Разница энергия и энергетика


Энергия и энергетика человека

Все, что окружает человека, состоит из энергий, которые находятся в вечном взаимодействии. Энергетикой считается способность потреблять, усваивать и отдавать энергию. Условно энергию делят на две формы:

Физиологическая, или та, что выделяется при потреблении организмом питательных веществ;
Свободная – энергия космоса.

Соединяясь, энергия и энергетика образуют энергетическую оболочку человека.

Энергетика отвечает за здоровье, жизненную активность, настрой и общее состояние человека.

Энергетика человека – что это?

Все предметы и живые существа в мире имеют собственное энергетическое поле. По отношению к животным применяется название «биоэнергетика». Существование человека целиком и полностью зависит от обмена энергией и информацией с окружающим миром. Восточные мудрецы многие века работали с энергетикой человека в целях врачевания тел, душ и достижения высот самосознания и самосовершенствования.

Она зависит от следующих факторов:

Здоровье родителей и всего рода;
Взаимоотношений в семье;
Продолжительности жизни представителей этого рода;
На создание положительного энергетического поля влияет место и время зачатия ребенка. Во время солнечных и лунных затмений происходят сбои энергетических полей всего живого на Земле.

Биоэнергетическое поле (аура) любого живого существа несет в себе информацию о недугах, психологических проблемах и жизни в целом.

Биоэнергетическое поле здорового и счастливого человека по форме напоминает яйцо. Она ровным слоем (от 0,4 м до 1,5 м) располагается вокруг человека. Под воздействием негативных раздражителей это поле сжимается и становится уже, но плотнее по структуре.

Вы когда-нибудь чувствовали дискомфорт от простого присутствия человека в непосредственной близости? Он объясняется тем, что у человека сильная энергетика, а вы – восприимчивый человек, которому следует опасаться энергетических вампиров. Вы даже не сознаете, что оценка энергетической ауры другого человека вашим биополем происходит быстрее, чем вы начинаете оценивать внешние данные незнакомца и возможности общения с ним. При этом, даже если вы понимаете, что человек идеален по внешним данным, чертам характера и приятен в общении, вы никогда не сможете быть рядом в случае, если ваши энергетические поля вступают в резонанс.

Энергия человека — что это?

Жизнь человека – это не только круговорот событий и происшествий, это обмен энергией с окружающим миром. Каждый день мы тратим ее на жизнедеятельность и получаем вместе с пищей, солнечным светом и положительными эмоциями.

Замечательно, если этот процесс уравновешен, и нет недостатка, как в притоке, так и в оттоке энергии. В противном случае развивается дисбаланс, и человек страдает от этого.

Избыточная энергия ищет выход, и находит его в разных формах:

Повышенный энтузиазм;
Неумеренные занятия спортом;
Излишний или недостаточный вес и т.д.

В это список можно включить даже депрессию и бешенство.

В случае недостатка энергии, организм ищет источники ее пополнения даже с помощью энергетического вампиризма. Такие люди «качают» ее из нас самыми разными способами:

Скандалами;
Выражением обиды;
Истериками;
Агрессией;
Вечным недовольством и т.д.

Их прельщает возможность унизить вас, оскорбить, заставить просить пощады. От этого они испытывают истинное удовольствие, пополняя недостаток собственной энергии за счет чужой.

Так, как поступить правильно? Нужно активно расходовать или пополнять энергию. Психологи считают, что активно расходуя энергию, мы становимся похожи на вечный двигатель, который находит энергию для работы из самых неожиданных источников. Иначе, будет застой, похожий на вязкое болото, не имеющее свежего притока и оттока старых вод. В природе не существует пустоты, она быстро заполняется чем-то новым, а в переполненную кружку вы не сможете добавить больше не капли.

Перечислим источники энергии:

Пища и питье;
Спорт и физические нагрузки;
Сон;
Творчество и духовное развитие;
Красота и природа.

Перечислять источники энергии можно долго. Стоит лишь заметить, что люди, которые предпочитают восполнять энергию с помощью еды и питья, рано или поздно, становятся раздражительными, злобными и грубыми. Накапливаясь в организме грубая энергия трансформируется в негативные эмоции. Поэтому больше внимания нужно уделять таким тонким материям, как красота, искусство и духовный рост. Психика людей требует пополнения именно этой энергией.

Он лишен пороков, свойственных грубым физическим энергиям, направлен на самосовершенствование и созидание.

Чтобы определить, сколько в вас энергии, оглянитесь вокруг.  То место и пространство, в котором мы существуем – проекция нашего внутреннего мира. Если вы живете в состоянии постоянного стресса, вокруг вас серая, нудная действительность, и жизнь не радует новыми красками – задумайтесь, а правильно ли вы живете?

Меняйтесь сами, изменяя действительность. Живите полноценной жизнью, отдавайте свою энергию окружающим вас людям, делитесь настроением, и вы обязательно получите взамен то самое душевное равновесие, о котором так долго мечтали.

Энергия и энергетика: в чем разница

Разница между энергией и энергетикой человека, как между силой и свойствами силы. Каждый человек – сгусток постоянно изменяющейся энергий. Они идут непрерывным потоком, сменяя, дополняя, и вытесняя друг друга. Важнее то, что мы получаем на выходе. Все зависит от образа мыслей, самосознания, взглядов на жизнь и уровня духовного развития и физического состояния человека.

Современная наука не может в полной мере охарактеризовать различия энергии и энергетики человеческого тела. Тогда как, древние индийские йоги являются наглядным примером того, как энергия может трансформироваться и доводиться до совершенства. Можно лишь позавидовать тому, как йоги умеют производить чистку ума от негативных эмоций, которые лишают четкости мысли. Они достигают подобного состояния специальной дыхательной техникой.

Энергия очищения – дышите правильно

Система правильно дыхания – это умение давать энергию организму. Дыхание для индийских йогов не просто газообмен между внешней средой и телом человека. Это возможность получать энергию из воздуха.

Среди них следующие:

Психические;
Сексуальные;
Физические;
Эмоциональные.

Правильное дыхание – это не просто увеличение и сокращение объема легких, но и правильные периоды между вдохом и выдохом. Это занятие поддерживает здоровый дух и омолаживает организм.

sunmag.me

Энергия и энергетика человека - Магия Вселенной

На страницах нашего сайта мы часто говорим об энергетике человека. Это понятие уже давно используется в обиходе. О хорошем и коммуникабельном человеке мы говорим, что у него хорошая энергетика, плохих, неприятных людей иногда называем энергетическими вампирами, то есть, энергетика может быть хорошей и плохой, сильной и слабой, может оказывать на других определенное воздействие.

Так что же это все-таки такое, можно ли управлять собственной энергетикой и, если можно, то как?

Все в мире, от звезды до булыжника, имеет свою энергию. Она может накапливаться, возобновляться, давать и отбирать силы. Но «энергия» и «энергетика» – разные понятия.

Энергетика – с точки зрения эзотерики, означает способность объекта, одушевленного или неодушевленного, усваивать, использовать, забирать и отдавать энергию.

Уже давно учеными доказано (и традиционной медициной это негласно, но принято), что человек имеет свое энергетическое поле, называемое «биополем» или «аурой». Люди научились биополе измерять (метод Фолля) и даже фотографировать (метод Короткова), но вот управлять собственным биополем или защититься от влияния чужой энергетики люди в большинстве своем так и не научились. Дело в том, что биополе человека невозможно измерить какой-то единой величиной, оно представляет собой сложное сочетание многих полей, как физических (их семь), так и тонких полей, или, как их еще называют, тонких тел (их тоже семь).

Не будем сейчас вдаваться в специфические нюансы, так как это подробно можно описать только в многотомном исследовании. Поговорим о том, как взаимодействуют наши биополя, и какие пользу или вред от этого мы получаем.

Как планеты в звездной системе влияют друг на друга своими различными полями (гравитационным, радиационным и т.п.), так и люди, общаясь друг с другом, воздействуют своим биополем на биополя других. И воздействия эти могут нести как положительный эффект, так и отрицательный.

Например, рано утром Вы спускаетесь в метро. Давка, ругань, люди не выспавшиеся, многие едут на нелюбимую работу, кто-то с утра повздорил в семье… И тут еще Вы со своим портфелем! И Вы продираетесь своим биополем сквозь их, кипящие отнюдь не любовью к Вам, биополя, словно в вельветовом костюме через овраг, заросший чертополохом. Если ваша энергетика сильна и устойчива, Вы спокойно, где-то даже с юмором, отнесетесь к этой ситуации. Если же ваше биополе слабенькое, то каждый недовольный взгляд в вашу сторону, толчок локтем, пусть даже нечаянный, (а все это сопровождается соприкосновением биополей) будут серьезными ударами для вашей энергетики. Наверняка Вы встречали в своей жизни людей, которые утром, только придя на работу, уже выглядят уставшими, раздраженными, не имеющими интереса к жизни. Это значит, что у них слабое биополе, которое к тому же с утра получило ряд энергетических ударов.

Или обратный пример. День не сложился, «подарил» лишь пару новых неприятностей, как жить дальше, совершенно непонятно… Но вечером к Вам заглянул на огонек ваш старый друг. Посидели, попили чайку, Вы ему промочили жилетку слезами, он Вам посочувствовал: «Держись, старина. Вспомни, бывало и похуже…» Он не помог Вам материально, не дал Вам практического совета, просто выслушал и высказал сочувствие. Однако же на душе полегчало, жизнь стала казаться не такой уж конченой, мир потихоньку стал раскрашиваться красками. Все потому что друг, войдя с Вами в резонанс, принял от Вас часть вашей отрицательной энергии, взамен поделившись своей положительной.

Мы, конечно, немного утрируем, казалось бы, всё просто… Но переполненное метро или запруженная пробками трасса, рабочий коллектив с начальством и подчиненными, работники быта, торговли и различных сервисов нас ждут каждое утро. Каждый день мы постоянно подвергаем свое биополе «метеоритным» ударам чужих негативных программ. А друг заходит в гости отнюдь не каждый вечер. Да и нужно иметь ангельское терпение и сильнейшую ауру, чтобы пользовать ежедневно Вас своей энергетикой.

Вывод? Чтобы жить с окружающим миром в ладу и не «иссякнуть», необходимо научиться управлять своей энергетикой или хотя бы регулярно ее чистить. Фактически заботиться о чистоте ауры в современном мире – так же нормально, как беспокоиться о собственной гигиене.

Это можно делать разными способами. Истинно верующие люди, например, очищают себя молитвами. В эзотерике существуют свои методики.

В нашем Центре Вы можете пройти сеансы энергоинформационной чистки как очно, так и дистанционно. Позвоните или напишите прямо сейчас и задайте беспокоящий Вас вопрос, мы проконсультируем Вас бесплатно.

Если же у Вас есть желание не только очистить и настроить свое биополе, но и научиться это делать самостоятельно, приглашаем Вас на обучение в нашу Энергоинформационную Школу. Согласитесь, как это здорово: уметь что-то делать самому, и не прибегать к посторонней помощи по каждому поводу.

Выбор за Вами, в любом случае мы будем рады помочь Вам!

magicofuniverse.com

Энергетика — Википедия

Доли в % различных источников в мировом производстве электроэнергии в 2015 году (IEA, 2017) [1]

  Уголь/Торф (39,3 %)

  Природный газ (22,9 %)

  Гидро (16,0 %)

  Ядерная (10,6 %)

  Нефть (4,1 %)

  Прочие (Возобн.) (7,1 %)

Энерге́тика — область хозяйственно-экономической деятельности человека, совокупность больших естественных и искусственных подсистем, служащих для преобразования, распределения и использования энергетических ресурсов всех видов. Её целью является обеспечение производства энергии путём преобразования первичной, природной энергии во вторичную, например в электрическую или тепловую энергию. При этом производство энергии чаще всего происходит в несколько стадий:

Электроэнергетика — это подсистема энергетики, охватывающая производство электроэнергии на электростанциях и её доставку потребителям по линии электропередачи. Центральными её элементами являются электростанции, которые принято классифицировать по виду используемой первичной энергии и виду применяемых для этого преобразователей. Необходимо отметить, что преобладание того или иного вида электростанций в определённом государстве зависит в первую очередь от наличия соответствующих ресурсов. Электроэнергетику принято делить на традиционную и нетрадиционную.

Доля различных источников
в мировом производстве электроэнергии[1]
Уголь Природный газ ГЭС АЭС Нефть Прочие Всего
1973 год 38,3 % 12,1 % 20,9 % 3,3 % 24,8 % 0,6 % 6 131 ТВт*ч
2015 год 39,3 % 22,9 % 16,0 % 10,6 % 4,1 % 7,1 % 24 255 ТВт*ч

Традиционная электроэнергетика[править | править код]

Характерной чертой традиционной электроэнергетики является её давняя и хорошая освоенность, она прошла длительную проверку в разнообразных условиях эксплуатации. Основную долю электроэнергии во всём мире получают именно на традиционных электростанциях, их единичная[3]электрическая мощность очень часто превышает 1000 Мвт. Традиционная электроэнергетика делится на несколько направлений[4].

