращать в другие виды энергии, например, в механическую или тепловую, делить ее между потребителями.Электричество– очень удобный для применения и экономичный вид энергии.

Рис. 2.2. Динамика потребления электрической энергии

Электрическая энергия обладает такими свойствами, которые делают ее незаменимой в механизации и автоматизации производства и вповседневной жизни человека:

1. Электрическая энергия универсальна, она может быть использована для самых различных целей. В частности, ее очень просто превратить в тепло. Это делается, например, в электрических источниках света (лампочках накаливания), в технологических печах, используемых в металлургии, в различных нагревательных и отопительных устройствах. Превращение электрической энергии в механическую используется в приводах электрических моторов.

2. При потреблении электрической энергии ее можно бесконечно дробить. Так, мощность электрических машин в зависимости от их назначения различна: от долей ватта в микродвигателях, применяемых во многих отраслях техники и в бытовых изделиях, до огромных величин, превышающих миллион киловатт, в генераторах электростанций.

3. В процессе производства и передачи электрической энергии, можно концентрировать ее мощность, увеличивать напряжение и передавать по проводам как на малые, так и на большие расстояния любое количество электрической энергии от электростанции, где она вырабатывается, всем ее потребителям.

studfiles.net

это что такое? Определение, виды :: SYL.ru

Энергия - это способность что-то изменить: например, температуру тел, их расположение или магнитные свойства. То есть с технической точки зрения – способность выполнять работу. Энергия (значение слова по-гречески (energeia) – "деятельность") определяет все, что происходит в мире.

Энергия как работа

Например, если требуется закипятить воду, то необходимо применить энергию тепла. Вода нагревается, так как приложенная тепловая энергия ускоряет движение молекул. Точно так же человек использует энергию при поднятии любого предмета, только здесь изменяется положение предмета, а затраченная энергия преобладает над силой тяжести и инерцией. Древние люди использовали только собственные силы в виде источников энергии или силы домашних животных. Очень простой пример тепловой энергии можно увидеть, если потереть ладони друг о друга. С приложением небольших физических усилий выделяется ощутимое тепло между ладонями – это энергия тепла.

Понятие "энергия" в философии означает все родственное силе, способное на какое-либо достижение, согласно терминологии Аристотеля. Первым источником энергии извне, которым воспользовался человек, был огонь. Древний человек использовал огонь для обогрева своего жилища и приготовления еды.

У современных людей пребывают на службе мощнейшие источники энергии, которые превышают человеческую силу в миллион раз. Еду современный человек готовит не только с помощью огня, а предметы, весящие тонны, поднимает с помощью механизмов, строит новые города и покоряет космос.

Солнце как источник энергии

Все виды энергии, которые так необходимы человечеству, животным и растениям для жизни на Земле, испокон веков происходят от Солнца. Солнце можно сравнить с наимощнейшей электростанцией, постоянно производящей энергию.

Интересно, что за одну секунду оно создает столько энергии, сколько смогут выработать все атомные электростанции США на протяжении 10 миллионов лет. Все источники энергии Земли, вспыхнув одновременно, не смогли бы затмить Солнце. И еще один пример: кусочек внешней оболочки Солнца величиной со спичечный коробок светит ярче, чем 10 миллионов свечей. Во внутренней оболочке Солнца постоянно происходят атомные реакции, которые и являются основой работы этой мощнейшей электростанции. Источник этой энергии практически неисчерпаем, но ученые мира заявляют, что через 2 миллиарда лет Солнце сожжет все свое горючее и поэтому все живое на планете Земля исчезнет. А пока звезда по имени Солнце будет выбрасывать в космос свои неисчерпаемые потоки энергии, наименьшую частицу которой получает планета Земля в виде света и тепла. Этой минимальной частицы целиком хватает для существования всего живого на Земле.

Ископаемые источники энергии

Планете понадобились миллионы лет, чтобы накопить в земной коре источники, которые можно превратить в энергию, в виде угля, торфа, нефти и природного газа. Человечество бездумно тратит эти запасы, не задумываясь о потомках, и это правда. Залежи нефти и газа, производимые Землей на протяжении одного миллиона лет, человечество тратит за год. Эти источники энергии относятся к невозобновляемым, так как, сгорев однажды, они исчезают. И следующего образования угля, нефти и газа можно ожидать только через несколько сотен миллионов лет. Из-за этого нарушается энергетический баланс энергии на Земле, так как соотношение получаемой энергии и той, которая отдается в космос, должно быть уравновешено.

