Arutelud inimjõu ja energia eeliste ja puuduste üle keerlevad sageli peamiselt murega reostuse, töötajate ohutuse, energiatõhususe ja ülemaailmse pakkumise ulatuse pärast. Suurem osa kaasaegse globaalse elutempo püsimiseks vajalikust energiast pärineb allikatest, mis annavad soovimatuid jääkaineid või tekitavad muul viisil soovimatuid olukordi.
Enam kui miski muu on pika ja lühiajalise keskkonnamõju ümber pööratudantropogeenne (inimese põhjustatud) kliimamuutus, välja arvatud reostus traditsioonilises tähenduses (nt söetoitel töötavate elektrijaamade nähtav suits või mitmesuguse tööstuse heitvesi).
Seda seetõttu, et fossiilkütuste põlemisel saadakse lisaks CO2 (süsinikdioksiid) ja muud "kasvuhoonegaasid" Maa atmosfääri, mille tulemuseks on planeedi pinna lähedal soojuse lisamine.
Energia ja töö
Inimjõu plussid ja miinused keskenduvad muudele teguritele kui reostus. Kasuliku töö hulk, mida saab antud protsessi abil teha seoses energia sisendiga, nn ka mehaaniline efektiivsus (energiatoodang jagatud sisendenergiaga, väljendatuna protsentides) loeb.
Inimjõu nõuded seisnevad sageli lihtsalt selles, et inimesed saavad ise tööd teha palju vähem tõhusalt ja palju lühema aja jooksul, kui on võimalik teha masinaga täiustatud tööd.
Energiafüüsikas on kauguse ühikud korrutatud jõuga (massi ja kiiruse või kiirenduse muutuse kiiruse korrutis). See ühik on njuutonimeeter, mida tavaliselt kasutatakse tööks, ja seda nimetatakse ka džauliks.
Selle üksuse tootmiseks kasutatakse muid ühikute kombinatsioone; näiteks lineaarne kineetiline energia (KE) saadakse valemiga (1/2) mv2,, samal ajal kui potentsiaalne energia on kujul mgh, kus m = mass, g = gravitatsioonist tingitud kiirendus (9,8 m / s2 Maa peal) ja h = kõrgus maapinnast või mõnest muust null-nullpunktist).
Inimjõu näited
Võimsusfüüsikas on lihtsalt energia ajaühiku kohta ehk töö kiirus süsteemis, kus energiat kasutatakse mehaaniliselt. Inimeste lihtsate näidete hulka kuuluvad mäest üles sõitmine või raskuste tõstmine; mida rohkem energiat ajaühiku kohta, seda rohkem väljundvõimsust see annab.
Kui ronite antud trepiastmel 10 sekundiga, muutub teie potentsiaalne energia sama palju, kui ronite trepist 5 sekundi või 15 sekundiga. Kuid teie jõud sõltub sellest, kui vähe aega teil tippu jõudmiseks kulub, ja igal juhul olete teinud sama palju füüsilist tööd.
Energia tüübid
Kineetilinejapotentsiaalne energiamoodustavad objektimehaaniline energia.Objektidel on ka nn siseenergia, mis on seotud peamiselt aine väikeste koostisosakeste kiire vibratsiooniliikumisega molekulaarsel tasandil.
Energiat tuleb ka mitmel muul kujul: keemiline energia(hoitakse molekulide sidemetes),elektrienergia(mis tuleneb laengute ja elektrivälja eraldamisest) jakuumus, mida on enamikus süsteemides töö jaoks keeruline kasutada ja selle asemel enamasti "hajub".
Energia saamine tähendab kütuse (nafta maagaas, kivisüsi; mõned biokütused), kasutades voolava vee või tuule (hüdro- või tuuleenergia) või aatomite "lõhestamise" (tuumaenergia) kineetilist energiat.
Mehaaniline energia salvestamine
Ehkki Maal on energia (peamiselt elektri) tootmiseks palju saadaval olevat kütust, on energia salvestamine märkimisväärne väljakutse.Patareidpraegu ei suuda anda isegi väikest osa energiast, mis on vajalik ülemaailmse tootmise, sidevõrkude ja ülemaailmse transpordi väga kaua jätkamiseks.
Mõnes soodsa geograafiaga piirkonnas on võimalik hoida veehoidlat elektrijaamast kõrgemal ja kasutada selles gravitatsioonipotentsiaali energiat reservuaari hüdroenergia tootmiseks lühikese aja jooksul, võimaldades sellel voolata kõrgematelt aladelt ja toites selle käigus elektrigeneraatorite turbiinid. Nagu võite arvata, ei toimiks see peatusmeede väga asustatud piirkonnas kuigi kaua.
Energiasalvestuse tulevik
Üks taastuvenergia, eriti päikese- ja tuuleenergia kohta käiv kriitika seisneb nende ebausaldusväärsuses tuleneva ja tuleva olemuse tõttu; juhtub rahulikke päevi või perioode, nagu ka pilves.
Tänu rahvusvahelisele kohustusele jätkata energia tootmist, püüdes samal ajal vähendada keskkonnale tekitatavaid kahjusid, on teadlaste rühm Massachusettsi osariigis Bostoni lähedal Massachusettsi Tehnoloogiainstituudis alustas tööd 2018. aastal, mille eesmärk oli säilitada efektiivses koguses päikest võim.
Rühm tegi ettepaneku kasutada sulatatud räni mahuteid sellise energia salvestamiseks ja vajadusel vabastamiseks ennustas, et lõpuks võib nende ideekavand luua toote, mis on tänapäeva tööstusest tunduvalt parem standard,liitiumioonakud.