Тепловая энергетика[править | править код]

В этой отрасли производство электроэнергии производится на тепловых электростанциях (ТЭС), использующих для этого химическую энергию органического топлива. Они делятся на:

Теплоэнергетика в мировом масштабе преобладает среди традиционных видов, на базе угля вырабатывается 46 % всей электроэнергии мира, на базе газа — 18 %, ещё около 3 % — за счет сжигания биомасс, нефть используется для 0,2 %. Суммарно тепловые станции обеспечивают около 2/3 от общей выработки всех электростанций мира[6][7]

На 2013 год, средний КПД тепловых электростанций был равен 34 %, при этом наиболее эффективные угольные электростанции имели КПД в 46 %, а наиболее эффективные газовые электростанции — 61 %[8].

Энергетика таких стран мира, как Польша и ЮАР практически полностью основана на использовании угля, а Нидерландов — газа. Очень велика доля теплоэнергетики в Китае, Австралии, Мексике.

Гидроэнергетика[править | править код]

В этой отрасли электроэнергия производится на гидроэлектростанциях (ГЭС), использующих для этого энергию водного потока.

ГЭС преобладает в ряде стран — в Норвегии и Бразилии вся выработка электроэнергии происходит на них. Список стран, в которых доля выработки ГЭС превышает 70 %, включает несколько десятков.

Ядерная энергетика[править | править код]

Отрасль, в которой электроэнергия производится на атомных электростанциях (АЭС), использующих для этого энергию управляемой цепной ядерной реакции, чаще всего урана и плутония.

По доле АЭС в выработке электроэнергии первенствует Франция[9], около 70 %. Преобладает она также в Бельгии, Республике Корея и некоторых других странах. Мировыми лидерами по производству электроэнергии на АЭС являются США, Франция и Япония[10][11].

Нетрадиционная электроэнергетика[править | править код]

Большинство направлений нетрадиционной электроэнергетики основаны на вполне традиционных принципах, но первичной энергией в них служат либо источники локального значения, например ветряные, геотермальные, либо источники находящиеся в стадии освоения, например топливные элементы или источники, которые могут найти применение в перспективе, например термоядерная энергетика. Характерными чертами нетрадиционной энергетики являются их экологическая чистота, чрезвычайно большие затраты на капитальное строительство (например для солнечной электростанции мощностью 1000 Мвт требуется покрыть весьма дорогостоящими зеркалами площадь около 4-х км²) и малая единичная мощность[2]. Направления нетрадиционной энергетики[4]:

Также можно выделить важное из-за своей массовости понятие — малая энергетика, этот термин не является в настоящее время общепринятым, наряду с ним употребляются термины локальная энергетика, распределённая энергетика, автономная энергетика и др[12]. Чаще всего так называют электростанции мощностью до 30 МВт с агрегатами единичной мощностью до 10 МВт. К ним можно отнести как экологичные виды энергетики, перечисленные выше, так и малые электростанции на органическом топливе, такие как дизельные электростанции (среди малых электростанций их подавляющее большинство, например в России — примерно 96 %[13]), газопоршневые электростанции, газотурбинные установки малой мощности на дизельном и газовом топливе[14].

Электрические сети[править | править код]

Электрическая сеть — совокупность подстанций, распределительных устройств и соединяющих их линий электропередачи, предназначенная для передачи и распределения электрической энергии[15]. Электрическая сеть обеспечивает возможность выдачи мощности электростанций, её передачи на расстояние, преобразование параметров электроэнергии (напряжения, тока) на подстанциях и её распределение по территории вплоть до непосредственных электроприёмников.

Электрические сети современных энергосистем являются многоступенчатыми, то есть электроэнергия претерпевает большое количество трансформаций на пути от источников электроэнергии к её потребителям. Также для современных электрических сетей характерна многорежимность, под чем понимается разнообразие загрузки элементов сети в суточном и годовом разрезе, а также обилие режимов, возникающих при выводе различных элементов сети в плановый ремонт и при их аварийных отключениях. Эти и другие характерные черты современных электросетей делают их структуры и конфигурации весьма сложными и разнообразными[16].

Жизнь современного человека связана с широким использованием не только электрической, но и тепловой энергии. Для того, чтобы человек чувствовал себя комфортно дома, на работе, в любом общественном месте, все помещения должны отапливаться и снабжаться горячей водой для бытовых целей. Так как это напрямую связано со здоровьем человека, в развитых государствах пригодные температурные условия в различного рода помещениях регламентируются санитарными правилами и стандартами[17]. Такие условия могут быть реализованы в большинстве стран мира[18] только при постоянном подводе к объекту отопления (теплоприёмнику) определённого количества тепла, которое зависит от температуры наружного воздуха, для чего чаще всего используется горячая вода с конечной температурой у потребителей около 80—90 °C. Также для различных технологических процессов промышленных предприятий может требоваться так называемый производственный пар с давлением 1—3 МПа. В общем случае снабжение любого объекта теплом обеспечивается системой, состоящей из:

Централизованное теплоснабжение[править | править код]

Характерной чертой централизованного теплоснабжения является наличие разветвлённой тепловой сети, от которой питаются многочисленные потребители (заводы, здания, жилые помещения и пр.). Для централизованного теплоснабжения используются два вида источников:

Децентрализованное теплоснабжение[править | править код]

Систему теплоснабжения называют децентрализованной, если источник теплоты и теплоприёмник практически совмещены, то есть тепловая сеть или очень маленькая, или отсутствует. Такое теплоснабжение может быть индивидуальным, когда в каждом помещении используются отдельные отопительные приборы, например электрические, или местным, например обогрев здания с помощью собственной малой котельной. Обычно теплопроизводительность таких котельных не превышает 1 Гкал/ч (1,163 МВт). Мощность тепловых источников индивидуального теплоснабжения обычно совсем невелика и определяется потребностями их владельцев. Виды децентрализованного отопления:

  • Малые котельные;
  • Электрическое, которое делится на:
  • Печное.

Тепловые сети[править | править код]

Тепловая сеть — это сложное инженерно-строительное сооружение, служащее для транспорта тепла с помощью теплоносителя, воды или пара, от источника, ТЭЦ или котельной, к тепловым потребителям.

От коллекторов прямой сетевой воды с помощью магистральных теплопроводов горячая вода подаётся в населённые пункты. Магистральные теплопроводы имеют ответвления, к которым присоединяется разводка к тепловым пунктам, в которых находится теплообменное оборудование с регуляторами, обеспечивающими снабжение потребителей тепла и горячей воды. Тепловые магистрали соседних ТЭЦ и котельных для повышения надёжности теплоснабжения соединяют перемычками с запорной арматурой, которые позволяют обеспечить бесперебойное теплоснабжение даже при авариях и ремонтах отдельных участков тепловых сетей и источников теплоснабжения. Таким образом, тепловая сеть любого города является сложнейшим комплексом теплопроводов, источников тепла и его потребителей[2].

Так как большинство из традиционных электростанций и источников теплоснабжения выделяют энергию из невозобновляемых ресурсов, вопросы добычи, переработки и доставки топлива чрезвычайно важны в энергетике. В традиционной энергетике используются два принципиально отличных друг от друга видов топлива.

Органическое топливо[править | править код]

В зависимости от агрегатного состояния органическое топливо делится на газообразное, жидкое и твёрдое, каждое из них в свою очередь делится на естественное и искусственное. Доля такового топлива в мировом энергобалансе составляла в 2000 году около 65 %, из которых 39 % приходились на уголь, 16 % на природный газ, 9 % на жидкое топливо(2000 г.). В 2010 году по данным BP доля ископаемого органического топлива 87 %, в том числе: нефть 33,6 %, уголь 29,6 % газ 23,8 %[19].Tо же по данным «Renewable21» 80,6 %, не считая традиционной биомассы 8,5 %[20].

Газообразное[править | править код]

Естественным топливом является природный газ, искусственным:

Жидкое[править | править код]

Естественным топливом является нефть, искусственным называют продукты его перегонки:

Твёрдое[править | править код]

Естественным топливом являются:

Искусственным твёрдым топливом являются:

Ядерное топливо[править | править код]

В использовании ядерного топлива вместо органического состоит главное и принципиальное отличие АЭС от ТЭС. Ядерное топливо получают из природного урана, который добывают:

Для использования на АЭС требуется обогащение урана, поэтому его после добычи отправляют на обогатительный завод, после переработки на котором 90 % побочного обеднённого урана направляется на хранение, а 10 % обогащается до нескольких процентов (3—5 % для энергетических реакторов). Обогащённый диоксид урана направляется на специальный завод, где из него изготавливают цилиндрические таблетки[21], которые помещают в герметичные циркониевые трубки длиной почти 4 м, ТВЭЛы (тепловыделяющие элементы). По нескольку сотен ТВЭЛов для удобства использования объединяют в ТВС, тепловыделяющие сборки[2][22].

Энергетическая система (энергосистема) — в общем смысле совокупность энергетических ресурсов всех видов, а также методов и средств для их получения, преобразования, распределения и использования, которые обеспечивают снабжение потребителей всеми видами энергии. В энергосистему входят системы электроэнергетическая, нефте- и газоснабжения, угольной промышленности, ядерной энергетики и другие. Обычно все эти системы объединяются в масштабах страны в единую энергетическую систему, в масштабах нескольких районов — в объединённые энергосистемы. Объединение отдельных энергоснабжающих систем в единую систему также называют межотраслевым топливно-энергетическим комплексом, оно обусловлено прежде всего взаимозаменяемостью различных видов энергии и энергоресурсов[23].

Часто под энергосистемой в более узком смысле понимают совокупность электростанций, электрических и тепловых сетей, которые соединёны между собой и связаны общими режимами непрерывных производственных процессов преобразования, передачи и распределения электрической и тепловой энергии, что позволяет осуществлять централизованное управление такой системой[24]. В современном мире снабжение потребителей электроэнергией производится от электростанций, которые могут находиться вблизи потребителей или могут быть удалены от них на значительные расстояния. В обоих случаях передача электроэнергии осуществляется по линиям электропередачи. Однако в случае удалённости потребителей от электростанции передачу приходится осуществлять на повышенном напряжении, а между ними сооружать повышающие и понижающие подстанции. Через эти подстанции с помощью электрических линий электростанции связывают друг с другом для параллельной работы на общую нагрузку, также через тепловые пункты с помощью теплопроводов, только на гораздо меньших расстояниях[25] связывают между собой ТЭЦ и котельные. Совокупность всех этих элементов называют энергосистемой, при таком объединении возникают существенные технико—экономические преимущества:

  • существенное снижение стоимости электро- и теплоэнергии;
  • значительное повышение надёжности электро- и теплоснабжения потребителей;
  • повышение экономичности работы различных типов электростанций;
  • снижение необходимой резервной мощности электростанций.

Такие огромные преимущества в использовании энергосистем привели к тому, что уже к 1974 году лишь менее 3 % всего количества электроэнергии мира было выработано отдельно работавшими электростанциями. С тех пор мощность энергетических систем непрерывно возрастала, а из более мелких создавались мощные объединённые системы[16][26].

  1. 1 2 2017 Key World Energy Statistics (неопр.) (PDF) (недоступная ссылка). http://www.iea.org/publications/freepublications/ 30. IEA (2017). Дата обращения 20 февраля 2018. Архивировано 15 ноября 2017 года.
  2. 1 2 3 4 5 Под общей редакцией чл.-корр. РАН Е. В. Аметистова. том 1 под редакцией проф. А. Д. Трухния // Основы современной энергетики. В 2-х томах. — Москва: Издательский дом МЭИ, 2008. — ISBN 978 5 383 00162 2.
  3. ↑ То есть мощность одной установки (или энергоблока).
  4. 1 2 Классификация Российской Академии Наук, которая ей всё же считается достаточно условной
  5. ↑ Это самое молодое направление традиционной электроэнергетики, возраст которого немногим более 20 лет.
  6. ↑ Данные за 2011 год.
  7. ↑ World Energy Perspective Cost of Energy Technologies (англ.) (недоступная ссылка). ISBN 978 0 94612 130 4 11. WORLD ENERGY COUNCIL, Bloomberg (2013). Дата обращения 29 июля 2015. Архивировано 1 мая 2015 года.
  8. ↑ World Energy Perspective (англ.) 5. Мировой энергетический совет (2013). Дата обращения 20 октября 2019.
  9. ↑ До недавнего закрытия своей единственной Игналинской АЭС, наряду с Францией по этому показателю также лидировала Литва.
  10. В.А.Веников, Е.В.Путятин. Введение в специальность: Электроэнергетика. — Москва: Высшая школа, 1988.
  11. 1 2 Энергетика в России и в мире: проблемы и перспективы. М.:МАИК «Наука/Интерпереодика», 2001.
  12. ↑ Эти понятия могут различно трактоваться.
  13. ↑ Данные за 2005 год
  14. А.Михайлов, д.т.н., проф., А.Агафонов, д.т.н., проф., В.Сайданов, к.т.н., доц. Малая энергетика России. Классификация, задачи, применение // Новости Электротехники : Информационно-справочное издание. — Санкт-Петербург, 2005. — № 5.
  15. ↑ ГОСТ 24291-90 Электрическая часть электростанции и электрической сети. Термины и определения
  16. 1 2 Под общей редакцией чл.-корр. РАН Е.В. Аметистова. том 2 под редакцией проф.А.П.Бурмана и проф.В.А.Строева // Основы современной энергетики. В 2-х томах. — Москва: Издательский дом МЭИ, 2008. — ISBN 978 5 383 00163 9.
  17. ↑ Например СНИП 2.08.01-89: Жилые здания или ГОСТ Р 51617-2000: Жилищно-коммунальные услуги. Общие технические условия. в России
  18. ↑ В зависимости от климата в некоторых странах нет такой необходимости.
  19. ↑ https://web.archive.org/web/20110626032546/http://www.bp.com/liveassets/bp_internet/globalbp/globalbp_uk_english/reports_and_publications/statistical_energy_review_2011/STAGING/local_assets/pdf/statistical_review_of_world_energy_full_report_2011.pdf
  20. ↑ Архивированная копия (неопр.). Дата обращения 4 декабря 2014. Архивировано 15 декабря 2012 года.
  21. ↑ Диаметром около 9 мм и высотой 15—30 мм.
  22. Т. Х. Маргулова. Атомные электрические станции. — Москва: ИздАТ, 1994.
  23. Энергосистема — статья из Большой советской энциклопедии. 
  24. ↑ ГОСТ 21027-75 Системы энергетические. Термины и определения
  25. ↑ Не более нескольких километров.
  26. Под редакцией С.С.Рокотяна и И.М.Шапиро. Справочник по проектированию энергетических систем. — Москва: Энергоатомиздат, 1985.

ru.wikipedia.org

Разница между ядерной энергией и световой энергией

Ключевое различие между ядерной энергией и световой энергией состоит в том, что ядерная энергия относится к энергии, которая получается в результате расщепления атома на субатомные частицы, тогда как энергия света — это потенциал света выполняющий работу.