В результате такого быстрого уничтожения запасов образуются газы, которые препятствуют возврату в космос избытка солнечной энергии. Поэтому наша планета становится все теплее, то есть создается парниковый эффект. Он настолько может изменить мировой климат, что произойдет увеличение площади пустынь, разразятся опустошающие ураганы, растает лед на полюсах и, как следствие, поднимется уровень моря и множество побережий окажутся под водой.

Определение энергии

Если вас попросят: "Дайте определение энергии", - можно смело отвечать, что энергия - это субстанция, которая никуда не исчезает, может лишь накапливаться и трансформироваться, переходя из одного вида в другой. Например, растения требуют света, они превращают солнечную энергию и накапливают ее. Эту энергию они отдают людям и животным в виде съедобных продуктов. Люди и животные, получив энергию от растений, превращают ее в другие виды энергии, например в мышечную силу. С другой стороны, все добытые из коры земли энергетические запасы созданы из останков животных и растений, которые жили много миллионов лет назад, под действием давления и высокой температуры в коре Земли. При сгорании их также освобождается энергия, которая происходит от Солнца.

Единицы измерения энергии

Энергия – это величина, измеряемая в джоулях, единицах, названных в честь английского физика Джеймса Джоуля. Джоуль – очень маленькая частица энергии, например, энергия, которую выделяет при охлаждении чашка кофе, равняется 100 000 джоулей. Поэтому для удобства количество энергии выражают в килоджоулях и мегаджоулях. Чтобы узнать, сколько энергии вырабатывается в конкретную единицу времени, используется еще она единица измерения – ватт, называемая единицей измерения мощности. Для примера можно взять человеческий организм. Интересно, что во время нормальной жизнедеятельности человека его мощность равняется мощности электрической лампочки (примерно 100 ватт). Сердце обычно работает с мощностью 3 ватта, что отвечает мощности карманного фонарика. Прогресс не стоит на месте, и сегодня машины во много раз увеличили возможности человеческой силы. Один маленький трактор мощностью 50 киловатта делает работы больше, чем 100 сильных спортсменов, а мощность реактивного самолета достигает 6 мегаватт.

Энергия: определение, виды, на которые она подразделяется

Суть энергии состоит в свойстве накапливаться и переходить из одного состояния в другое, на этом основываются все человеческие изобретения и открытия.Энергия подразделяется на потенциальную и кинетическую. Все вещества во Вселенной обладают своей энергией. Если держать камень в руке, он имеет свою потенциальную энергию, то есть энергию покоя, но как только камень отпустить, потенциальная энергия переходит в другой вид энергии - кинетическую, то есть в энергию движения. Можно рассмотреть пример превращения угля в свет. При сгорании некоторого количества угля потенциальная солнечная энергия, которая в нем накопилась, превращается в теплоту. Высокая температура, в свою очередь, заставляет воду испаряться. Кинетическая энергия движения паров передается на ротор турбины, приводя ее в движение. Эта энергия в генераторе превращается в электрическую, которая передается по электропроводам к лампочке. Дальше спираль лампочки нагревается и начинает накаляться, энергия превращается в тепловую. Часть накаленной спирали в вакууме излучает световую энергию, в лампочке загорается свет. Виды энергий могут постоянно меняться, трансформируясь друг в друга.

Вечный двигатель

С тех пор, как только люди начали познавать понятие энергии, они стремятся получить ее с наименьшими потерями. Изобретатели стремятся открыть такой механизм, который вырабатывал бы ее, то есть был бы вечным двигателем, постоянно двигаясь, но при этом не используя энергию. Теорий задумано огромное множество, но, к сожалению, такое изобретение невозможно. Энергию нельзя произвести, можно только освободить накопленную потенциальную и превратить ее в другую форму.

Существует множество форм различной энергии и все они взаимосвязаны друг с другом.

Формы энергии

Энергии бывают "твердыми", источниками которых служат:

• уголь;
• нефть;
• газ;
• атом.

