Добавлен: 12.01.2024
Просмотров: 138
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
В основном энергию, используемую в быту и промышленности, мы добываем на поверхности Земли или в ее недрах. Например, во многих слаборазвитых странах жгут древесину для отопления и освещения жилищ, тогда как в развитых странах для получения электроэнергии сжигают различные ископаемые источники топлива — уголь, нефть и газ. Ископаемые виды топлива представляют собой не возобновляемые источники энергии. Их запасы восстановить невозможно. Ученые сейчас изучают возможности использования неисчерпаемых источников энергии.
Ископаемые виды топлива
Уголь, нефть и газ — невозобновляемые источники энергии, которые сформировались из остатков древних растений и животных, обитавших на Земле миллионы лет назад (подробнее в статье «Древнейшие формы жизни«). Эти виды топлива добываются из недр и сжигаются для получения электроэнергии. Однако использование ископаемых источников топлива создает серьезные проблемы. При современных темпах потребления известные запасы нефти и газа будут исчерпаны уже в ближайшие 50 лет. Запасов угля хватит лет на 250. При сжигании этих видов топлива образуются газы, под воздействием которых возникает парниковый эффект и выпадают кислотные дожди.
Возобновляемые источники энергии
По мере роста численности населения (см. статью «Население Земли«) людям требуется все больше энергии, и многие страны переходят к использованию возобновляемых источников энергии — солнца, ветра и воды. Идея их применения пользуется широкой популярностью, так как это — экологически чистые источники, использование которых не наносит вреда окружающей среде.
Гидроэлектростанции
Энергию воды используют на протяжении многих веков. Вода вращала водяные колеса, использовавшиеся для разных целей. В наши дни построены огромные плотины и водохранилища, и вода применяется для выработки электроэнергии. Течение реки вращает колеса турбин, превращая энергию воды в электроэнергию. Турбина связана с генератором, который вырабатывает электроэнергию.
Солнечная энергия
Земля получает громадное количество солнечной энергии. Современная техника позволяет ученым разрабатывать новые методы использования солнечной энергии. Крупнейшая в мире солнечная электростанция построена в пустыне Калифорнии. Она полностью обеспечивает потребности 2000 домов в энергии. Зеркала отражают солнечные лучи, направляя их в центральный бойлер с водой. Вода в нем кипит и превращается в пар, который вращает турбину, связанную с электрогенератором.
Энергия ветра
Энергия ветра используется человеком уже не первое тысячелетие. Ветер надувал паруса и вращал мельницы. Для использования энергии ветра создавались самые разнообразные устройства, предназначенные для выработки электроэнергии и для других целей. Ветер вращает лопасти ветряка, приводящие в действие вал турбины, связанной с электрогенератором.
Атомная энергия
Атомная энергия — тепловая энергия, выделяющаяся при распаде мельчайших частиц материи — атомов. Основным топливом для получения атомной энергии является уран — элемент, содержащийся в земной коре. Многие люди считают атомную энергию энергией будущего, но ее применение на практике создает ряд серьезных проблем. Атомные электростанции не выделяют ядовитых газов, но могут создавать немало трудностей, так как это топливо радиоактивно. Оно излучает радиацию, убивающую все живые организмы. Если радиация попадает в почву или в атмосферу, это влечет за собой катастрофические последствия.
Аварии ядерных реакторов и выбросы радиоактивных веществ в атмосферу представляют собой большую опасность. Авария на ядерной электростанции в Чернобыле (Украина), случившаяся в 1986 г., повлекла за собой гибель многих людей и заражение огромной территории. Радиоактивные отходы угрожают всему живому в течение тысячелетий. Обычно их хоронят ни дне морей, но нередки и случаи захоронения отходов глубоко под землей.
Другие возобновляемые источники энергии
В будущем люди смогут использовать множество различных естественных источников энергии. Например, в вулканических районах разрабатывается технология использования геотермальной энергии (тепла земных недр). Другим источником энергии является биогаз, образующийся при гниении отходов. Он может применяться для отопления жилищ и нагревания воды. Уже созданы приливные электростанции. Поперек устьев рек (эстуариев) нередко возводят плотины. Особые турбины, приводимые в действие приливами и отливами, вырабатывают электроэнергию.
Как сделать ротор Савония:
Ротор Савония представляет собой механизм, применяемый крестьянами в Азии и Африке для подачи воды при ирригации. Чтобы самим сделать ротор, вам потребуются несколько чертежных кнопок, большая пластмассовая бутылка, крышка, две прокладки, стержень длиной 1 м и толщиной 5 мм и два металлических кольца.
Как это сделать:
1. Чтобы сделать лопасти, обрежьте бутылку сверху и разрежьте ее пополам вдоль.
2. С помощью чертежных кнопок прикрепите половинки бутылки к крышке. Соблюдайте осторожность при обращении с кнопками.
3. Приклейте прокладки к крышке и воткните в нее стержень.
4. Приверните кольца к деревянному основанию и поставьте ваш ротор на ветру. Вставьте стержень в кольца и проверьте вращение ротора. Выбрав оптимальное положение половины бутылки, приклейте их к крышке прочным водоотталкивающим клеем.