И ядерная энергия, и световая энергия являются очень важными источниками энергии, которые мы можем использовать в основном для производства электроэнергии. Нам нужно иметь дело с атомами, чтобы получить ядерную энергию, в то время как нам нужно иметь дело с источниками света, чтобы получить энергию света. Это еще одно важное различие между ядерной энергией и световой энергией.

Содержание
  1. Обзор и основные отличия
  2. Что такое ядерная энергия
  3. Что такое энергия света
  4. В чем разница между ядерной энергией и световой энергией
  5. Заключение
Что такое атомная энергия?

Ядерная энергия — это форма энергии, которая возникает в результате расщепления атомов на субатомные частицы. Атом по существу содержит атомное ядро, в котором в качестве субатомных частиц протоны и нейтроны . Энергия, запасенная в этом атомном ядре, является ядерной энергией, которую мы можем использовать в качестве источника энергии. Наиболее распространенным применением этой формы энергии является генерация тепла, которое в конечном итоге производит электричество, путем использования этого тепла в паровых турбинах на атомных электростанциях.

Одним из основных преимуществ этой формы энергии является то, что она не имеет выбросов углерода, потому что ядерные реакторы на атомной электростанции используют уран вместо ископаемого углеродного топлива. Способы генерации этой энергии включают ядерный распад, ядерное деление и ядерный синтез. Тем не менее, это невозобновляемый источник энергии. Он показывает очень низкие выбросы парниковых газов по сравнению с возобновляемыми видами энергии.

Ядерные корабли

Некоторые преимущества ядерной энергии заключаются в следующем:

  • Обеспечение нас электричеством на безуглеродной генерации.
  • Экологически чистый источник энергии.
  • Помогает удовлетворить растущий спрос на энергию.
  • Вакансии на АЭС.
  • Отсутствие выбросов загрязнителей воздуха, таких как оксид азота, оксид углерода, диоксид серы и т.д.
  • Способствует развитию страны.
Что такое энергия света?

Световая энергия является основным источником энергии, а также возобновляемой формой энергии. Это потенциал света для выполнения работы. Это единственная форма энергии, которая видна нам. Это своего рода кинетическая энергия, и это электромагнитное излучение, излучаемое источниками света, такими как солнце, лазеры, лампочки и т.д. Электромагнитное излучение содержит мельчайшие пакеты энергии, мы называем их фотонами. Когда атомы объектов нагреваются, они производят фотоны, которые затем излучают свет.

Свет путешествует по воздуху как волна. Для передачи этой энергии не требуется материя. Вот почему солнечный свет приходит к нам через пространство, где нет воздуха. Энергия света распространяется быстрее всего. Измерение скорости света показывает 300 000 км/с. Поскольку эта энергетическая форма всегда находится в движении, мы не можем ее нигде хранить; мы можем преобразовать её только в другую форму энергии, такую ​​как электричество.

Лампа и Солнце являются источниками световой энергии.

Использование световой энергии заключается в следующем:

  • Единственный источник энергии для производства пищи растениями.
  • Видимость вещей только благодаря свету.
  • Видимость цветов только из-за света.
  • Производство электроэнергии из световой энергии с помощью солнечных батарей.
В чем разница между ядерной энергией и световой энергией?

Ядерная энергия — это форма энергии, которая возникает в результате расщепления атомов на субатомные частицы, тогда как световая энергия — это потенциал света выполняющий работу. Это главное различие между двумя формами энергии. Другое важное различие между ядерной энергией и световой энергией состоит в том, что ядерная энергия является формой невозобновляемой энергии, в то время как световая энергия является формой возобновляемой энергии. Тем не менее, оба они являются очень экологически чистыми источниками энергии.

Заключение — Ядерная энергия против легкой энергии

Ядерная энергия и световая энергия — это две энергетические формы, которые мы используем в основном для производства электроэнергии в промышленности. Оба они являются экологически чистыми источниками энергии. Ключевое различие между ядерной энергией и световой энергией состоит в том, что ядерная энергия относится к энергии, которая получается в результате расщепления атома на субатомные частицы, тогда как энергия света — это потенциал света для выполнения работы.

raznisa.ru

Какая разница между энергией и энергетикой?

- Помимо лекторского корпуса, который раньше назывался аудиторным, сразу же у нас были созданы лаборатории для проведения опытов, - рассказывает заместитель директора музея Надежда Яковлевна НЕМЫЦКАЯ. - Большая аудитория, ныне легендарная, была задумана для того, чтобы широкой публике представлять мощные достижения. Помимо нее были созданы учебные аудитории. Демонстрационные аудитории и лаборатории, представляющие собой учебно-методический комплекс, стали особенностью Политехнического музея, позволяя использовать в обучающих программах экспериментальный метод при изучении физики, химии, информатики, природоведения и других дисциплин. Таким образом, сразу возник прецедент, когда музей стал организацией, дополняющей школу. Основная категория наших посетителей - школьники. Вот почему мы так много внимания уделяем образованию. Естественно, в другие музеи тоже ходят школьники, но там - и большой поток туристов. Мы же в основной своей программе ориентированы на школьников, студентов, на учащуюся молодежь.

...Вообще музеи науки создаются сейчас во всем мире. Они прежде всего представляют всевозможные демонстрационные установки, предназначенные для того, чтобы можно было понять фундаментальные естественно-научные законы, и для того, чтобы разъяснить какие-то современные технические устройства и изобретения. Без дополнительных пояснений понять это достаточно трудно. Тем более что в школе многого может не оказаться: каких-либо установок, макетов. Музей пытается представить такие демонстрационные установки, но одновременно показать историю развития техники и научного открытия, которые можно проследить во времени.

- Политехнический музей, - продолжает Надежда Яковлевна, - это особая образовательная среда, включающая исторические экспонаты, действующие демонстрационные модели с открытым к ним доступом и возможностью проведения обучающих экспериментов.

- Другие музеи могут перенимать наш опыт?

- К сожалению, Политехнический музей - единственный в России. Но при нем работает Ассоциация технических музеев. В других регионах, будь то краеведческий музей, ведомственный, музей при вузе или при заводе, - все равно он входит в ассоциацию, и мы совместно решаем многие проблемы, в том числе и проблему образовательных, обучающих программ. Ежегодно проводим для сотрудников этих музеев семинары, на которых обмениваемся опытом по научно-просветительской работе. У нашего музея есть прямая связь с учителями. Мы им показываем свои возможности и пытаемся с методической точки зрения координировать их со школьными образовательными программами. Мы приглашаем учителей к себе, проводим «круглые столы», многие активно пользуются Политехническим музеем в своих образовательных программах и активно откликаются. Более того, делаем разбор своих лекций, просим учителей написать на них рецензии, как можно использовать их в школе. По результатам анкетирования учителя ждут от музея: 1) создания мотивации к учебе, 2) интереса к предмету. Ведь что главное в музее? Это наглядность, это добровольное самопознание, эмоциональность, предметность. Здесь не такая обстановка, как в классе. Все музейные методики на том и построены, чтобы не вложить готовое знание, а подвести ребенка к нужным выводам, побудить самостоятельный поиск. Термин «музейная педагогика» существует с середины 1930-х годов, она доказала право на существование. Урок и педагогический процесс в музее обладают уникальным свойством - междисциплинарностью.

- Сейчас образовательная система начинает проявлять интерес к музеям, - отмечает Надежда Яковлевна. - Не только в плане того, чтобы просто сходить на экскурсию. Но хотелось бы диалога, чтобы улучшать эту работу. Мы думаем о том, что музей должен стать экспериментальной педагогической площадкой. Здесь можно подготовить занятие, для которого в школе не хватит пятнадцати минут перерыва. Кроме того, экспериментаторы должны быть специально подготовлены, и у нас они есть.

...Если в художественном музее главное - подлинное картины, то в техническом - работа механизма и возможность ее показать. Если в краеведческом музее можно выставить корпус старинных часов без механизма, то в Политехническом это невозможно. Иду по залам музея. Отдел, посвященный добывающей промышленности. Все о подземной и открытой добыче. Включается пульт, поезда начинают ездить, экскаваторы - работать. Все это позволяет понять, какие принципы положены в основу работы механизмов, попутно делается экскурс в геологию, механику, историю шахтного дела. Действующие макеты, конечно, вызывают у ребенка куда больший интерес, чем схема или рисунок в учебнике.

И так - от зала к залу. Производство стали, добыча нефти, коллекция телевизоров и пишущих машинок, радиоэлектроника, история кино. Всего не перечислишь. Особая экспозиция посвящена электрической лампочке, которая впервые была опробована в стенах музея. Чтобы понять, чем отличается энергия и энергетика, запомнить раз и навсегда, что такое электричество, индукция, постоянный и переменный ток, можно сесть на «энергетический велосипед» и, покрутив его педали, убедиться на собственном опыте, какую силу требуется приложить, чтобы заработал фен или включился миксер. В музее существует зал занимательной науки и техники. Его экспонаты, которые на самом деле являются оборудованием для проведения экспериментов, позволяют наглядно представить физическую картину мира на том или ином этапе освоения школьной программы. Недавно в музее открылась новая лаборатория химии (старый зал существовал с 1907 года). Химия - наука экспериментальная, поэтому без наглядных опытов ее изучать невозможно. Изучение химии в музее - не преподнесение готовых знаний, а вовлечение школьников в процесс изучения. Действует специальная программа для детей, которые уже проявили интерес к изучению химии, но в школе пока эту дисциплину не изучают - это так называемые пропедевтические занятия. Еще есть досуговые каникулярные программы - театрализованные представления по мотивам сказок с демонстрацией химических опытов.

Отрадно, что музеи (это видно на примере Политехнического) - не просто хранилища диковинных и ценных предметов, но имеют большой образовательный потенциал, который осознан и востребован. И что музеи способны работать не только со старшими школьниками, уже углубленно изучающими тот или иной предмет, но и с самыми маленькими посетителями. Весь вопрос в том, как использовать потенциал музейной педагогики на полную мощность.

www.ug.ru

Мощность против энергии: принципиальные различия схожих понятий

23 Марта 2018


Алексей Телегин, ведущий блога по источникам питания Keysight Technologies

Мы продолжаем знакомить читателей с материалами, посвященными базовым понятиям и подходам в использовании источников питания (ИП), современным решениям в данной области и уникальным функциям, помогающим решить самые сложные задачи, возникающие при тестировании. В этом номере менеджер по развитию бизнеса и ведущий раздела по системам электропитания объединенного блога Keysight Technologies в России Алексей Телегин обсуждает такие фундаментальные понятия, как мощность и энергия.

Энергия становится все более ценным товаром, ведь человечество гораздо быстрее находит способы ее потребления, чем способы воспроизводства. Даже если бы мы были способны добывать или преобразовывать энергию в неограниченных количествах, процессы ее производства и потребления все равно оказывали бы огромное влияние на жизнь всей планеты. Для решения проблемы растущих потребностей необходимы более разумные и эффективные способы использования энергии. Нельзя не отметить, что в ряде отраслей происходит постоянное развитие технологий для решения данной задачи, и компания Keysight Technologies является активным участником этого, безусловно, положительного процесса.

Несмотря на то, что мощность и энергия — фундаментальные понятия, и большинство профессионалов прекрасно понимают различие между ними, я иногда встречаю сотрудников, ошибочно использующих одно из этих слов вместо другого. Действительно, эти понятия тесно связаны, но все же являются принципиально разными по смыслу.

Итак, начнем с энергии. Вероятно, лучше всего рассматривать ее с точки зрения классической механики движения заряженных частиц. Уравнение кинетической энергии выглядит следующим образом:

Ek = &frac12 × m × v2,

где Ek — энергия частицы, m — масса, а v — скорость. До тех пор, пока эта движущаяся частица не испытывает воздействия, ее энергия остается неизменной. Но что произойдет с частицей под действием внешней силы? Этот вопрос приводит нас к понятию работы. Механическая работа — это мера силы, зависящая от численной величины, направления силы и от перемещения точки. Если эта сила действует в том же направлении, что и перемещение, работа определяется как положительная. Частица получает энергию. Если сила действует в направлении, противоположном перемещению, тогда работа является отрицательной. Энергия частицы уменьшается. Работа выражается следующим образом:

W = Ek2–Ek1,

где Ek1 — энергия частицы до воздействия на нее силы, а Ek2 — энергия частицы после воздействия.