Поскольку для их получения используют полезные ископаемые, они могут навредить окружающей среде.

А существуют еще "мягкие" энергии, например:

• энергия воды;
• энергия ветра;
• биоэнергия;
• солнечная энергия.

Трансформация энергии

Энергию движения можно превратить в электрическую , электрическую - в световую и тепловую, солнечную – в электрическую, химическую – в тепловую и т.д. Но общее количество энергии остается всегда неизменным. Например, при движении автомобиля часть энергии при сгорании бензина превращается в энергию движения, а часть - в тепловую, которая не исчезает, а выделяется в окружающую среду. Часть этой тепловой энергии можно использовать для обогрева салона с помощью радиатора печки. Когда в автомобиле заканчивается бензин, это значит, что у него закончились энергетические ресурсы. Но ученый бы выразился по-другому: он бы сказал, что энергия трансформировалась. Фундаментальное утверждение современной науки - это закон сохранения энергии. Энергию нельзя создать или уничтожить, она лишь изменяет свою форму. Это значит, что силы энергии, которые существуют во Вселенной, присутствуют в ней с самого начала и будут присутствовать, пока не исчезнет сама Вселенная. Не существует такой машины, которая бы выделяла больше энергии, чем использует, поэтому вечный двигатель невозможно изобрести. Превращение энергии происходит по тем же законам, что и течение реки: всегда только в одном направлении.

КПД энергии

Превращение энергии из одной формы в другую всегда сопровождается потерей теплоты, и чем меньше эти потери, тем лучше используется эта энергия, и тем экономнее сама машина. Например, велосипедист 95% своей физической силы превращает в физическую энергию и только 5% идет на тепловые остатки от работы велосипеда. Соотношение между потраченной энергией и полученной называется коэффициентом полезного действия. У велосипедиста он равен 95%, а у автомобиля он составит всего 25%, потому что только эта часть идет на приведение машины в движение, а остальная – тепловые излишки.

Энергия воды

Вода имеет огромную силу, она одолевает долины и горы, проделывает путь через самые немыслимые преграды. Недаром в народе говорят: «Вода камень точит». Чтобы добыть энергию из воды, ее необходимо приручить. В большинстве случаев для этого строят плотины и дамбы, которые преграждают путь в море потоку, накапливают воду, создавая искусственные водоемы. В таком виде вода имеет потенциальную энергию.

При падении с дамбы вода притягивается земной гравитацией и вырабатывается гравитационная энергия, когда вода падает с высоты вниз. На электростанциях эта вода имеет механическую энергию, когда приводит в движение турбины, которые превращают ее в электрическую. Ток по проводам устремляется к различным потребителям электроэнергии. Когда включается лампочка, она дает свет, то есть электромагнитную энергию и теплоту.

Биологическая энергия

Биоэнергия – это энергия растений, относится к обновляемым видам энергии. Растения получают свою энергию непосредственно от Солнца и для всего живого на земле растения – самый важный источник энергии и продуктов питания. Под влиянием света растения вырабатывают из углекислого газа и воды, которые находятся в воздухе, богатый энергией водород. Животные и люди проходят более сложный путь, ведь они не могут, как растения, синтезировать еду самостоятельно. Они обходными путями все равно возвращаются к растениям, чтобы в виде продуктов питания получить от них накопленную энергию. Множество животных и большинство людей питаются не только растениями, но и мясом животных, которые тоже питались растениями. Живой организм может существовать только в том случае, если с пищей он получает больше энергии, чем тратит на ее приобретение.

Атомная энергия

Самая знаменитая научная формула изобретена немецким физиком Альбертом Эйнштейном. Ее содержание: энергия – это масса, умноженная на квадрат скорости света. Формула утверждает, что масса есть не что иное, как форма энергии. Из этого следует, что можно превратить энергию в материю и рассчитать, сколько энергии из этого превращения получится. Первым практическим результатом этого превращения стали атомные бомбы, которые в конце Второй мировой войны были испытаны над японскими городами. Крошечное количество материи урана трансформировали в огромное количество разрушающей энергии. И хотя только седьмая часть превратилась в энергию, разрушающее действие ее было ужасным. Ударная волна и тепловое излучение уничтожили города, сотни тысяч жителей умерли из-за радиоактивного излучения.