Введение…………………………………………………………………….3
1. Понятие энергии и энергоресурсов…………………………………….4
2. Альтернативные источники энергии…………………………………..7
3. Проблемы энергосбережения в России и за рубежом, пути их
решения…………………………………………………………………………..18
Заключение………………………………………………………………..19
Список литературы……………………………………………………….20
1. Понятие энергии и энергоресурсов
В нашем индустриальном обществе от энергии зависит все. С ее
помощью движутся автомобили, улетают в космос ракеты. С ее помощью
можно поджарить хлеб, обогреть жилище и привести в действие
кондиционеры, осветить улицы, вывести в море корабли.
Можно сказать, что энергией являются нефть и природный газ. Однако
это не так. Чтобы освободить заключенную в них энергию, их необходимо
сжечь, так же как бензин, уголь или дрова.
Ученые говорят, что энергия - способность к совершению работы, а
работа совершается, когда на объект действует физическая сила (такая, как
давление или гравитация). Согласно формуле, работа равна произведению
силы на расстояние, на которое переместился объект. Попросту говоря,
работа - это энергия в действии.
Мы не раз видели, как подпрыгивает крышка закипающего кофейника,
как несутся санки по склону горы, как набегающая волна приподнимает плот.
Все это примеры работы, энергии в действии, действующей на предметы.
В нашем работающем мире основой всего является энергия, без нее и
не будет совершаться работа. Когда энергия имеется в наличии и может быть
использована, любой объект будет совершать работу - иногда созидательную,
иногда разрушительную. Даже музыкальный инструмент - рояль - способен
совершать работу.
Представим себе, что вдоль внешней стены многоквартирного дома
поднимают рояль. Пока люди тянут за веревки, они прилагают силу,
заставляющую рояль двигаться. В этом случае работу совершают люди, а не
рояль. Он лишь накапливает потенциальную энергию по мере того, как все
выше и выше поднимается над землей. Когда, наконец, рояль достигает
пятого этажа, он сможет висеть на этом уровне до тех пор, пока люди внизу
поддерживают его с помощью веревок и блоков. Однако представьте, что
веревки обрываются. Немедленно проявится сила гравитации, и
потенциальная энергия, накопленная роялем, начнет высвобождаться. Рояль
рухнет вниз. Он расплющит все, что попадается на его пути, удариться о
тротуар и разобьется вдребезги. Вся ситуация, разумеется, случайна, и, тем
не менее, служит примером того, что и рояль может совершать работу. В
данном случае - разрушительную, но все, же работу.
Мир наполнен энергией, которая может быть использована для
совершения работы разного характера. Энергия может находиться в людях и
животных, в камнях и растениях, в ископаемом топливе, деревьях и воздухе,
в реках и озерах. Однако самыми большими резервуарами накопленной
энергии являются океаны огромные пространства беспрерывно
перемещающихся водных потоков, покрывающих около 71 % всей земной
поверхности.
Энергетические ресурсы – это материальные объекты, в которых
сосредоточена энергия, пригодная для практического использования
человеком.
Энергия, непосредственно извлекаемая в природе, называется
первичной, а носители первичной энергии называются первичными
энергоресурсами. Существуют традиционные виды энергии, широко
использовавшиеся человеком, и нетрадиционные виды энергии,
сравнительно мало использовавшиеся до последнего времени в силу
отсутствия экономичных способов их промышленного преобразования.
Различают невозобновляемые и возобновляемые виды энергии и,
соответственно, невозобновляемые и возобновляемые энергоресурсы.
Невозобновляемые энергоресурсы – это те, которые ранее были накоплены в
природе и в новых геологических условиях практически не образуются,
например, уголь, нефть, природный газ. Возобновляемые энергоресурсы – те,
восстановление, которых постоянно осуществляется в природе, например,
энергия ветра, биотопливо, энергия морских волн и т. д.
К невозобновляемым энергетическим ресурсам относят:
- каменный уголь;
- нефть;
Увеличивающееся загрязнение окружающей среды, нарушение
теплового баланса атмосферы постепенно приводят к глобальным
изменениям климата. Дефицит энергии и ограниченность топливных
ресурсов с всё нарастающей остротой показывают неизбежность перехода к
использованию нетрадиционных, альтернативных источников энергии. Они
экологичны и возобновляемы, основой их служит энергия Солнца и Земли,
воды и воздуха.
Неоспорима роль энергии в поддержании и дальнейшем развитии
цивилизации. Сегодня активно проводятся исследования всех возможных
восстанавливаемых источников энергии. В некоторых случаях результаты
даже выглядят весьма оптимистично и позволяют надеяться на определенные
изменения.
Энергия - не только одно из чаще всего обсуждаемых сегодня понятий;
помимо своего основного физического содержания, оно имеет
многочисленные экономические, технические, политические и иные аспекты.
Человечеству нужна энергия, причем потребности в ней увеличиваются с
каждым годом. Вместе с тем запасы традиционных видов природного
топлива (нефти, угля, газа и др.) исчерпаемы. Конечны также и запасы
ядерного топлива - урана и тория.
Остаются два пути: строгая экономия при расходовании
энергоресурсов и использование нетрадиционных возобновляемых
источников энергии.
1. Баланчевадзе В. И., Барановский А. И. Под ред. А. Ф.
Дьякова. Энергетика сегодня и завтра. - М.: 2014. – 327 с.
2. Энергетические ресурсы мира. Под ред. П. С. Непорожнего,
В. И. Попкова. - М.: Энергоатомиздат, 2015. – 293 с.
3. Кириллин В. А. Энергетика. Главные проблемы: в вопросах
и ответах. - М.: Знание, 2014. – 184 с.
4. Нетрадиционные источники энергии. - М.: Знание, 2014. –
326 с.