![]() |
|
сделать стартовой | добавить в избранное |
![]() |
Энергия |
Введение Рождение энергетики произошло несколько миллионов лет тому назад, когда люди научились использовать огонь. Огонь давал им тепло и свет, был источником вдохновения и оптимизма, оружием против врагов и диких зверей, лечебным средством, помощником в земледелии, консервантом продуктов, технологическим средством и т.д. На протяжении многих лет огонь поддерживался путем сжигания растительных энергоносителей (древесины, кустарников, камыша, травы, сухих водорослей и т.п.), а затем была обнаружена возможность использовать для поддержания огня ископаемые вещества: каменный уголь, нефть, сланцы, торф. Прекрасный миф о Прометее, даровавшем людям огонь появился в Древней Греции значительно позже того, как во многих частях света были освоены методы довольно изощренного обращения с огнем, его получением и тушением, сохранением огня и рациональным использованием топлива. Сейчас известно, что древесина - это аккумулированная с помощью фотосинтеза солнечная энергия. При сгорании каждого килограмма сухой древесины выделяется около 20 000 к Дж тепла, теплота сгорания бурого угля равна примерно 13 000 кДж/кг, антрацита 25 000 кДж/кг, нефти и нефтепродуктов 42 000 кДж/кг, а природного газа 45 000 кДж/кг. Самой высокой теплотой сгорания обладает водород 120 000 кДж/кг. Человечеству нужна энергия, причем потребности в ней увеличиваются с каждым годом. Вместе с тем запасы традиционных природных топлив (нефти, угля, газа и др.) конечны. Конечны также и запасы ядерного топлива - урана и тория, из которого можно получить в реакторах-размножителях плутоний. Практически неисчерпаемы запасы термоядерного топлива - водорода, однако управляемые термоядерные реакции пока не освоены, и неизвестно когда они будут использованы для промышленного получения энергии в чистом виде, т.е. без участия в этом процессе реакторов деления В связи с указанными проблемами становится все более необходимым использование нетрадиционных энергоресурсов, в первую очередь солнечной, ветровой, геотермальной энергии, наряду с внедрением энергосберегающих технологий. Среди возобновляемых источников энергии солнечная радиация по масштабам ресурсов, экологической чистоте и повсеместной распространенности наиболее перспективна. Впервые на практическую возможность использования людьми огромной энергии Солнца указал основоположник теоретической космонавтики К.Э. Циолковский в 1912 году во второй части своей книги: “Исследования мировых пространств реактивными приборами”. Он писал: “Реактивные приборы завоюют людям беспредельные пространства и дадут солнечную энергию, в два миллиарда раз большую, чем та, которую человечество имеет на Земле”. У нас есть не только Земля, но и весь необъятный Космос, ресурсы которого разнообразны и неисчерпаемы. Оптимисты уверены - наступит время, когда все наиболее энергоемкие и вредные для людей и других живых организмов производства будут располагаться в космическом пространстве, а Земля - необычайно красивая и ухоженная “колыбель разума” - станет использоваться только для отдыха, лечения и некоторых безвредных для окружающей среды научных исследований.
Энергия солнца может быть использована как в земных условиях, так и в космосе. Наземные солнечные электростанции следует строить в районах расположенных как можно ближе к экватору с большим количеством солнечных дней. В настоящее время солнечную энергию экономически целесообразно использовать для горячего водоснабжения сезонных потребителей типа спортивно-оздоровительных учреждений, баз отдыха, дачных поселков, а также для обогрева открытых и закрытых плавательных бассейнов. В сухом жарком климате Средней Азии рационально использовать установки для охлаждения зданий и сооружений, сельскохозяйственных объектов, птичников, хранения скоропортящихся продуктов, медицинских препаратов и т.д. Первые опыты использования солнечной энергии В 1600 г. во Франции был создан первый солнечный двигатель, работавший на нагретом воздухе и использовавшийся для перекачки воды. В конце XVII в. ведущий французский химик А. Лавуазье создал первую солнечную печь, в которой достигалась температура в 1650 оС и нагревались образцы исследуемых материалов в вакууме и защитной атмосфере, а также были изучены свойства углерода и платины. В 1866 г. француз А. Мушо построил в Алжире несколько крупных солнечных концентраторов и использовал их для дистилляции воды и приводов насосов. На всемирной выставке в Париже в 1878 г. А. Мушо продемонстрировал солнечную печь для приготовления пищи, в которой 0,5 кг мяса можно было сварить за 20 минут. В 1833 г. в США Дж. Эриксон построил солнечный воздушный двигатель с параболоцилиндрическим концентратором размером 4,8 3,3 м. Первый плоский коллектор солнечной энергии был построен французом Ш.