Работа — это количественная мера изменения энергии этой частицы.

Мы подошли к вопросу определения потенциальной энергии. В механике потенциальную энергию можно описать как нечто, что я буду называть возобновляемой силой, приложенной в направлении, противоположном перемещению. В самом типичном случае это будет масса объекта, поднятого на некоторую высоту, на который действует сила тяжести. Это также может быть сила, использованная для растягивания пружины на некоторое расстояние. В случае силы тяжести потенциальную энергию описывает следующая формула:

Ep = m × g × y,

где Ep — потенциальная энергия частицы, m — масса, g — сила тяжести, а y — высота частицы над заданной точкой отсчета. Обратите внимание, что вес — это произведение массы на силу тяжести. Работа, складываемая или вычитаемая (соответственно), — это подъем или опускание частицы на вертикальное расстояние под действием силы тяжести.

Для электричества понятия работы и энергии точно такие же, как и в контексте механики. Известно, что энергию нельзя создать или уничтожить, ее можно только преобразовать из одной формы в другую. Энергию света можно преобразовать в электрическую при помощи фотоэлемента. Электрическую энергию можно преобразовать в механическую при помощи электродвигателя и т. д. Эти процессы не являются эффективными на все 100%, потому что значительная доля исходной энергии преобразуется также в тепловую. Общепринятой мерой энергии являются джоули, которые равны одной ватт-секунде. Чаще всего мы сталкиваемся с этим понятием, когда оплачиваем счета за электроэнергию: сумма в них рассчитывается на основании количества киловатт-часов электроэнергии, которая израсходована с момента выставления предыдущего счета.

Как и в механике, энергию в электрических системах можно сохранять — в частности, в реактивных компонентах (катушках индуктивности и конденсаторах). Энергия в катушке вычисляется по формуле:

E = &frac12× L × I2,

где E — энергия в джоулях, L — индуктивность в генри, а I — сила тока в амперах. Катушка индуктивности хранит свою энергию в магнитном поле. Соответственно, энергия конденсатора определяется по формуле:

E = &frac12× C × V2,

где E — энергия в джоулях, C — емкость в фарадах, а V — электрический потенциал в вольтах. Конденсатор хранит свою энергию в электрическом поле.

Надеюсь, что теперь вы имеете более четкое представление о том, что представляет собой энергия (и работа). Далее необходимо связать эти понятия с мощностью.

Мы знаем, как можно увеличить энергию или, наоборот, уменьшить ее в системе под воздействием совершаемой работы, и установили, что совершенная работа приводит к изменению количества энергии. Но необходимо также знать, в течение какого периода выполнялась работа. Ведь она могла совершаться в течение минуты, дня или года. Мощность является мерой скорости, с которой выполняется работа, и энергии, добавляемой в систему или удаляемой из системы.

Средняя мощность = совершаемая работа/интервал времени.

Когда мы слышим слово «мощность», чаще всего нам в голову приходит мощность в лошадиных силах, которой обладает какой-нибудь автомобиль (по крайней мере, это утверждение справедливо для большинства автолюбителей). Несмотря на то, что чаще всего это понятие используется в отношении механических систем, лошадиная сила все же остается мерой мощности, точно так же, как и электрическая мощность, которую мы потребляем из розеток у себя дома.

Когда-то, еще во времена тепловых двигателей, Джеймс Ватт придумал термин «лошадиная сила» в качестве средства для сравнения своих паровых двигателей с интенсивностью работы, которую может производить лошадь. Механическая работа — это мера силы (фунты), затраченной на перемещение на расстояние (футы). В результате расчета было принято, что лошадь может переместить 550 футо-фунтов за одну секунду, или производить 550 футо-фунтов мощности в секунду.

Электрическая мощность также является мерой работы, выполняемой за единицу времени. Однако в этом случае она перемещает заряд в 1 Кл (кулон) при потенциале в 1 В (вольт) за 1 с (секунду). Обратите внимание, что 1 А (ампер) равен 1 Кл/с. Одна единица электрической мощности равна одному ватту. Подведем итог:

P (ватты) = Q (кулоны) × V (вольты) / t (секунды) = I (амперы) × V (вольты).

Мы говорили о том, что энергия измеряется в ватт-секундах и киловатт-часах. Разделите количество энергии на интервал времени, за который она была использована, и вы получите мощность в ваттах и киловаттах! Какова взаимосвязь между механической и электрической мощностью? Когда появились первые электродвигатели, необходимо было соотнести работу, которую они могли выполнить, с работой тепловых двигателей, которая измерялась в лошадиных силах, где одна лошадиная сила равна 550 футо-фунтов/с. Было определено, что электромотору с КПД, равным 100%, требуется 746 Вт электрической мощности, чтобы произвести одну лошадиную силу механической мощности. Обратите внимание, что оценка работы в лошадиных силах основана на британских единицах измерения физических величин. Мера лошадиной силы на основании метрической системы немного отличается и составляет около 735 Вт.

Итак, теперь вы умеете рассчитывать количество потребляемой мощности электрическими приборами и в лошадиных силах, и в ваттах. В то же время, вы также можете рассчитать мощность двигателя своего автомобиля в ваттах (или киловаттах) вместо лошадиных сил: в наши дни это довольно полезный навык, поскольку мощность в ваттах признается во всем мире, а в лошадиных силах — не везде.

www.dipaul.ru

Энергия — Википедия

Эне́ргия (др.-греч. ἐνέργεια — действие, деятельность, сила, мощь) — скалярная физическая величина, являющаяся единой мерой различных форм движения и взаимодействия материи, мерой перехода движения материи из одних форм в другие. Введение понятия энергии удобно тем, что в случае, если физическая система является замкнутой, то её энергия сохраняется в этой системе на протяжении времени, в течение которого система будет являться замкнутой. Это утверждение носит название закона сохранения энергии.

С фундаментальной точки зрения энергия представляет собой один из трёх (наравне с импульсом и моментом импульса) аддитивных интегралов движения (то есть сохраняющихся во времени величин), связанный, согласно теореме Нётер, с однородностью времени, то есть независимостью законов, описывающих движение, от времени.

Слово «энергия» введено Аристотелем в трактате «Физика», однако там оно обозначало деятельность человека.

Обычно энергия обозначается символом Е — от лат. energīa (действие, деятельность, мощь).

Для обозначения количества теплоты (величины энергии, переданной теплообменом) обычно используется символ Q — от англ. quantity of heat (количество теплоты).

Для обозначения работы, как количества переданной энергии, обычно используется символ A — от нем. arbeit (работа, труд) или символ W— от англ. work (работа, труд).

Для обозначения внутренней энергии тела обычно используется символ U (происхождение символа подлежит уточнению).

Термин «энергия» происходит от греческого слова ἐνέργεια, которое впервые появилось в работах Аристотеля и обозначало действие или действительность (то есть действительное осуществление действия в противоположность его возможности). Это слово, в свою очередь, произошло от греческого ἔργον ("эргон") - "работа". Праиндоевропейский корень werg обозначал работу или деятельность (ср. англ. work, нем. Werk) и в виде οργ/ουργ присутствует в таких греческих словах, как оргия или теургия и т. п.

Томас Юнг первым использовал понятие «энергия» в современном смысле слова

Лейбниц в своих трактатах 1686 и 1695 годов ввёл понятие «живой силы» (vis viva), которую он определил как произведение массы объекта и квадрата его скорости (в современной терминологии — кинетическая энергия, только удвоенная). Кроме того, Лейбниц верил в сохранение общей «живой силы». Для объяснения уменьшения скорости тел из-за трения, он предположил, что утраченная часть «живой силы» переходит к атомам.

Маркиза Эмили дю Шатле в книге «Учебник физики» (фр. Institutions de Physique, 1740), объединила идею Лейбница с практическими наблюдениями Виллема Гравезанда.

В 1807 году Томас Юнг первым использовал термин «энергия» в современном смысле этого слова взамен понятия «живая сила»[1]. Гаспар-Гюстав Кориолис раскрыл связь между работой и кинетической энергией в 1829 году. Уильям Томсон (будущий лорд Кельвин) впервые использовал термин «кинетическая энергия» не позже 1851 года, а в 1853 году Уильям Ренкин впервые ввёл понятие «потенциальная энергия».

Несколько лет велись споры, является ли энергия субстанцией (теплород) или только физической величиной.

Развитие паровых двигателей требовало от инженеров разработать понятия и формулы, которые позволили бы им описать механический и термический КПД своих систем. Инженеры (Сади Карно), физики (Джеймс Джоуль, Эмиль Клапейрон и Герман Гельмгольц), математики — все развивали идею, что способность совершать определённые действия, называемая работой, была как-то связана с энергией системы. В 1850-х годах, профессор натурфилософии из Глазго Уильям Томсон и инженер Уильям Ренкин начали работу по замене устаревшего языка механики с такими понятиями как «кинетическая и фактическая (actual) энергии»[1]. Уильям Томсон соединил знания об энергии в законы термодинамики, что способствовало стремительному развитию химии. Рудольф Клаузиус, Джозайя Гиббс и Вальтер Нернст объяснили многие химические процессы, используя законы термодинамики. Развитие термодинамики было продолжено Клаузиусом, который ввёл и математически сформулировал понятие энтропии, и Джозефом Стефаном, который ввёл закон излучения абсолютно чёрного тела. В 1853 году Уильям Ренкин ввёл понятие «потенциальная энергия»[1]. В 1881 году Уильям Томсон заявил перед слушателями[2]:

Само слово энергия, хотя и было впервые употреблено в современном смысле доктором Томасом Юнгом приблизительно в начале этого века, только сейчас входит в употребление практически после того, как теория, которая дала определение энергии, … развилась от просто формулы математической динамики до принципа, пронизывающего всю природу и направляющего исследователя в области науки.

Оригинальный текст (англ.)

The very name energy, though first used in its present sense by Dr Thomas Young about the beginning of this century, has only come into use practically after the doctrine which defines it had … been raised from mere formula of mathematical dynamics to the position it now holds of a principle pervading all nature and guiding the investigator in the field of science.

В течение следующих тридцати лет эта новая наука имела несколько названий, например, «динамическая теория тепла» (англ. dynamical theory of heat) и «энергетика» (англ. energetics). В 1920-х годах общепринятым стало название «термодинамика» — наука о преобразовании энергии.

Особенности преобразования тепла и работы были показаны в первых двух законах термодинамики. Наука об энергии разделилась на множество различных областей, таких как биологическая термодинамика и термоэкономика (англ. thermoeconomics). Параллельно развивались связанные понятия, такие как энтропия, мера потери полезной энергии, мощность, поток энергии за единицу времени, и так далее. В последние два века использование слова энергия в ненаучном смысле широко распространилось в популярной литературе.

В 1918 году было доказано, что закон сохранения энергии есть математическое следствие трансляционной симметрии времени, величины сопряжённой энергии. То есть энергия сохраняется, потому что законы физики не изменяются с течением времени (см. Теорема Нётер, изотропия пространства).

В 1961 году выдающийся преподаватель физики и нобелевский лауреат, Ричард Фейнман в лекциях так выразился о концепции энергии[3]:

Существует факт, или, если угодно, закон, управляющий всеми явлениями природы, всем, что было известно до сих пор. Исключений из этого закона не существует; насколько мы знаем, он абсолютно точен. Название его — сохранение энергии. Он утверждает, что существует определённая величина, называемая энергией, которая не меняется ни при каких превращениях, происходящих в природе. Само это утверждение весьма и весьма отвлечённо. Это по существу математический принцип, утверждающий, что существует некоторая численная величина, которая не изменяется ни при каких обстоятельствах. Это отнюдь не описание механизма явления или чего-то конкретного, просто-напросто отмечается то странное обстоятельство, что можно подсчитать какое-то число и затем спокойно следить, как природа будет выкидывать любые свои трюки, а потом опять подсчитать это число — и оно останется прежним.

Оригинальный текст (англ.)

There is a fact, or if you wish, a law, governing natural phenomena that are known to date. There is no known exception to this law—it is exact so far we know. The law is called conservation of energy; it states that there is a certain quantity, which we call energy that does not change in manifold changes which nature undergoes. That is a most abstract idea, because it is a mathematical principle; it says that there is a numerical quantity, which does not change when something happens. It is not a description of a mechanism, or anything concrete; it is just a strange fact that we can calculate some number, and when we finish watching nature go through her tricks and calculate the number again, it is the same.

Механика различает потенциальную энергию (или, в более общем случае, энергию взаимодействия тел или их частей между собой или с внешними полями) и кинетическую энергию (энергия движения). Их сумма называется полной механической энергией.

Энергией обладают все виды полей. По этому признаку различают: электромагнитную (разделяемую иногда на электрическую и магнитную энергии), гравитационную (тяготения) и атомную (ядерную) энергии (также может быть разделена на энергию слабого и сильного взаимодействий).

Термодинамика рассматривает внутреннюю энергию и иные термодинамические потенциалы.