Силу атома пытаются сегодня приручить на атомных электростанциях. Здесь ядерная реакция происходит не в виде взрыва, а как постепенная отдача теплоты. При этом радиоактивное излучение стараются тщательно изолировать с помощью специальных защитных кожухов.

Полученное тепло превращает воду в пар, который движет турбину, и электрогенератор, и дальше работает схема, как на тепловых электростанциях, - разница только в используемом материале. Для того чтобы атомное ядро освободило энергию, его необходимо разрушить и расщепить. Ученые научились расщеплять ядро атома урана. Для этого на него воздействуют нейтронами, обладающими низкой энергией. Тогда оно распадается на два более легких ядра, которые вырабатывают энергию, в результате чего высвобождается несколько новых нейтронов. Они возобновляют реакцию с последующим расщеплением ядер, то есть превращают процесс в цепную реакцию, которая происходит с огромной скоростью и длится до тех пор, пока не закончится уран, подвергшийся расщеплению.

Откуда берется столько энергии при расщеплении атома? Дело в том, что суммарная масса двух новых атомов, которые возникли в процессе расщепления, намного меньше, чем изначального атома. Отсутствующий остаток материи превратился в энергию, количество которой огромно. Процесс расщепления ядра является основой для создания атомного оружия и атомных реакторов. Задача заключается в получении мирной энергии атома. Для этого необходимо откорректировать цепную реакцию его расщепления так, чтобы не состоялся взрыв. Для этого реакцию необходимо замедлить, в качестве таких замедлителей используют водород или воду. Они тормозят процесс проникновения потока нейтронов в ядерный реактор, вылавливают нейтроны, пропуская только необходимое для медленного распада количество.

Возникает множество споров по поводу использования атомных электростанций. С одной стороны, чтобы обеспечить развитие нашей цивилизации на высоком техническом уровне, необходимо использовать атомный источник энергии. С другой стороны, производство атомной энергии довольно опасно. Радиоактивное излучение – это побочная энергия, которая выделяется при расщеплении атома. Его нельзя ни увидеть, ни услышать, оно не имеет вкуса и запаха, но оно смертельно опасно для всего живого. Примером стал взрыв на Чернобыльской АЭС. В окружающую среду были выброшены огромные дозы радиации, тысячи людей погибли, получив лучевую болезнь, десятки тысяч болеют и умирают от рака, из района радиации переселены целые города. А за радиоактивные отходы атомных станций потомки могут расплачиваться на протяжении тысячи лет. Самые современные защитные разработки не могут гарантировать полной защиты атомных электростанций. Слишком много зависит от человека, а ему свойственно ошибаться.

Солнечные батареи

Единственной безопасной атомной электростанцией является Солнце, потому что оно находится от нас на расстоянии 150 миллионов километров. Можно ли превратить энергию Солнца непосредственно в электрическую? Да, такая возможность существует, и реализуется она с помощью солнечных батарей. Такая техника была создана всего несколько десятилетий назад, но уже успешно используется.

Солнечные батареи – это пластины с чрезвычайно тонкими слоями. Один слой сделан из кремния, а второй – из кремния и бора. Вместе с солнечным светом, попадающим на солнечную батарею, на ее внешний слой попадают фотоны – наименьшие частички света, излучаемые Солнцем. Они перемещают электроны во второй слой и создают электрическое напряжение. Перемещаемые электроны попадают в накопитель тока, а затем в электрическую цепь. С каждым годом солнечные батареи совершенствуются, возможно, в будущем они смогут обеспечить нашу планету электроэнергией. Возможно, электрическую и тепловую энергию будут добывать из возобновляемых источников, таких как ветер, солнце, вода и водород и растения. Они неисчерпаемы, по крайней мере, пока светит Солнце.

www.syl.ru

---

• 
  Система смазки двигателя
• 
  Рулевое управление
• 
  Двигатель д 245 фото
• 
  Маз зубренок схема переключения передач
• 
  Схема переключения передач маз 5551
• 
  Маз 5551 схема переключения передач
• 
  Маз 500 автокран технические характеристики
• 
  Двигатель 508
• 
  Маз устройство заднего моста
• 
  Устройство заднего моста маз
• 
  Маз устройство