Энергия нужна всем!

Весь мир создан энергией. Для того чтобы люди передвигались нужна энергия, для того чтобы работал транспорт тоже необходима энергия. Мы восполняем энергию, когда устали и тратим ее, когда полны сил.
Слово «энергия» происходит от греческого слова enérgeia, что означает действие, деятельность.
Что такое «энергия»?

Энергия связывает воедино все явления природы. Энергия проявляется в различных формах. Наиболее распространённой формой энергии является энергия движения. Она тем больше, чем быстрее движется тело. Физики её называют кинетической энергией..
Энергия в Физике
Во многих случаях величина энергии зависит от взаимного расположения тел или частей тела, то есть расстояниями между ними. ( Нужны поясняющие картинки) Энергия такого вида (картинка, о каком виде идет речь) всегда готова выплеснуться наружу, превратиться в энергию движения. Для общего описания этих форм энергии часто используют единый термин – механическая энергия

Существуют и другие формы энергии. Когда мы сжигаем дерево в печи, химическая энергия, запасённая в дровах, освобождается и переходит в тепловую. Высоковольтные линии электропередач и электропровода в вашей квартире несут электрическую энергию. Солнце излучает огромное количество световой энергии. Ядерная энергия превращается в электрическую энергию на атомных электростанциях.
Формы энергии

Обычно говорят, что энергия необходима всем, чтобы начать какое-либо движение, что-то поднять, нагреть, осветить и сделать многое другое. И чем больше запас энергии, тем больше работы можно сделать. Без неё невозможна любая жизнедеятельность.
Мир, окружающий нас с детства, наиболее доступен для изучения путём наблюдения за механическими и тепловыми явлениями. И в этом мире, привычном для нас, передавать энергию от одного тела к другому можно непрерывно и в любых количествах.

Альтернативные источники энергии

Станции, на которых электрическая и тепловая энергия производится при сжигании угля, нефти или газа, называют тепловыми электростанциями (ТЭС) или тепловыми электроцентралями (ТЭЦ).
1. Уголь, нефть, газ

Плюсы:
Являются производителями около 80-ти % всей электроэнергии страны
Сравнительно низкий ценовой показатель теплового ресурса
Работа ТЭС не зависит от погодных условий
ТЭС может территориально быть расположена в любой географической точке

Минусы:
Нарушение экологического равновесия и загрязнение атмосферы
В связи с добычей для эксплуатирования и функционирования ТЭС большого количества угля возникает нужда в шахтах, при создании которых происходит нарушение естественного природного рельефа.

Получается, что тепловая энергия пара превращается в механическую энергию вращающихся турбин. А механическая энергия турбин, в свою очередь, превращается в электрическую энергию генератора.

2. Вода
Тепловые электростанции – не единственный способ получения энергии. Самым древним способом получения энергии являются гидроэлектростанции (ГЭС). «Гидро» в пере- воде с латинского означает «вода». В России с помощью ГЭС вырабатывается до 21% электрической энергии. Самая мощная гидроэлектростанция у нас в стране – Саяно- Шушенская ГЭС, расположенная на Енисее.

Плюсы:
Не сопровождается выделением угарного газа и углекислоты, окислов азота и серы, пылевых загрязнителей и других вредных отходов, не загрязняет почву.
Вода — возобновляемый источник энергии. По крайней мере до тех пор, пока ручьи и реки не пересохнут. Гидрологический цикл (круговорот воды в природе) пополняет источники потенциальной энергии за счет дождей, снегопадов и водостока.
Вода в искусственных водохранилищах, как правило, чистая, так как примеси осаждаются на дне. Эту воду можно использовать для питья, мытья, купания и ирригации.

Минусы:
Большие водохранилища затопляют значительные участки земли
Протяженная засуха снижает и может даже прервать производство электроэнергии ГЭС
Для создания водохранилища требуется огромная площадь, на которой можно разместить 180 000 футбольных стадионов.

Солнечное излучение сейчас активно используется для получения тепловой и электрической энергии. Во всем мире успешно работают сотни солнечных электро- станций (СЭС), налажено производство солнечных батарей в промышленном масштабе.
Чтобы получить горячую воду для хозяйственных целей или обогрева помещения, на крыше дома или открытом пространстве устанавливают солнечный коллектор – устройство для сбора тепловой энергии Солнца. Внутри солнечного кол- лектора находятся трубки со специальным веществом – антифризом.
3. Солнце

Антифриз – это жидкость, которая не замерзает при низких температурах и закипает при температурах, выше температуры кипения воды. Антифриз может нагреваться до 300°С, он движется по трубкам в бак-накопитель. В баке- накопителе антифриз отдает свое тепло воде, которая нагревается и поступает в водопроводную сеть.