В химии рассматриваются такие величины, как энергия связи и энтальпия, имеющие размерность энергии, отнесённой к количеству вещества. См. также: химический потенциал.

Энергия взрыва иногда измеряется в тротиловом эквиваленте.

Кинетическая[править | править код]

Кинетическая энергия — энергия механической системы, зависящая от скоростей движения её точек. Часто выделяют кинетическую энергию поступательного и вращательного движения. Единица измерения в СИ — джоуль. Более строго, кинетическая энергия есть разность между полной энергией системы и её энергией покоя; таким образом, кинетическая энергия — часть полной энергии, обусловленная движением.

Потенциальная[править | править код]

Потенциальная энергия U(r→){\displaystyle U({\vec {r}})} — скалярная физическая величина, характеризует запас энергии некоего тела (или материальной точки), находящегося в потенциальном силовом поле, который идёт на приобретение (изменение) кинетической энергии тела за счёт работы сил поля. Другое определение: потенциальная энергия — это функция координат, являющаяся слагаемым в лагранжиане системы, и описывающая взаимодействие элементов системы[5].

Термин «потенциальная энергия» был введён в XIX веке шотландским инженером и физиком Уильямом Ренкином. Единицей измерения энергии в СИ является джоуль. Потенциальная энергия принимается равной нулю для некоторой конфигурации тел в пространстве, выбор которой определяется удобством дальнейших вычислений. Процесс выбора данной конфигурации называется нормировкой потенциальной энергии.

Электромагнитная[править | править код]

Гравитационная[править | править код]

Гравитационная энергия — потенциальная энергия системы тел (частиц), обусловленная их взаимным тяготением. Гравитационно-связанная система — система, в которой гравитационная энергия больше суммы всех остальных видов энергий (помимо энергии покоя). Общепринята шкала, согласно которой для любой системы тел, находящихся на конечных расстояниях, гравитационная энергия отрицательна, а для бесконечно удалённых, то есть для гравитационно не взаимодействующих тел, гравитационная энергия равна нулю. Полная энергия системы, равная сумме гравитационной и кинетической энергии постоянна, для изолированной системы гравитационная энергия является энергией связи. Системы с положительной полной энергией не могут быть стационарными.

Ядерная[править | править код]

Ядерная энергия (атомная энергия) — это энергия, содержащаяся в атомных ядрах и выделяемая при ядерных реакциях.

Энергия связи — энергия, которая требуется, чтобы разделить ядро на отдельные нуклоны, называется энергией связи. Энергия связи, приходящаяся на один нуклон, неодинакова для разных химических элементов и, даже, изотопов одного и того же химического элемента.

Внутренняя[править | править код]

Внутренняя энергия тела (обозначается как E или U) — это сумма энергий молекулярных взаимодействий и тепловых движений молекул. Внутреннюю энергию тела нельзя измерить напрямую. Внутренняя энергия является однозначной функцией состояния системы. Это означает, что всякий раз, когда система оказывается в данном состоянии, её внутренняя энергия принимает присущее этому состоянию значение, независимо от предыстории системы. Следовательно, изменение внутренней энергии при переходе из одного состояния в другое будет всегда равно разности между её значениями в конечном и начальном состояниях, независимо от пути, по которому совершался переход.

Химический потенциал[править | править код]

Химический потенциал μ{\displaystyle \mu } — один из термодинамических параметров системы, а именно энергия добавления одной частицы в систему без совершения работы.

Энергия взрыва[править | править код]

Взрыв — физический или/и химический быстропротекающий процесс с выделением значительной энергии в небольшом объёме за короткий промежуток времени, приводящий к ударным, вибрационным и тепловым воздействиям на окружающую среду и высокоскоростному расширению газов.

При химическом взрыве, кроме газов, могут образовываться и твёрдые высокодисперсные частицы, взвесь которых называют продуктами взрыва. Энергию взрыва иногда измеряют в тротиловом эквиваленте — мере энерговыделения высокоэнергетических событий, выраженной в количестве тринитротолуола (ТНТ), выделяющем при взрыве равное количество энергии.

Энергия вакуума[править | править код]

Энергия вакуума — энергия, равномерно распределённая в вакууме и вызывающая отталкивание между любыми материальными объектами во Вселенной с силой, прямо пропорциональной их массе и расстоянию между ними. Обладает крайне низкой плотностью.

Осмотическая энергия[править | править код]

Осмотическая энергия — работа, которую надо произвести, чтобы повысить концентрацию молекул или ионов в растворе.

Энергия является мерой способности физической системы совершить работу. Например, изменение полной механической энергии тела численно равно величине механической работы, совершённой над телом. Поэтому количественно энергия и работа выражаются в одних единицах.

В специальной теории относительности[править | править код]

Энергия и масса[править | править код]

Согласно специальной теории относительности между массой и энергией существует связь, выражаемая знаменитой формулой Эйнштейна

E=mc2,{\displaystyle E=mc^{2},}

где E{\displaystyle E} — энергия системы, m{\displaystyle m} — её масса, c{\displaystyle c} — скорость света в вакууме. Несмотря на то, что исторически предпринимались попытки трактовать это выражение как полную эквивалентность понятия энергии и массы, что, в частности, привело к появлению такого понятия как релятивистская масса, в современной физике принято сужать смысл этого уравнения, понимая под массой массу тела в состоянии покоя (так называемая масса покоя), а под энергией — только внутреннюю энергию, заключённую в системе.

Энергия тела, согласно законам классической механики, зависит от системы отсчёта, то есть неодинакова для разных наблюдателей. Если тело движется со скоростью v относительно некоего наблюдателя, то для другого наблюдателя, движущегося с той же скоростью, оно будет казаться неподвижным. Соответственно, для первого наблюдателя кинетическая энергия тела будет равна, mv2/2{\displaystyle mv^{2}/2}, где m{\displaystyle m} — масса тела, а для другого наблюдателя — нулю.

Эта зависимость энергии от системы отсчёта сохраняется также в теории относительности. Для определения преобразований, происходящих с энергией при переходе от одной инерциальной системы отсчёта к другой используется сложная математическая конструкция — тензор энергии-импульса.

Зависимость энергии тела от скорости рассматривается уже не так, как в ньютоновской физике, а согласно вышеназванной формуле Эйнштейна:

E=mc21−v2/c2,{\displaystyle E={\frac {mc^{2}}{\sqrt {1-v^{2}/c^{2}}}},}

где m{\displaystyle m} — инвариантная масса. В системе отсчёта, связанной с телом, его скорость равна нулю, а энергия, которую называют энергией покоя, выражается формулой:

E0=mc2.{\displaystyle E_{0}=mc^{2}.}

Это минимальная энергия, которую может иметь массивное тело. Значение формулы Эйнштейна также в том, что до неё энергия определялась с точностью до произвольной постоянной, а формула Эйнштейна находит абсолютное значение этой постоянной.

Энергия и импульс[править | править код]

Специальная теория относительности рассматривает энергию как компоненту 4-импульса (4-вектора энергии-импульса), в который наравне с энергией входят три пространственные компоненты импульса. Таким образом энергия и импульс оказываются связанными и оказывают взаимное влияние друг на друга при переходе из одной системы отсчёта в другую.

В квантовой механике энергия E{\displaystyle E} свободной частицы связана с круговой частотой ω{\displaystyle \omega } соответствующей волны де Бройля соотношением E=ℏω{\displaystyle E=\hbar \omega }, где ℏ{\displaystyle \hbar } — постоянная Планка. [6][7] Это уравнение является математическим выражением принципа корпускулярно-волнового дуализма волн и частиц для случая энергии.[8] В квантовой механике энергия двойственна времени. В частности, в силу фундаментальных причин принципиально невозможно измерить абсолютно точно энергию системы в каком-либо процессе, время протекания которого конечно. При проведении серии измерений одного и того же процесса значения измеренной энергии будут флуктуировать, однако среднее значение всегда определяется законом сохранения энергии. Это приводит к тому, что иногда говорят, что в квантовой механике сохраняется средняя энергия.

В общей теории относительности время не является однородным, поэтому возникают определённые проблемы при попытке введения понятия энергии. В частности, оказывается невозможным определить энергию гравитационного поля как тензор относительно общих преобразований координат.

Внутренняя энергия (или энергия хаотического движения молекул) является самым «деградированным» видом энергии — она не может превращаться в другие виды энергии без потерь (см.: энтропия).

В системе физических величин LMT энергия имеет размерность ML2T−2{\displaystyle ML^{2}T^{-2}}.

Соотношения между единицами энергии.
Единица Эквивалент
в Дж в эрг в межд. кал в эВ
1 Дж 1 107 0,238846 0,624146⋅1019
1 эрг 10−7 1 2,38846⋅10−8 0,624146⋅1012
1 межд. Дж[9] 1,00020 1,00020⋅107 0,238891 0,624332⋅1019
1 кгс·м 9,80665 9,80665⋅107 2,34227 6,12078⋅1019
1 кВт·ч 3,60000⋅106 3,60000⋅1013 8,5985⋅105 2,24693⋅1025
1 л·атм 101,3278 1,013278⋅109 24,2017 63,24333⋅1019
1 межд. кал (calIT) 4,1868 4,1868⋅107 1 2,58287⋅1019
1 термохим. кал (калТХ) 4,18400 4,18400⋅107 0,99933 2,58143⋅1019
1 электронвольт (эВ) 1,60219⋅10−19 1,60219⋅10−12 3,92677⋅10−20 1

Условно источники энергии можно поделить на два типа: невозобновляемые и постоянные. К первым относятся газ, нефть, уголь, уран и т. д. Технология получения и преобразования энергии из этих источников отработана, но, как правило, неэкологична, и многие из них истощаются. К постоянным источникам можно отнести энергию солнца, энергию, получаемую на ГЭС и т. д.

Невозобновляемые ресурсы энергии и их величина (Дж)[10]

Вид ресурса Запасы
Термоядерная энергия 3,6*1026
Ядерная энергия 2*1024
Химическая энергия нефти и газа 2*1023
Внутреннее тепло Земли 5*1020

Возобновляемые ресурсы энергии и их годовая величина (Дж)[10]

Вид ресурса Запасы
Солнечная энергия 2*1024
Энергия морских приливов 2,5*1023
Энергия ветра 6*1021
Энергия рек 6,5*1019

Существует довольно много форм энергии, большинство из которых[11] так или иначе используются в энергетике и различных современных технологиях.

Темпы энергопотребления растут во всем мире, поэтому на современном этапе развития цивилизации наиболее актуальна проблема энергоэффективности и энергосбережения.

  1. 1 2 3 Смит, Кросби. The science of energy: a cultural history of energy physics in Victorian Britain. — The University of Chicago Press, 1998. — ISBN 0-226-76421-4.
  2. Томсон, Уильям. Об источниках энергии, доступных человеку для совершения механических эффектов = On the sources of energy available to man for the production of mechanical effect. — BAAS Rep, 1881. С. 513
  3. Richard Feynman. The Feynman Lectures on Physics. — США: Addison Wesley, 1964. — Vol. 1. — ISBN 0-201-02115-3.
  4. Фейнман, Ричард. Фейнмановские лекции по физике = The Feynman Lectures on Physics. — Т. 1.
  5. Ландау, Л. Д., Лифшиц, Е. М. Теоретическая физика. — 5-е изд. — М.: Физматлит, 2004. — Т. I. Механика. — 224 с. — ISBN 5-9221-0055-6.
  6. ↑ Паули, 1947, с. 11.
  7. ↑ Широков, 1972, с. 18.
  8. ↑ Широков, 1972, с. 19.
  9. Джоуль (единица энергии и работы) — статья из Большой советской энциклопедии. Г. Д. Бурдун. 
  10. 1 2 Алексеев, 1978, с. 134.
  11. ↑ http://profbeckman.narod.ru/InformLekc.files/Inf03.pdf

ru.wikipedia.org

чем занимается и как построить карьеру

Профессия энергетика считается одной из самых востребованных: отрасль большая и ей постоянно нужны незаурядные умы. Какие профессиональные качества нужны, чтобы попасть в «энергетическую элиту»? Молодой и преуспевающий инженер-энергетик Евгений Дайлидович рассказал Адукару о тонкостях своей работы.

Кем ты мечтал стать в детстве, в школьные годы? Как выбрал профессию?

Выбор профессии — достаточно непростая задача. После школы нет чёткой картины, что тебя ждёт в будущем. В моём случае на выбор профессии повлияло то, что родители работали в Глубокских электрических сетях.

Как ты пришёл в профессию? Какой колледж (вуз) окончил?

У меня два образования. В 2006 году окончил дневное отделение Молодечненского политехнического колледжа по специализации «Монтаж и эксплуатация электрооборудования предприятий и гражданских зданий», квалификация «техник-электрик». В том же году поступил на заочное отделение Белорусского национального технического университета по специальности «Электроэнергетические системы и сети», который окончил в 2012 году с квалификацией «инженер-энергетик».

Почему после колледжа решил поступить в БНТУ? Что дало обучение в вузе?

В вуз поступал по нескольким причинам. Во-первых, это возможность получить более престижную и высокооплачиваемую работу. Наниматель обращает внимание на диплом и выбирает из кандидатов того, у кого образование лучше. Во-вторых, для продвижения по карьерной лестнице обязательно нужно иметь высшее образование. В-третьих, это даёт больше шансов самореализоваться и повысить уровень знаний. К тому же учёба в вузе более престижна и расширяет круг знакомств.

