Conţinut
- Energie și muncă
- Exemple de putere umană
- Tipuri de energie
- Depozitare mecanică de energie
- Viitorul stocării de energie
Discuțiile despre avantajele și dezavantajele puterii umane și ale energiei gravă adesea în jurul preocupărilor legate de poluare, siguranța lucrătorilor, eficiența energetică, întinderea ofertei la nivel mondial. Cea mai mare parte a puterii necesare pentru a susține ritmul vieții globale moderne este derivată din surse care produc produse deseuri nedorite sau creează situații nedorite.
Mai mult decât orice, impactul asupra mediului pe termen lung și pe termen scurt a ajuns să se învârtească schimbările climatice antropice (cauzate de oameni), în afară de poluarea în sensul tradițional (de exemplu, fumul vizibil provenit de la centralele electrice pe cărbune sau apele uzate din diverse activități industriale).
Acest lucru se datorează faptului că arderea combustibililor fosili are ca rezultat un plus de CO2 (dioxid de carbon) și alte „gaze cu efect de seră” în atmosfera Pământului, ceea ce duce la adăugarea capcanei de căldură în apropierea suprafeței planetelor.
Energie și muncă
Puterea umană pro și contra se concentrează pe alți factori decât poluarea. De asemenea, contează cantitatea de muncă utilă care poate fi realizată folosind un proces dat în raport cu aportul de energie, numit eficiență mecanică (randamentul energetic împărțit la aportul de energie, exprimat în procente).
Demeritele puterii umane sunt adesea pur și simplu că oamenii singuri pot lucra mult mai puțin eficient și pentru o perioadă de timp mult mai scurtă decât se poate face o muncă îmbunătățită cu mașina.
Energie în fizică are unități de forță înmulțite la distanță (produsul masei și viteza schimbării vitezei sau accelerației). Această unitate este newton-meter, care este folosit în mod normal pentru lucru, și, de asemenea, numit joule.
Această unitate este produsă folosind alte combinații de unități; de exemplu, energia cinetică liniară (KE) este obținută din formula (1/2) mv2,, în timp ce energia potențială este sub forma mgh, unde m = masă, g = accelerația datorată gravitației (9,8 m / s2 pe Pământ) și h = înălțimea deasupra solului sau un alt punct de referință zero).
Exemple de putere umană
Putere în fizică este pur și simplu energie pe unitate de timp, sau rata de lucru într-un sistem în care energia este folosită mecanic. Exemple simple de putere umană includ rularea unui deal sau ridicarea greutăților; cu cât este mai multă energie pe unitate, cu atât este mai mare puterea de prezentare.
Dacă urcați un zbor dat de scări în 10 secunde, energia dvs. potențială se schimbă cu aceeași cantitate ca și cum urcați scările în 5 secunde sau 15 secunde. Dar puterea ta depinde de cât de mult timp îți este necesar să ajungi în vârf și în fiecare caz ai făcut aceeași cantitate de muncă fizică.
Tipuri de energie
Cinetică și energie potențială alcătuiesc un obiect energie mecanică. Obiectele au, de asemenea, ceea ce se numește energie internă, care se referă mai ales la mișcarea vibrațională rapidă a materiilor mici particule de constituent la nivel molecular.
Energia provine este și o serie de alte forme: energie chimica (păstrat în legăturile moleculelor), energie electrica (rezultat din separarea sarcinilor și a unui câmp electric) și căldură, care este dificil de utilizat în majoritatea sistemelor pentru muncă și, în schimb, mai ales „se disipează”.
Obținerea puterii din energie înseamnă arderea combustibilului (petrol natural gaz, cărbune; unii biocombustibili), folosind energia cinetică a apei curgătoare sau a vântului (hidro sau a energiei eoliene) sau a „divizării” atomilor (energia nucleară).
Depozitare mecanică de energie
În timp ce Pământul are mult combustibil disponibil pentru a produce energie (mai ales electricitate), stocarea energiei este o provocare semnificativă. Baterii în prezent nu poate furniza nici măcar o mică parte din puterea necesară pentru a menține producția, rețelele de comunicații și transportul global pe termen lung.
În unele zone care au o geografie favorabilă, este posibil să păstrați un rezervor de apă mai mare decât o centrală electrică și să utilizați energia potențială gravitațională din acest rezervor pentru a genera hidroenergie pe termen scurt, permițându-i să curgă de la zone mai mari la cele inferioare alimentează în proces turbinele generatoarelor de electricitate. După cum vă puteți imagina, această măsură de oprire nu ar funcționa prea mult timp într-o zonă foarte populată.
Viitorul stocării de energie
O critică la nivel de energie regenerabilă, în special energia solară și eoliană, este lipsa de fiabilitate din cauza naturii lor speciale. Se petrec zile sau perioade calme, la fel ca zilele înnorate.
Mulțumită imperativului internațional de a continua producerea de energie în timp ce încearcă să reducă daunele aduse mediului, un grup de cercetători de la Institutul de Tehnologie din Massachusetts, din Boston, Massachusetts, a demarat lucrările 2018 care vizează stocarea unor cantități eficiente de energie solară.
Grupul a propus utilizarea rezervoarelor de siliciu topit pentru a stoca acest tip de energie și a-l elibera la cerere și a prezis că, în cele din urmă, designul lor conceptual ar putea produce un produs mult superior standardului industrial de astăzi, baterii cu litiu-ion.