А. Тельером. Он имел площадь 20 м 2 и использовался в тепловом двигателе, работавшем на аммиаке. В 1885г. Была предложена схема солнечной установки с плоским коллектором для подачи воды, причем он был смонтирован на крыше пристройки к дому. Первая крупномасштабная установка для дистилляции воды была построена в Чили в 1871 г. американским инженером Ч. Уилсоном. Она эксплуатировалась в течение 30 лет, поставляя питьевую воду для рудника. В 1890 г. профессор В.К. Церасский в Москве осуществил процесс плавления металлов солнечной энергией, сфокусированной параболоидным зеркалом, в фокусе которого температура превышала 3000 оС. Преобразование солнечной энергии в теплоту, работу и электричество Солнце - гигантское светило, имеющее диаметр 1392 тыс. км. Его масса (2 1030 кг) в 333 тыс. раз превышает массу Земли, а объем в 1,3 млн. раз больше объема Земли. Химический состав Солнца: 81,76 % водорода, 18,14 % гелия и 0,1% азота. Средняя плотность вещества Солнца равна 1400 кг/м3. Внутри Солнца происходят термоядерные реакции превращения водорода в гелий и ежесекундно 4 млрд. кг материи преобразуется в энергию, излучаемую Солнцем в космическое пространство в виде электромагнитных волн различной длины. Солнечную энергию люди используют с древнейших времен. Еще в 212г. н.э.с помощью концентрированных солнечных лучей зажигали священный огонь у храмов. Согласно легенде Приблизительно в то же время греческий ученый Архимед при защите родного города поджег паруса римского флота.
Солнечная радиация - это неисчерпаемый возобновляемый источник экологически чистой энергии. Верхней границы атмосферы Земли за год достигает поток солнечной энергии в количестве 5,6 1024 Дж. Атмосфера Земли отражает 35 % этой энергии обратно в космос, а остальная энергия расходуется на нагрев земной поверхности, испарительно-осадочный цикл и образование волн в морях и океанах, воздушных и океанских течений и ветра. Среднегодовое количество солнечной энергии, поступающей за 1 день на 1м2 поверхности Земли, колеблется от 7,2 МДж/м2 на севере до 21,4 МДж/м2 в пустынях и тропиках. Солнечная энергия может быть преобразована в тепловую, механическую и электрическую энергию, использована в химических и биологических процессах. Солнечные установки находят применение в системах отопления и охлаждения жилых и общественных зданий, в технологических процессах, протекающих при низких, средних и высоких температурах. Они используются для получения горячей воды, опреснения морской или минерализированной воды, для сушки материалов и сельскохозяйственных продуктов и т.п. Благодаря солнечной энергии осуществляется процесс фотосинтеза и рост растений, происходят различные фотохимические процессы. Известны методы термодинамического преобразования солнечной энергии в электрическую, основанные на использовании циклов тепловых двигателей, термоэлектрического и термоэмиссионного процессов, а также прямые методы фотоэлектрического, фотогальванического и фотоэмиссионного преобразований. Наибольшее практическое применение получили фотоэлектрические преобразователи и системы термодинамического преобразования с применением тепловых двигателей. Солнечная энергия преобразуется в электрическую на солнечных электростанциях (СЭС), имеющих оборудование, предназначенное для улавливания солнечной энергии и ее последовательного преобразования в теплоту и электроэнергию. Для эффективной работы СЭС требуется аккумулятор теплоты и система автоматического управления. Улавливание и преобразование солнечной энергии в теплоту осуществляется с помощью оптической системы отражателей и приемника сконцентрированной солнечной энергии, используемой для получения водяного пара или нагрева газообразного или жидкометаллического теплоносителя (рабочего тела). Для размещения солнечных электростанций лучше всего подходят засушливые и пустынные зоны. На поверхность самых больших пустынь мира общей площадью 20 млн.км2 (площадь Сахары 7 млн. км2 ) за год поступает около 5 1016 кВт ч солнечной энергии. При эффективности преобразования солнечной энергии в электрическую, равной 10%, достаточно использовать всего 1 % территории пустынных зон для размещения СЭС, чтобы обеспечить современный мировой уровень энергопотребления. Башенные и модульные электростанции В настоящее время строятся солнечные электростанции в основном двух типов: СЭС башенного типа и СЭС распределенного (модульного) типа. Идея, лежащая в основе работы СЭС башенного типа, была высказана более 350 лет назад, однако строительство СЭС этого типа началось только в 1965 г., а в 80-х годах был построен ряд мощных солнечных электростанций в США, Западной Европе, СССР и в других странах.