Моим первым рабочим местом стал филиал «Глубокские электрические сети», где в течение двух лет отработал в службе подстанций и три года — в службе релейной защиты и автоматики (РЗАИ). В 2011 году перевёлся на «Новополоцкую ТЭЦ» и работал монтёром по РЗА, затем через полгода стал мастером «группы главной схемы электротехнической лаборатории».

Евгений — уроженец города Глубокое Витебской области. Около 8 лет работает на Новополоцкой ТЭЦ — одном из филиалов РУП «Витебскэнерго», который уже 57 лет обеспечивает население электричеством и тепловой энергией

Чем отличается энергетик от электрика?

Инженер-энергетик — специалист административно-технического персонала, инженер-электрик — ремонтного. Иначе говоря, оба сотрудника работают с электрооборудованием и электроэнергией, только энергетик — более масштабно.

Инженер-электрик отвечает за ремонт промышленного электрооборудования. Он заполняет техническую документацию, контролирует электромонтажные работы, регулярно проверяет состояние электрооборудования. Основная задача инженера-электрика — обеспечить бесперебойную работу электроустановок.

Инженер-энергетик — специалист с высшим техническим образованием, который разрабатывает, создаёт и обслуживает энергетические системы тепловой отрасли. Он следит за бесперебойной подачей энергии и её распределением. Регулярно проверяет, ремонтирует и модернизирует электрические системы и оборудование. Готовит расчёты и контролирует расход энергии мастерскими и другими подразделениями предприятия. Ищет и устраняет неполадки, следит за эффективной работой и безопасностью электрических систем и оборудования.

Фото из личного архива Евгения

Опиши свой рабочий день. Чем занимается энергетик? Что входит в его обязанности, какие задачи решает?

Рабочий день начинается в 8 утра. Я получаю распоряжения от руководства, провожу инструктаж и раздаю задания персоналу. В 17.00 специалисты закрывают наряды, убирают рабочие места и получают распоряжения на следующий день.

Я, как мастер, организую техническое обслуживание устройств релейной защиты и автоматики на электротехническом оборудовании главной схемы НТЭЦ и провожу техническую политику на этом участке по инструкциям и местным указаниям по ТЭЦ.

В течение дня могут возникнуть случайные дефекты оборудования, которые мы быстро устраняем. Проводятся часы техники безопасности и технического обучения персонала. Также мы заполняем документацию, осматриваем закреплённое оборудование и многое другое.

В свободное время Евгений любит путешествовать

А если дефект произошёл в нерабочее время?

Если возникает дефект, то могут вызвать в любое время суток! У меня, как у инженерного персонала, ненормированный рабочий день. Иногда приходится задерживаться и после 17.00. Бывало, что и в час ночи домой приходил, но такое происходит редко. На ответственные выходные назначают дежурства на дому, потому что всегда нужно быть начеку.

Чем тебе нравится твоя работа?

Профессия энергетика очень важна для стабильного развития страны, любого населённого пункта или предприятия. Ведь нельзя прожить ни дня без энергии. Без неё современная жизнь замирает: прекращает работу промышленное, бытовое, медицинское электрооборудование — остановится практически любое предприятие. Энергетика — это жизнь. И я рад, что уже 12 лет вношу свой вклад в бесперебойную и надёжную работу энергетической отрасли нашей страны.

Также мне нравится общаться на работе с грамотными людьми, профессионалами своего дела, которые обслуживают сложное энергетическое оборудование.

Мне интересно постоянно развиваться, осваивать новое оборудование и технологии и решать сложные профессиональные задачи.

Евгений Дайлидович, инженер-энергетик Новополоцкой ТЭЦ

Есть ли у тебя хобби? Чем ты любишь заниматься после работы?

С детства я неравнодушен к фотографии. Раньше было сложнее, плёночные фотоаппараты накладывали свои ограничения. Сейчас в плане техники намного проще, современные зеркальные и беззеркальные камеры делают качественные изображения. Правда, к фотоаппарату нужно приложить знания по технике съёмки и по работе в графических редакторах. В фотографии, как и в энергетике, нужно постоянно развиваться.

В свободное время люблю заниматься спортом, кататься на велосипеде и путешествовать. Музыка тоже для меня очень важна, но это отдельная история! (улыбается)

Евгений — яркий пример того, что человек технического склада ума может быть и креативным. В его портфолио уже собралось несколько десятков свадебных фотографий, городских снимков и фото природы. Посмотреть больше фотографий можно в Instagram

Насколько опасна профессия энергетика? Случались ли подобные ситуации на рабочем месте?

Профессия энергетика считается одной из самых опасных в мире, потому что каждый день сталкиваешься с риском. Электрическая энергия кажется простой и безобидной, но если забыть про осторожность, она может быть опасной для здоровья и жизни человека. Напряжение в сети невозможно почувствовать без прикосновения. А дотронувшись к оголенной токоведущей части под напряжением, рискуешь получить удар электрическим током, последствия которого предугадать довольно сложно. Определить наличие напряжения удаётся специальными приборами, так как органы чувств человека в данном случае бесполезны.

Чтобы избежать несчастных случаев на производстве, существуют правила охраны труда. Все работы выполняются по нарядам и распоряжениям, в которых указываются необходимые меры безопасности. В моей практике несчастных случаев не было. Но, к сожалению, они возможны, если специалисты пренебрегают правилами охраны труда.

Какими личными и профессиональными качествами должен обладать энергетик, чтобы успешно справляться со своими задачами? Какие школьные предметы желательно знать будущему специалисту?

Профессия энергетика довольно сложная и обязывает работника иметь высокую квалификацию. Постоянная опасность на производстве требует большой ответственности, внимательности и организованности. Не лишними будут также стрессоустойчивость, терпеливость, изобретательность, стремление к постоянному саморазвитию, хорошая выносливость, физическая подготовка, уравновешенность и умение быстро реагировать в различных ситуациях. Поскольку энергетик работает не только с техникой, но и с людьми, то ему неплохо иметь качества управленца.

Что касается школьных предметов, то я отмечу в первую очередь математику, физику, химию, родные и иностранные языки.

Часто нужно выполнять непростые математические расчёты, поэтому технический склад ума, аккуратность и усидчивость обязательны в этой профессии.

Евгений Дайлидович, инженер-энергетик Новополоцкой ТЭЦ

Куда обычно распределяют будущих энергетиков после вуза? Есть ли свободный выбор? Легко ли найти работу?

После колледжа проблем с распределением у меня не было, потому что учился по целевому направлению от филиала «Глубокские электрические сети». У многих однокурсников тоже были договоры с разными предприятиями. Остальные шли по распределению, здесь уже как кому повезло! Поэтому советую заранее позаботиться об этом вопросе. После вуза проблем с распределением ни у кого не было, так как все учились на заочке и уже работали.

Энергетическая отрасль в нашей стране большая, и ей постоянно нужны квалифицированные специалисты. К тому же всегда происходит естественное движение кадров: кто-то идёт на повышение, кто-то уходит на пенсию, кто-то меняет работу, кто-то переезжает. Так что больших проблем для трудоустройства при наличии образования, квалификации и желания работать в энергетической отрасли нет.

***

А ты мог бы работать энергетиком? Пройди тесты на выбор профессии и узнай свои способности!

Если материал был для тебя полезен, не забудь поставить «мне нравится» в наших соцсетях ВКонтакте, Instagram, Facebook, ASKfm и поделись постом с друзьями. А мы сделаем ещё больше материалов, которые пригодятся тебе для учёбы.

Перепечатка материалов с сайта adukar.by возможна только с письменного разрешения редакции. [email protected]

adukar.by

кинетическая, потенциальная, лучистая, химическая, механическая и др.

Когда потенциальная энергия связана с гравитационной силой, она называется потенциальной гравитационной энергией. Гравитационное силовое поле вокруг нашей планеты притягивает объекты к ее центру. Когда мы поднимаем объекты, отделяя их от Земли, мы увеличиваем их гравитационную потенциальную энергию.

Существует потенциальная гравитационная энергия между Солнцем и планетами, а также между Луной и Землей. Фактически, приливы являются результатом притяжения, которое Луна создает на земных водоемах.

Упругая потенциальная энергия

Когда мы растягиваем пружину, энергия, чтобы вернуться к своей первоначальной форме, сохраняется как потенциальная энергия.

Другой формой потенциальной энергии является энергия, которую содержит пружина, когда мы растягиваем или сжимаем её. Эта энергия называется упругой потенциальной энергией: это энергия материалов, когда они растягиваются или скручиваются. Когда мы сжимаем пружину, мы увеличиваем ее потенциальную энергию.

Эластичная потенциальная энергия – это то, что движет в пружине. Также в прыжках с шестом в легкой атлетике у нас есть пример того, как упругая потенциальная энергия превращается в гравитационную потенциальную энергию.

Механическая энергия

 

Механическая энергия – это сумма энергии положения и движения.

Механическая энергия тела охватывает движение и положение объекта, то есть это сумма кинетической и потенциальной энергии этого объекта.

Когда мы качаемся, мы превращаем кинетическую энергию в потенциал и наоборот, поэтому мы можем двигаться быстрее и выше.

Например, ребенок на скейтборде на предыдущем изображении обладает кинетической энергией, которая позволяет ему закрепиться на стене, набирая потенциальную энергию. Когда оно начинает падать, потенциальная энергия превращается в кинетическую энергию и набирает скорость.

Химическая энергия

Химическая энергия сохраняется в связях между атомами.

Химическая энергия – это форма потенциальной энергии, которая сохраняется в связях между атомами в результате сил притяжения между ними.

Во время химической реакции одно или несколько соединений, называемых реагентами, превращаются в другие соединения, называемые продуктами. Эти превращения происходят из-за разрыва или образования химических связей, которые вызывают изменения в химической энергии.

Энергия высвобождается, когда связи разрушаются во время химических реакций. Это то, что известно как экзотермическая реакция. Например, автомобили используют химическую энергию бензина для выработки тепловой энергии, которая используется для движения автомобиля. Точно так же пища хранит химическую энергию, которую мы используем живыми существами, чтобы функционировать.

Когда соединения образуются, требуется энергия; Это реакция эндотермического типа. Фотосинтез – это эндотермическая реакция, энергия которой исходит от Солнца.

Тепловая энергия

Тепловая энергия огня передается тепловой энергии горшка через тепло.

Тепловая энергия (внутренняя энергия) представляет собой тип кинетической энергии, являющейся продуктом движения или внутренней вибрации частиц в телах. Когда мы измеряем температуру с помощью термометра, мы измеряем то движение атомов и молекул, которые составляют тело. При более высокой температуре большее движение и, следовательно, большая тепловая энергия.

Кроме того, тепловая энергия перемещается между телами через тепло. Когда вы помещаете горячий предмет рядом с холодным, происходит передача энергии от самого горячего к самому холодному, до точки, где они имеют одинаковую температуру. Тепло также передается через инфракрасное излучение или движение горячих жидкостей или газов.

Электрическая мощность

Электрические батареи превращают химическую энергию в электрическую.

Электричество – это тип энергии, который зависит от притяжения или отталкивания электрических зарядов. Существует два вида электричества: статическое и текущее. Статическое электричество связано с наличием статических нагрузок, т.е. нагрузок, которые не двигаются. Электрический ток происходит из-за перемещение грузов.

Пример статического электричества – когда мы натираем воздушный шарик на волосы. Воздушный шар удерживает электроны от волос, заряжаясь отрицательно, в то время как волосы заряжены положительно. Если вы подойдете к воздушному шарику к своей голове, не касаясь его, вы увидите, как пряди волос тянутся к воздушному шарику.

Электрический ток – это поток зарядов из-за движения свободных электронов в проводнике. Это движение происходит в электрическом поле, то есть в области вокруг заряда, где действует сила. Электрические заряды легко переносятся такими материалами, как металлы, особенно серебро, медь и алюминий.

В батареях или электрических батареях происходит превращение химической энергии в электрическую энергию. Химическая энергия происходит в результате реакции между электродами и электролитом, когда положительный полюс соединен с отрицательным полюсом батареи. Вольт – это единица измерения потенциальной энергии на заряд в батарее.

Ядерная энергетика

Когда ядро ​​атома разбивается, ядерная энергия высвобождается.

Ядерная энергия – это форма потенциальной энергии, которая накапливается в ядре атома и происходит от сил, удерживающих субатомные частицы вместе. Ядерная реакция похожа на химическую реакцию, в которой реагенты превращаются в продукты. Они отличаются тем, что в ядерной реакции один атом превращается в другой.

Существует три типа ядерной реакции: радиоактивный распад, слияние и деление. При радиоактивном распаде ядро ​​радиоактивного атома самопроизвольно выделяет энергию. При делении ядра ядро ​​бомбардируется нейтроном, что приводит к образованию двух новых атомов. При ядерном синтезе легкие ядра объединяются в тяжелые ядра.

Использование ядерной энергии

Реакции ядерного деления используются в ядерных реакторах, где ядерная энергия преобразуется в тепловую энергию, которая затем преобразуется в электрическую энергию. Энергия, исходящая от Солнца, является продуктом ядерного синтеза.

Магнитная энергия

Магниты используются для захвата магнитных материалов, таких как гайки и болты.

