Откуда берут энергию и как её сохраняют

Время прочтения статьи
Текущий рейтинг статьи 4.2 4.2
Количество прочтений 13363
Дата добавления 2013-05-21
В наших домах есть свет и тепло. Обычно источником этих благ цивилизации служит уголь или бегущая вода. Активно обсуждается вопрос об использовании солнечных батарей и ветряных установок. И всё это ради энергии. Как её получают и можно ли её хранить?
Энергия. Виды источники, способы получения, сохранение энергии
Содержание статьи "Энергия. Виды источники, способы получения, сохранение энергии":
  1. Энергия и её виды
  2. Источники энергии
  3. Способы получения
  4. Сохранение энергии
  5. Список рекомендуемой литературы по теме
  6. Комментарии

Энергия. Её виды и формы

По своей сути энергия является общепринятой мерой различных форм движения материи и принята во всём мире в качестве меры перехода движения материи из одной формы в другую. Эти вопросы достаточно подробно рассматриваются в школьном курсе физики.

Наверняка многие из наших читателей вспомнят и о видах энергии, про которые рассказывают в школе. Самой первой в этом списке оказывается кинетическая энергия — энергия механической системы, зависящая от скоростей движения её точек. Следом изучаются:

  • Потенциальная энергия.
  • Электромагнитная энергия.
  • Гравитационная энергия.
  • Ядерная энергия.
  • Энергия взрыва.
  • Химический потенциал.

Эти виды энергии имеют физический смысл. Но как только речь заходит о солнечной энергии или об энергии ветра, мы уже сталкиваемся с описательным смыслом. Практически все из перечисленных видов энергии сегодня активно используются человеком и нередко предстают перед нами в различных формах. Но в быту мы сталкиваемся, главным образом, с теплом и светом. С них и начнём.

Источники энергии

Когда речь заходит об источниках энергии которые позволяют обеспечивать электро- и теплоснабжение и не только их, первое, что приходит на ум - полезные ископаемые. Примерно здесь и начинается самое интересное. По имеющимся данным, да и без них тоже, очевидно, что с годами энергопотребление растёт просто невероятно.

Так вот, все существующие и известные на сегодняшний день науке источники энергии можно разделить на две большие группы: невозобновляемые и постоянные (или возобновляемые, если угодно). К первым относятся полезные ископаемые: уголь, газ, нефть, радиоактивные элементы. Во вторую категория попадают вода, ветер, солнечный свет, геотермальные источники.

И если воду уже активно используют, то над ветром и светом пока раздумывают. На сегодняшний день вопрос о наиболее эффективных способах использования энергии ветра и солнца является одним из самых обсуждаемых. Ведь эти источники не просто возобновляемые - они практически неисчерпаемы.

Способы получения

Если обратиться к цифрам, они расскажут о том, что 75% всей вырабатываемой сегодня энергии получают из угля и прочих ископаемых. Практически в каждом крупном городе есть тепло-электростанция (ТЭС), государственная районная электростанции (ГРЭС) или теплоэлектроцентраль (ТЭЦ). Они-то и "раздают" тепло и свет в наши дома.

Главным источником энергии для этих предприятий является каменный уголь, который ежедневно сжигают сотнями тонн, чтобы мы могли хранить продукты в холодильнике, смотреть телевизор или печь пироги в электрической духовке.

Такой способ получения энергии экологичным назвать можно только с очень большой натяжкой. С использованием энергии воды дела обстоят чуть лучше, но и здесь не без бед и, простите за каламбур, подводных камней.

Строительство гидроэлектростанций (ГЭС) не только обходится в солидные суммы, но и связана с такими необратимыми изменениями ландшафтов, как вырубка леса на месте строительства, само строительство, а также с организацией водохранилищ. Много ГЭС построить нельзя: не каждая река может дать необходимую энергию.

Что касается атомных электростанций (АЭС), то этот вопрос является одним из самых острых. После трагедии в Чернобыле и недавних событий на АЭС "Фукусима" целесообразность использования атомной энергетики вызывает всё больше сомнений. Особенно с учётом того, что "экологически чистый" атом может натворить таких бед, что хватит не на одно поколение.

В общем, получать энергию можно из многих источников, но можно ли её сохранять, да ещё и достаточно длительное время и в больших объёмах? Попробуем выяснить.

Сохранение энергии

Энергия, конечно, не зерно и не картошка, но её тоже можно собрать и даже какое-то время хранить, постепенно расходуя. Самые простые примеры устройств для накопления энергии:

  • пружина
  • маховик
  • аккумулятор.

Все они работают по-разному. У пружин энергоёмкость высокая, места они занимают немного. И сохранять накопленную энергию они могут очень и очень долго. Сколько пружина может пробыть в сжатом состоянии? Зависит от качеств материала, из которого она сделана.

Большой популярностью пользуются различные маховики, также способные сохранять и передавать достаточно большое количество энергии. Правда, устройства эти характеризуются рядом недостатков, среди которых - неустойчивость при внешних воздействиях.