В содержание философского знания входят отдельные фундаментальные понятия естественных наук ("атом", "вещество" и т.п.), некоторые наиболее общие законы и принципы естествознания (пример "закон сохранения и превращения энергии"). Кстати, наличие целого слоя таких естественнонаучных представлений в философии нередко дает повод вообще отрицать ее специфику и считать, будто она есть не что иное, как совокупность наиболее значимых результатов естественных наук. Но так или иначе, а присутствие в ее составе и функционирование в ней естественнонаучных данных есть один из признаков ее научности. В структурном плане, со стороны собственно философских понятий и средств познания, философия тоже имеет немало моментов, говорящих о ее научности и вхождении, по крайней мере, в некоторых отношениях, в сферу научного знания. Каковы же характерные черты, или признаки, научного знания? Познание обычно сравнивается с практической и ценностно-оценочной деятельностью. Познание - это деятельность по получению, хранению, переработке и систематизации осознанных конкретно-чувственных и понятийных образов действительности (несколько иное определение: это деятельность по получению, хранению, переработке и систематизации информации об объектах)
1. Эволюция биологических механизмов запасания энергии
2. Нетрадиционные источники энергии
3. Белки, жиры и углеводы как источник энергии
4. Могут ли восстанавливаемые виды энергии полностью заменить фоссильные топлива?
10. Потери электрической и тепловой энергии при транспортировке
11. Современные теории получения экологически чистой энергии
12. Энергия земли
13. Экологически чистый микроволновый источник энергии
14. Энергия критического суждения
15. Преобразование энергии солнечного излучения в тепло: возможности и перспективы использования
16. Спектр масс элементарных частиц, связь микро и макро масштабов, соотношение космических энергий
18. Звуки, питающие мозг энергией
19. О некоторых методах получения тепловой и электрической энергии
20. Трансформаторы и передача энергии на расстояние
21. Полупроводниковый преобразователь тепловой энергии окружающей среды
25. Нетрадиционные методы производства энергии
26. Единство вещества, энергии и информации – основной принцип существования живой материи
28. Атомная энергия: за и против
29. Энергия – вещь?!
30. Принцип следования за энергией клиента (пациента) в недирективной психотерапии
31. Психическая энергия и здоровье человека
32. Трансформаторы и передача энергии на расстояние
33. Атомная энергия
34. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии
36. Фотоэлектрические преобразователи энергии
37. Ядерная энергия
41. Альтернативные виды энергии и загрязнение водных бассейнов
42. Нетрадиционные возобновимые источники энергии
43. Эффективность организации и управления нетрадиционными источниками энергии в экономике РК
44. Предложения по идеологии технического регулирования в облас-ти использования атомной энергии
45. Упорство и энергия Саввы Морозова
46. Углеводы, жиры и белки - источники энергии для человека и животных
47. Круговорот веществ и поток энергии в экосистемах
48. Математическое моделирование процесса триплет-триплетного переноса энергии
50. Парадоксы экологически чистой энергии
51. Трансформаторы и передача энергии на расстояние
52. Энергия Солнца
57. Закон сохранения энергии в природе. Загрязнение окружающей среды
58. Использование альтернативных источников энергии и энергосберегающих технологий
59. Закон Украины о разрешённой деятельности в сфере использования ядерной энергии
60. Сборка зеркально-линзового объектива с приемником лучистой энергии (ПЛЭ). Комплесные испытания ЭОС
61. Источники энергии и аминного азота в парентеральном питании
62. Человек и Вселенная. Путь к здоровью. Энерго-информационное учение доктора С.С. Коновалова
63. Механизмы имплантации в металлы и сплавы ионов азота с энергией 1-10 кэВ
64. Расчет машинного агрегата для получения электрической энергии с помощью генератора
65. Альтернативные источники энергии
66. Альтернативные источники энергии
67. Анализ путей снижения себестоимости производства электрической энергии
68. Атомная энергия
73. Повышение эффективности потребления энергии жилыми и общественными зданиями
74. Последовательное соединение приемников электрической энергии и проверка второго закона Кирхгофа
75. Преобразование солнечной энергии
76. Развитие термодинамики. Формирование представлений о превращении энергии
77. Средства учета количества электричества и электрической энергии
78. Фазовая скорость, групповая скорость и скорость переноса энергии
79. Энергия Гиббса
80. Математическое описание динамических процессов электромеханического преобразования энергии
81. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии
82. Новые источники энергии в конце XIX - начале XX века
83. Закон динамики вращательного движения. Скорость и энергия внешних сил. Расчет КПД
84. Вероятности, энтропия и энергия. Канонический ансамбль Гиббса