Способность объекта выполнять работу из-за его положения в магнитном поле является потенциальной энергией магнитного поля. Магниты имеют магнитное поле и две области, называемые магнитными полюсами. Равные полюса отбрасываются, а разные полюса притягиваются. Наиболее используемые магнитные материалы – это железо и его сплавы.

Например, железный винт, который приближается к магниту, но не касается его, обладает потенциальной магнитной энергией. Объекты движутся в направлении, которое уменьшает их потенциальную магнитную энергию.

Микрофоны, например, хорошо работают благодаря магнитной энергии. Операция заключается в следующем: микрофон имеет мембрану, которая вибрирует со звуком. Эта вибрация передается на кабель, обмотанный вокруг магнита, который посылает электрический сигнал на усилитель, делая звук громче. В этом случае мы имеем преобразование звуковой энергии в магнитную энергию, затем электрическую энергию и затем звуковую энергию.

Железные дороги с электромагнитной подвеской – еще один пример того, как мы можем использовать магнитную энергию для выполнения работы. Железная дорога движется через магнитное поле, которое движется вдоль ферромагнитного пути.

Звуковая энергия

Колокол вибрирует от удара и производит звуковые волны, которые распространяются по воздуху.

Звуковая энергия – это механическая энергия частиц, которые вибрируют в форме волн через среду передачи. Средой, через которую проходят звуковые волны, может быть воздух, вода или другие материалы. Все, что вызывает шум, генерирует звуковую энергию.

Звук распространяется в твердых телах быстрее, чем в жидкостях, и быстрее в жидкостях, чем в газах. Поэтому если прислонить ухо к полу, можно слышать, потому что скорость звука на земле в четыре раза выше, чем в воздухе.

Именно благодаря звуковой энергии мы можем слышать. Когда звуковые волны в воздухе проникают в ваши уши, они стимулируют специальные клетки, которые посылают информацию в мозг. Чем больше энергии имеет звуковая волна, тем громче будет звук.

Карты морского дна выполнены с использованием звуковой системы. Гидролокатор посылает звуковые волны и рассчитывает пройденное расстояние, используя скорость звука в воде.

В медицине ультразвук используется для удаления камней в почках. Эхокардиограмма является еще одной технологией, которая использует звуковые волны, чтобы увидеть плод у беременных женщин.

Лучистая энергия

Свет – это лучистая энергия, которая распространяется волнами.

Энергия в форме света или тепла – это лучистая энергия, более известная как излучение. Излучение – это электромагнитные волны, которым не нужны средства для перемещения подобно звуковым волнам, чтобы они могли перемещаться в космическом пространстве. Источником электромагнитных волн являются электроны, которые вибрируют, создавая электрическое поле и магнитное поле.

Различные типы лучистой энергии или излучения (потоки) упорядочены по уровням энергии в электромагнитном спектре. Они путешествуют в космосе со скоростью 300 миллионов метров в секунду, то есть со скоростью света.

Рентгеновские и гамма-лучи – это невидимые излучения с большим количеством энергии. Оба имеют важные применения в медицине. Рентген используется для диагностики переломов костей, в то время как гамма-излучение используется для диагностики неврологических заболеваний, таких как болезнь Паркинсона и Альцгеймера, или при заболеваниях сердца.

В ультрафиолетовых (УФ) лучей представляют собой тип невидимого излучения , создаваемого Солнцем и некоторых специальных ламп. Эти лучи отвечают за загар, который мы приобретаем, когда подвергаем себя воздействию солнца. Однако чрезмерное воздействие ультрафиолетовых лучей может вызвать ожоги и рак кожи. Вот почему вы должны защищать свое тело, когда вы долго на солнце, особенно кожу (чтобы защититься от рака кожи) и глаза.

Видимый свет излучения – это то, что человеческий глаз может воспринимать. Обычно мы видим белый свет, который является не более чем смесью огней разных цветов. Свет находится в энергетических пакетах, называемых фотонами, которые не имеют массу.

Инфракрасное излучение, микроволна и радиоволны менее энергичное излучение электромагнитного спектра. Радиоволны и микроволны – это волны, используемые в коммуникациях для передачи звука и изображений.

Солнечная энергия

Солнце – самый важный источник энергии для жизни на Земле.

Солнечная энергия – это лучистая энергия солнца. Он путешествует в пространстве, пока не достигнет Земли в виде электромагнитных волн. Большая часть солнечного излучения, которое достигает атмосферы Земли, – это ультрафиолетовое излучение, видимый свет и инфракрасные лучи.

Солнце состоит из водорода и гелия. В этом случае энергия исходит от процесса ядерного синтеза: ядра водорода объединяются, образуя гелий и лучистую энергию.

Люди научились использовать солнечную энергию. Сегодня энергия солнечного света используется для отопления домов и зданий, увеличения их тепловой энергии. Видимый солнечный свет проходит через стекла окон и поглощается материалами внутри комнаты. Это заставляет материалы нагреваться.

Лучистая энергия Солнца ответственна за существование жизни на Земле. Растения собирают эту энергию для производства пищи, превращая ее в химическую энергию. Солнечная энергия управляет движением воздуха в атмосфере, вызывая ветры.

Возобновляемые и невозобновляемые источники энергии

Такие ресурсы, как солнце и ветер, являются возобновляемыми источниками энергии.

Закон сохранения энергии гласит, что энергия не может быть создана или уничтожена, может только быть преобразована. Это означает, что при подсчете количества энергии в системе это количество всегда будет одинаковым, хотя и по-разному.

Когда мы говорим о возобновляемых или невозобновляемых энергоресурсах, мы действительно имеем в виду источники или ресурсы, из которых люди извлекают энергию.

Уголь и нефть являются ископаемым топливом, в котором химическая энергия сохраняется в связях между атомами углерода. Ископаемое топливо не возобновимо, потому что оно было сформировано миллионы лет назад из доисторических организмов. Эти источники энергии, помимо ограниченного существования, наносят серьезный ущерб окружающей среде.

Наша цель должна заключаться в том, чтобы воспользоваться другими источниками энергии, такими как солнце, ветер, внутреннее земное тепло и океанские волны, которые являются возобновляемыми и не загрязняющими окружающую среду. Вода может использоваться снова и снова благодаря естественному процессу круговорота воды.

Другой аспект, который мы должны принять во внимание, это не тратить энергию. Электрическая энергия вашего дома имеет свою стоимость. Если у вас долгое время открыт холодильник (кстати, почему он открывается с трудом во второй раз) или вы оставили лампы в своей комнате, особенно если вас там нет, вы увеличиваете потребление электроэнергии в своем доме, и это будет оплачиваться вашими родителями. Экономия энергии – это разумное и осознанное использование.

yznavai.ru

традиционная и альтернативная. Энергия будущего

Все существующие направления энергетики можно условно разделить на зрелые, развивающиеся и находящиеся в стадии теоретической проработки. Одни технологии доступны для реализации даже в условиях частного хозяйства, а другие могут использоваться только в рамках промышленного обеспечения. Рассматривать и оценивать современные виды энергетики можно с разных позиций, однако принципиальное значение имеют универсальные критерии экономической целесообразности и производственной эффективности. Во многом по этим параметрам сегодня расходятся концепции применения традиционных и альтернативных технологий генерации энергии.

Традиционная энергетика

Это широкий пласт сформировавшихся отраслей тепло- и электроэнергетики, обеспечивающей порядка 95% мировых потребителей энергии. Генерация ресурса происходит на специальных станциях – это объекты ТЭС, ГЭС, АЭС и т. д. Они работают с готовой сырьевой базой, в процессе переработки которой происходит выработка целевой энергии. Выделяют следующие стадии производства энергии:

  • Изготовление, подготовка и доставка исходного сырья на объект выработки того или иного вида энергии. Это могут быть процессы добычи и обогащения топлива, сжигание нефтепродуктов и т. д.
  • Передача сырья к узлам и агрегатам, непосредственно преобразующим энергию.
  • Процессы преобразования энергии из первичной во вторичную. Эти циклы присутствуют не на всех станциях, но, к примеру, для удобства доставки и последующего распределения энергии могут использоваться разные ее формы – в основном тепло и электричество.
  • Обслуживание готовой преобразованной энергии, ее передача и распределение.

На завершающем этапе ресурс отправляется конечным потребителям, в качестве которых могут выступать и отрасли народного хозяйства, и рядовые домовладельцы.

Тепловая электроэнергетика

Самая распространенная отрасль энергетики в России. Тепловые электростанции в стране производят более 1000 МВт, используя в качестве перерабатываемого сырья уголь, газ, нефтепродукты, сланцевые залежи и торф. Вырабатываемая первичная энергия в дальнейшем преобразуется в электричество. Технологически у таких станций масса преимуществ, которые и обуславливают их популярность. К ним можно отнести нетребовательность к условиям эксплуатации и легкость технической организации рабочего процесса.

Объекты тепловой энергетики в виде конденсационных сооружений и теплоэлектроцентралей могут возводиться прямо в районах добычи расходного ресурса или местах нахождения потребителя. Сезонные колебания никак не влияют на стабильность функционирования станций, что делает такие источники энергии надежными. Но есть и недостатки у ТЭС, к которым можно отнести применение исчерпаемых топливных ресурсов, загрязнение окружающей среды, необходимость подключения больших объемов трудовых ресурсов и др.

Гидроэнергетика

Гидротехнические сооружения в виде энергетических подстанций предназначены для выработки электричества в результате преобразования энергии потока воды. То есть, технологический процесс генерации обеспечивается сочетанием искусственных и природных явлений. В ходе работы станция создает достаточный напор воды, которая в дальнейшем направляется к турбинным лопастям и активизирует электрогенераторы. Гидрологические виды энергетики различаются по типу используемых агрегатов, конфигурации взаимодействия оборудования с естественными потоками воды и т. д. По рабочим показателям можно выделить следующие разновидности гидростанций:

  • Малые – вырабатывают до 5 МВт.
  • Средние – до 25 МВт.
  • Мощные – более 25 МВт.

Также применяется классификация в зависимости от силы напора воды:

  • Низконапорные станции – до 25 м.
  • Средненапорные – от 25 м.
  • Высоконапорные – выше 60 м.

К достоинствам гидроэлектростанций относят экологическую чистоту, экономическую доступность (бесплатная энергия), неисчерпаемость рабочего ресурса. В то же время гидротехнические сооружения требуют больших начальных затрат на техническую организацию аккумулирующей инфраструктуры, а также имеют ограничения по географическому размещению станций – только там, где реки обеспечивают достаточный напор воды.

Атомная энергетика

В некотором смысле это подвид тепловой энергетики, но практически производственные показатели работы ядерных станций на порядок выше ТЭС. В России используют полные циклы выработки атомной электроэнергии, что позволяет генерировать большие объемы энергетического ресурса, но имеют место и огромные риски использования технологий обработки урановой руды. Обсуждением вопросов безопасности и популяризации задач данной отрасли, в частности, занимается АНО «Информационный центр атомной энергетики», имеющий представительства в 17 регионах России.

Ключевую роль в исполнении процессов генерации ядерной энергии играет реактор. Это агрегат, предназначенный для поддержания реакций деления атомов, которые, в свою очередь, сопровождаются выделением тепловой энергии. Существуют разные типы реакторов, отличающиеся применяемым видом топлива и теплоносителем. Чаще используется конфигурация с легководным реактором, использующим в качестве теплоносителя обычную воду. Основным ресурсом переработки в ядерной атомной энергетике выступает урановая руда. По этой причине АЭС обычно проектируются с расчетом на размещение реакторов вблизи от месторождений урана. На сегодняшний день в России действует 37 реакторов, совокупная мощность выработки которых составляет около 190 млрд кВт*ч/год.

Характеристика альтернативной энергетики

Практически все источники альтернативной энергии выгодно отличаются финансовой доступностью и экологической чистотой. По сути, в данном случае происходит замена перерабатываемого ресурса (нефти, газа, угля и т. д.) на природную энергию. Это может быть солнечный свет, потоки ветра, тепло земли и другие естественные источники энергии за исключением гидрологических ресурсов, которые сегодня рассматриваются как традиционные. Концепции альтернативной энергетики существуют давно, однако по сей день они занимают небольшую долю в общем мировом энергообеспечении. Задержки в развитии данных отраслей связаны с проблемами технологической организации процессов выработки электричества.

Но чем обусловлено активное развитие альтернативной энергетики в наши дни? В немалой степени необходимостью снижения темпов загрязнения окружающей среды и в целом проблемами экологии. Также в скором будущем человечество может столкнуться с истощением традиционных ресурсов, используемых в производстве энергии. Поэтому, даже несмотря на организационные и экономические препятствия, все больше внимания уделяется проектам развития альтернативных форм энергетики.

Геотермальная энергетика

Один из самых распространенных способов получения энергии в бытовых условиях. Геотермальная энергия вырабатывается в процессе аккумуляции, передачи и преобразования внутреннего тепла Земли. В промышленных масштабах обслуживаются подземные породы на глубинах до 2-3 км, где температура может превышать 100°С. Что касается индивидуального применения геотермальных систем, то чаще задействуются поверхностные аккумуляторы, располагаемые не в скважинах на глубине, а горизонтально. В отличие от других подходов к выработке альтернативной энергии, практически все геотермальные виды энергетики в производственном цикле обходятся без этапа преобразования. То есть первичная тепловая энергия в этой же форме и поставляется конечному потребителю. Поэтому используется такое понятие, как геотермальные системы отопления.