Плюсы:
Экологическая безопасность
Бесшумность
Экономичность в низких расходах
Но тебе не хватит антифриза, чтобы получить энергию. Нужны Солнечные батареи.
Минусы:
Высокая стоимость
Работа зависит от погоды

В настоящее время при помощи ветра рабо- тают ветровые электростанции (ВЭС) различных конструкций и мощностей ВЭС преобразуют энергию ветра в электрическую энергию за счёт вращения лопастей.
4. Ветер

Плюсы:
Отсутствие загрязнения окружающей среды
Территория в непосредственной близости может быть полностью использована для сельскохозяйственных целей
Минимальные потери при передаче энергии – ветряная электростанция может быть построена как непосредственно у потребителя, так и в местах удаленных

Минусы:
Шум
Угроза для птиц
Работа зависит от погодных условий

Возможность использования тепла из недр Земли далеко не миф и не сказка. Подземные моря с кипящей водой и горячим паром существуют не только в фантастических рассказах. С увеличением глубины наша планета становится всё теплее.
Вспомни, что энергетика, которая получает электрическую и тепловую энергию за счет энергии недр Земли, называется геотермальной энерге- тикой. «Геотермальный» означает «тепло земли».
5. Земля

Принцип работы геотермальной станции

Плюсы:
Относительно экологически чистые
Вырабатывается большое количество энергии
Постоянное энергоснабжение
Низкие эксплуатационные расходы
Малошумная работа

Минусы:
Дорогое строительство
Возможное истощение
Сейсмическая нестабильность
Есть основания полагать, что геотермальные сооружения вызывали подземные толчки в разных частях мира. Несмотря на то, что сейсмическая активность зачастую незначительна, она может привести к повреждению здания, травмам и смерти. В 2006 году ученые обвинили проект геотермальной разведки в Базеле, Швейцария, в том, что он вызвал серию землетрясений.

6. Растения
С помощью дров получают тепло, но с их помощью можно получить и электричество. И это не единственный рас- тительный материал, который можно использовать. Поэтому сейчас мы вспомним способы производства энергии из биомассы (биоматерии).
* Биомассы – это твёрдые, жидкие бытовые и промышленные отходы (дрова, шелуха, солома и т.д.), а также специально выращенные человеком сельскохозяйственные растения (рапс, кукуруза, подсолнечник и др.).

Кстати, можно топить не только дровами, но и древесными опилками. Древесные опилки образуются как отходы, например, на деревообрабатывающих комбинатах, мебельных фабриках. Их собирают и прессуют в брикеты или пеллеты. Брикеты спрессовываются в виде кирпичиков, а пеллеты – в виде маленьких гранул. Ими можно топить печь и камин.

Плюсы:
Возобновляемый источник энергии поколения растений и животных сменяются довольно быстро
Крупные электростанции на биотопливе способны работать непрерывно
Выделяется незначительное количество загрязняющих атмосферу окислов серы (SO)

Минусы:
При сжигании извлекается малое количество энергии, меньше, чем из всех остальных рассмотренных источников
Сжигание растительного сырья (той же древесины) приводит к образованию угле- кислого газа, оксидов серы и оксидов азота. Вред, который наносят эти газы здоровью человека и окружающей среде
Бесконтрольная вырубка лесов для их сжигания в топках наносит непоправимый вред природе

На сегодняшний день единственным промышленным источником энергии, который способен произвести столько электрической энергии и тепла, сколько необходимо является атомная энергетика. * Атомная энергетика (ядерная энергетика) – это область науки и техники, которая использует процесс деления атомных ядер для выработки теплоты и электроэнергии.
7. Атомы

Атомная электростанция (АЭС) – это станция, вырабатывающая тепло и
электричество за счёт энергии деления атомных ядер.

Плюсы:
Потребляют мало топлива
Более экологически чистые
Можно строить в любом месте
Не зависит от доп. источника энергии
Минусы:
Утечка радиоактивности
Аварии ядерных реакторов

Водород – самый лёгкий химический элемент на Земле и во Вселенной. Из атомов водорода образуется газообразный водород – самый лёгкий газ. Его можно обнаружить в космосе, где он заполняет пространство. И этот газ, как оказалось, можно использовать для получения энергии. Проблема состоит в том, что атомы водорода обязательно находятся в соединении с другими элементами. Поэтому, что- бы такой газ получить, нужно эти элементы отделить друг от друга, а затем выделить атомы водо- рода. Так, если мы разрушим молекулу воды (частица, которая состоит из атомов) электрическим током, то в конечном итоге получим газообразные водород и кислород.
Водород отделяют от кислорода и собирают в баллоны. Он готов к использованию. Баллоны можно поместить в специальное устройство, например, в автомобиле, или другом виде транспорта.
8. Водород

Пока производство возможности водородной энергетики ограничены. Это связано, в основном, с несколькими причинами.
Первая причина: водород – это взрывоопасный газ. Если произойдет поломка баллона или водородной батареи, то может легко произойти взрыв. Ты прекрасно понимаешь, что взрыв может привести к человеческим жертвам и разрушениям. Поэтому одной из важнейших задач является создание максимально безопасных водородных батарей. Но эта задача пока решается с трудом.
Вторая причина ограниченного использования водородной энергии – высокие затраты на производство самого водорода.
Третья причина – чтобы производить, хранить и распределять водород необходима широко развитая инфраструктура.

Термоядерные реакции – это реакции слияния легких элементов (например, водорода, дейтерия и трития) в более тяжёлые (например, в гелий). Эти реакции протекают бесконечное число раз при высоких температурах (сотни миллионов градусов) и сопровождаются выделением огромного количества энергии
9. Термояд

Этой энергии выделяется настолько много, что всего лишь 10 граммов дейтерия и 15 граммов трития способны обеспечить электричеством всю планету. Поэтому неудивительно, что ученые всерьез озабочены созданием термоядерного реактора. Тем более, если вспомнить, что запасы водорода и дейтерия на Земле неисчерпаемы. Осуществить сложный процесс термоядерного синтеза (или кратко на языке ученых - термояда) удалось лишь опытным путем в реакторе специальной конструкции, он называется ТОКАМАК. Внутри камеры ТОКАМАКа находится плазма.