Аккумуляторы имеют как плюсы, так и минусы. Даже при правильной эксплуатации они рассчитаны на ограниченное число циклов. А при несоблюдении условий вырабатывают свой ресурс значительно быстрее. Впрочем, для мобильных устройств и автомобилей аккумуляторы весьма удобны.

Возможно и накопление энергии за счёт теплоёмкости. К сожалению, подобные накопители либо чрезвычайно дороги, либо недолговечны. Хотя теоретически они способны работать практически вечно.

Наибольшее распространение получили электрические накопители. Самые массовые из них — обычные радиотехнические конденсаторы. Они обладают огромной скоростью накопления и отдачи энергии, способны работать в широком диапазоне температур многие годы. Разделяют их на два класса: неполярные (не содержащие жидкого электролита) и полярные (обычно электролитические).

Есть у конденсаторов и недостатки: во-первых, очень малая удельная плотность запасаемой энергии и, как следствие, небольшая ёмкость; во-вторых, малое время хранения энергии. В итоге область применения конденсаторов ограничивается различными электронными схемами и кратковременным накоплением.

Список рекомендуемой литературы

  • Большая Советская Энциклопедия
  • Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона
  • Свободная электронная энциклопедия Википедия, раздел "Энергия".
  • Свободная электронная энциклопедия Википедия, раздел "Энергетика".
  • Свободная электронная энциклопедия Википедия, раздел "Электрический аккумулятор".
  • Маргулова Т.Х. Атомные электрические станции.
  • ГОСТ 15596-82. Источники тока химические. Термины и определения.
  • Фейнман Ричард. Фейнмановские лекции по физике.
  • Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика.
Оцените эту публикацию
Источник: Поэтому.Ру
Комментариев: 11
Текущий рейтинг: 4.2. Голосов: 5

Отзывы и комментарии к статье

avatar
11 • 15:26, 2013-05-31
Альтернативных источников сейчас не мало-солнце,ветер,вода,из всего этого мы вырабатываем энергию.Но мне кажется что самая выгодная это атомная энергия,просто надо усовершенствовать её безопасность от всех возможных катастроф,и у нас не будет Чернобыля.
avatar
10 • 15:23, 2013-05-27
Если Вы владеете энергией, то владеет миром. В наше время многие возлагают большие надежды на сланцевый газ, и начинают борьбу за право его добычи. Может быть, сланцевый газ заменит нам нефть, но ведь ничего не изменится, человечество снова будет идти тем же путем опустошения недр Земли.
avatar
9 • 14:04, 2013-05-23
На самом деле человечество пока не нашло, к сожалению, достойной альтернативы возобновляемым источникам энергии. Что говорить, если КПД, например, солнечных батарей 20-40%?
avatar
8 • 12:16, 2013-05-23
Интересно, что произойдет с человечеством если оно реально подключится к неисчерпаемым источникам энергии - таким как солнечное излучение, черпая энергию со спутников на орбите Земли.
avatar
7 • 14:25, 2013-05-22
Насколько сложный процесс лежит в основе, вот так вот используя энергию, даже и не задумываешься о ее происхождении.
avatar
6 • 14:11, 2013-05-22
Все большую популярность набирают и альтернативные источники энергии, к примеру, наше Солнышко. Его энергия достаточно мощная, а добывание ее куда более экологично, чем, например, электричества.
avatar
5 • 14:07, 2013-05-22
А как же известное изречение Ломоносова "Энергия ниоткуда не появляется и никуда не пропадает"? Впрочем, вечного двигателя все равно не изобрели еще ((
avatar
4 • 13:39, 2013-05-22
Есть такое мнение, что в запасниках секретных контор уже давно хранятся интересные энергетические разработки. Кто знает правда ли это? Но одно верно, пока не иссякнут запасы нефти прогресс в сфере энергетики невозможен.
avatar
3 • 11:39, 2013-05-22
Точно одно - будущее за новыми видами энергии, существующие уже устаревают. Уверен однажды человечество научится использовать например магнитное поле земли и превратит его в источник энергии. Но это вряд ли осуществится, пока на нефти держится вся экономика мира.
avatar
1 • 07:30, 2013-05-22
Раньше, семье достаточно было запасти на зиму несколько кубов дровишек - вот и вся энергия. Сейчас, если пересчитать на дрова, мы сжигаем целый лес.
avatar
2 • 08:23, 2013-05-22
Но ведь прогресс не стоит на месте, раньше людям не телевизор не компьютер не нужен был, поэтому так и выходит. Но и с добычей энергии раньше не было таких вещей как ТЭЦ, АЭС, ГЭС. Поэтому все не так плохо.
avatar
Копирование любых материалов без ссылки на сайт www.poetomu.ru запрещено законом и преследуется профессиональными юристами совместно с органами прокуратуры и судами
© 2012—2018 Поэтому.ру Современная энциклопедия и познавательный журнал
Этот замечательный сайт изготовлен студией Ариф