Солнечная энергетика

Одна из старейших концепций альтернативной энергетики, задействующая в качестве аккумулятивного оборудования фотоэлектрические и термодинамические системы. Для реализации фотоэлектрического метода генерации используют преобразователи энергии световых фотонов (квантов) в электричество. Термодинамические установки более функциональны и за счет солнечных потоков могут вырабатывать как тепло с электричеством, так и механическую энергию для создания приводного усилия.

Схемы достаточно простые, но есть немало проблем при эксплуатации такого оборудования. Связано это с тем, что солнечная энергетика в принципе характеризуется целым рядом особенностей: нестабильностью из-за суточных и сезонных колебаний, зависимостью от погоды, низкой плотностью потоков света. Поэтому на этапе проектирования солнечных батарей и аккумуляторов много внимания уделяется исследованию метеорологических факторов.

Волновая энергетика

Процесс выработки электричества из волн происходит в результате преобразования энергии прилива. В основе большинства электростанций такого типа находится бассейн, который организуется или в ходе отделения устья реки, или за счет перекрытия залива плотиной. В образованном барьере устраиваются водопропускные отверстия с гидротурбинами. По мере изменения уровня воды во время приливов происходит вращения турбинных лопастей, что и способствует выработке электричества. Отчасти этот вид энергетики схож с принципами работы гидроэлектростанциями, но сама механика взаимодействия с водным ресурсом имеет существенные отличия. Волновые станции могут использоваться на побережьях морей и океанов, где уровень воды поднимается до 4 м, позволяя вырабатывать мощность до 80 кВт/м. Недостаток таких сооружений связан с тем, что водопропускные сооружения нарушают обмен пресной и морской воды, а это негативно сказывается на жизни морских организмов.

Ветровая энергетика

Еще один доступный для применения в частном хозяйстве способ получения электричества, отличающийся технологической простотой и экономической доступностью. В качестве обрабатываемого ресурса выступает кинетическая энергия воздушных масс, а роль аккумулятора выполняет двигатель с вращающимися лопастями. Обычно в ветровой энергетике применяют генераторы электрического тока, которые активизируются в результате вращения вертикальных или горизонтальных роторов с пропеллерами. Средняя бытовая станция такого типа способна генерировать 2-3 кВт.

Энергетические технологии будущего

По оценкам экспертов, к 2100 г совокупная доля угля и нефти в мировом балансе составит около 3%, что должно отодвинуть термоядерную энергетику на роль второстепенного источника энергетических ресурсов. На первое же место должны встать солнечные станции, а также новые концепции преобразования космической энергии, основанной на беспроводных каналах передачи. Процессы становления энергии будущего должны начаться уже к 2030 г., когда наступит период отказа от углеводородных источников топлива и перехода к «чистым» и возобновляемым ресурсам.

Перспективы российской энергетики

Будущее отечественной энергетики преимущественно связывается с развитием традиционных способов преобразования природных ресурсов. Ключевое место в отрасли должна будет занять ядерная энергетика, но в комбинированном варианте. Инфраструктуру атомных станций должны будут дополнять элементы гидротехники и средства переработки экологически чистого биотоплива. Не последнее место в возможных перспективах развития отводится и солнечным батареям. В России и сегодня этот сегмент предлагает немало привлекательных идей – в частности, панели, которые могут работать даже в зимнее время. Аккумуляторы преобразуют энергию света как такового даже без тепловой нагрузки.

Заключение

Современные проблемы энергетического обеспечения ставят крупнейшие государства перед выбором между мощностью и экологической чистотой выработки тепла и электричества. Большинство освоенных альтернативных источников энергии при всех своих плюсах не способны в полной мере заменить традиционные ресурсы, которые, в свою очередь, могут использоваться еще несколько десятилетий. Поэтому энергию будущего многие специалисты представляют как некий симбиоз различных концепций генерации энергоресурсов. Причем новые технологии ожидаются не только на промышленном уровне, но и в бытовом хозяйстве. В этой связи можно отметить градиент-температурные и биомассовые принципы энергетической выработки.

fb.ru

Работа, энергия и мощность - вспоминаем физику

В текстах, публикуемых на этом сайте, часто встречаются различные термины, которые являются названиями физических величин. Многое мы изучали еще в школьном курсе физике, но знания имеют свойство забываться без постоянного употребления. В серии заметок, объединенных под общим заголовком «Вспоминаем физику» (можно было бы назвать «Снова в школу») мы постараемся напомнить вам, что означают основные термины, какие физические величины за этими терминами скрываются, как они связаны между собой, в каких величинах они измеряются. В общем, дать те основы, которые нужны для понимания публикуемых материалов.

Сайт нас в целом посвящен методам и технологиям получения энергии (конкретно, из возобновляемых источников). Энергия нужна людям для отопления и освещения собственных жилищ, для того, чтобы приводить в движение различные механизмы, которые совершают полезную для людей работу. То есть нам нужно получить в конечном итоге один из трех видов энергии — тепловую, механическую и энергию света. Как будет сказано ниже, в физике различают еще несколько видов энергии, но для нас важны в первую очередь эти три вида. Закончу с предисловиями и приведу те определения энергии, которые приняты в физике.

Работа и энергия

Еще из школьного курса физики (а школу я окончил 50 лет назад) я помню утверждение «Энергия является мерой способности физической системы совершить работу». Википедия дает менее понятное определение, утверждая, что

«Эне́ргия — скалярная физическая величина, являющаяся единой мерой различных форм движения и взаимодействия материи, мерой перехода движения материи из одних форм в другие. Введение понятия энергии удобно тем, что в случае, если физическая система является замкнутой, то её энергия сохраняется в этой системе на протяжении времени, в течение которого система будет являться замкнутой. Это утверждение носит название закона сохранения энергии.»

Энергия является скалярной величиной, для измерения которой применяются несколько разных единиц. Нам наиболее интересны джоуль и киловатт-час.

Джо́уль (русское обозначение: Дж; международное: J) — единица измерения работы, энергии и количества теплоты в Международной системе единиц (СИ). Джоуль равен работе, совершаемой при перемещении точки приложения силы, равной одному ньютону, на расстояние одного метра в направлении действия силы. В электричестве джоуль означает работу, которую совершают силы электрического поля за 1 секунду при напряжении в 1 вольт для поддержания силы тока в 1 ампер.

Впрочем, мы не будем углубляться в основы физики, выясняя, что такое сила и что такое один ньютон, просто примем понятие «энергия» за основу и запомним, что некое количество джоулей характеризует энергию, работу и количество теплоты. Еще одной величиной, с помощью которой измеряют количество энергии, является киловатт-час.

Килова́тт-час (кВт⋅ч) — внесистемная единица измерения количества произведенной или потреблённой энергии, а также выполненной работы. Используется преимущественно для измерения потребления электроэнергии в быту, народном хозяйстве и для измерения выработки электроэнергии в электроэнергетике.

Следует заметить, что правильно писать именно «кВт⋅ч» (мощность, умноженная на время). Написание «кВт/ч» (киловатт в час), часто употребляемое во многих СМИ и даже иногда в официальных документах, неправильно. Такое обозначение соответствует изменению мощности в единицу времени (что обычно никого не интересует), но никак не количеству энергии. Столь же распространённая ошибка — использовать «киловатт» (единицу мощности) вместо «киловатт-час».

В последующих статьях мы будем использовать джоуль и киловатт-час как единицы для оценки количества энергии или работы, имея в виду, что один киловатт-час равен 3,6·106 джоулей.

С точки зрения интересующих нас тем именно свойство энергии совершать работу является основополагающим. Мы не будем выяснять, как физика трактует понятие «работа», будем считать, что это понятие является первоначальным и не определяемым. Только еще раз подчеркнем, что количественно энергия и работа выражаются в одних единицах.

В зависимости от вида энергии или работы величина энергии рассчитывается разными способами:

В механике: сила, умноженная на длину E ~ F·l
В термодинамике: давление, умноженное на объём E ~ P·V
Импульс, умноженный на скорость E ~ p·v
Масса, умноженная на квадрат скорости E ~ m·v²
В электростатике: заряд, умноженный на напряжение E ~ q·U
Мощность, умноженная на время E ~ N·t

Формы и виды энергии

Поскольку энергия, как сказано выше, является только мерой различных форм движения и взаимодействия материи, мерой перехода движения материи из одних форм в другие, различные формы энергии выделяются в соответствии с различными формами движения материи. Таким образом, в зависимости от уровня проявления, мож­но выделить следующие формы энергии:

  • энергия макромира — гравитационная или энергия притяжения тел,
  • энергия взаимодействия тел — механическая,
  • энергия молекулярных взаимодействий — тепловая,
  • энергия атомных взаимодей­ствий — химическая,
  • энергия излучения — электромагнит­ная,
  • энергия, заключенную в ядрах атомов, — ядерная.

Гравитационная энергия — энергия системы тел (частиц), обусловленная их взаимным гравитационным тяготением. В земных условиях, это, например, энергия, «запасенная» телом, поднятым на опреде­ленную высоту над поверхностью Земли — энергия силы тя­жести. Таким образом, энергию, запасенную в водохранилищах гидроэлектростанций, можно отнести к гравитационной энергии.

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.).

Химическая энергия — это энергия, «запасенная» в атомах веществ, 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.

Электромагнитная энергия — это энергия, порождаемая взаимодействием электрического и магнитного по­лей. Ее подразделяют на электрическую и магнитную энергии. Электрическая энергия — энергия движущихся по элек­трической цепи электронов (электрического тока).

Электромагнитная энергия проявляется также в виде электромагнит­ных волн, то есть в виде излучения, включающего видимый свет, инфракрасные, ультрафио­летовые, рентгеновские лучи и радиоволны. Таким образом, один из видов электромагнитной энергии — 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).

В эту классификацию несколько не укладываются известные нам со школы понятия потенциальной и кинетической энергии. Современная физика считает, что понятия кинетической и потенциальной энергий (а также энергии диссипации) это не формы, а виды энергии:

Кинетическая энергия — энергия, которой обладают тела вследствие своего движения. Более строго, кинетическая энергия есть разность между полной энергией системы и её энергией покоя; таким образом, кинетическая энергия — часть полной энергии, обусловленная движением. Когда тело не движется, кинетическая энергия равна нулю.

Потенциальная энергия — энергия, обусловленная взаимодействием различных тел или частей одного и того же тела. Потенциальная энергия всегда определяется положением тела относительно некоторого источника силы (силового поля).

Энергия диссипации (то есть рассеяния) — переход части энергии упорядоченных процессов в энергию неупорядоченных процессов, в конечном счёте — в теплоту.

Дело в том, что каждая из перечисленных выше форм энергии может проявляться в виде потенциальной и кинетической энергии. То есть виды энергии должны трактоваться в обобщенном смысле, ибо они относятся к любой форме движения и, следовательно, к любой форме энергии. Например, имеется кинетическая электрическая энергия, и это не то же самое, что кинетическая механическая энергия. Это кинетическая энергия движения электронов, а не кинетическая энергия механического движения тела. Точно так же потенциальная электрическая энергия это не то же самое, что потенциальная механическая энергия. А химическая энергия складывается из кинетической энергии движения электронов и электрической энергии их взаимодействия друг с другом и с атомными ядрами.

Вообще, насколько я понял при подготовке этого материала, пока не существует общепринятой классификации форм и видов энергии. Впрочем, возможно нам и не нужно до конца разбираться в этих физических понятиях. Важно только помнить, что энергия — это не какая-то реальная материальная субстанция, а только мера, предназначенная для оценки перемещения некоторых форм материи или преобразования одной формы материи в другую.

С понятием энергии и работы неразрывно связано понятие мощности.

Мощность

Мо́щность — физическая величина, равная в общем случае скорости изменения, преобразования, передачи или потребления энергии системы. В более узком смысле мощность равна отношению работы, выполняемой за некоторый промежуток времени, к этому промежутку времени.

В Международной системе единиц (СИ) единицей измерения мощности является ватт, равный одному джоулю, делённому на секунду.

Мощность характеризует способность того или иного устройства совершать работу или производить энергию в течение определенного промежутка времени. Связь между мощностью, энергией и временем выражается следующим соотношением:

Киловатт-час (напомним, что это единица измерения энергии) равен количеству энергии, потребляемой (производимой) устройством мощностью один киловатт (единица мощности) в течение одного часа (единица времени).

Отсюда и уже упомянутое выше равенство 1 кВт⋅ч = 1000 Вт ⋅ 3600 с = 3,6·106 Дж = 3,6 МДж.

Из трех рассмотренных на этой странице единиц именно мощность представляет для нас наибольший интерес, поскольку эта величина будет нам встречаться при рассмотрении и сравнении различных ветро- или гидро-генераторов и солнечных панелей. В этих случаях мощность характеризует способность этих устройств производить энергию. И наоборот, указание мощности на многих бытовых электроприборах характеризует потребление энергии этими приборами. Если мы хотим обеспечить некоторую совокупность бытовых приборов энергией, мы должны сопоставить суммарную потребляемую этими приборами мощность с суммарной мощностью, которую можем получить от производителей энергии.

Но подробнее о мощности мы поговорим в следующих статьях, посвященных конкретным видам энергии.  И начнем с электрической энергии, рассмотрим, какими величинами характеризуется электричество и в каких единицах оно измеряется.

altenergiya.ru


Смотрите также