Les discussions sur les avantages et les inconvénients de la force humaine et de l'énergie tournent souvent principalement autour des préoccupations concernant la pollution, la sécurité des travailleurs, l'efficacité énergétique, l'étendue de l'approvisionnement mondial. La majeure partie de l'énergie nécessaire pour maintenir le rythme de la vie mondiale moderne provient de sources qui produisent des déchets indésirables ou créent des situations indésirables.
Plus que toute autre chose, les impacts environnementaux à long et à court terme tournent autour dechangement climatique anthropique (d'origine humaine), en dehors de la pollution au sens traditionnel (par exemple, la fumée visible des centrales électriques au charbon, ou les eaux usées de diverses activités industrielles).
En effet, la combustion de combustibles fossiles entraîne l'ajout de CO2 (dioxyde de carbone) et d'autres « gaz à effet de serre » dans l'atmosphère terrestre, entraînant un piégeage supplémentaire de la chaleur près de la surface de la planète.
Énergie et travail
Les avantages et les inconvénients du pouvoir humain se concentrent sur des facteurs autres que la pollution. La quantité de travail utile qui peut être fait en utilisant un processus donné par rapport à l'apport d'énergie, appelé l'efficacité mécanique (production d'énergie divisée par l'apport d'énergie, exprimé en pourcentage), également questions.
Les inconvénients du pouvoir humain sont souvent simplement que les humains par eux-mêmes peuvent travailler beaucoup moins efficacement et pendant une période beaucoup plus courte que le travail amélioré par la machine peut être fait.
Énergieen physique a des unités de distance multipliée par la force (le produit de la masse et le taux de changement de vitesse ou d'accélération). Cette unité est le newton-mètre, qui est normalement utilisé pour le travail, et aussi appelé joule.
Cette unité est produite en utilisant d'autres combinaisons d'unités; par exemple, l'énergie cinétique linéaire (KE) est obtenue à partir de la formule (1/2)mv2,, tandis que l'énergie potentielle est sous la forme mgh, où m = masse, g = l'accélération due à la gravité (9,8 m/s2 sur Terre) et h = hauteur au-dessus du sol ou d'un autre point de référence zéro).
Exemples de puissance humaine
Pouvoiren physique est simplement l'énergie par unité de temps, ou le taux de travail dans un système dans lequel l'énergie est utilisée mécaniquement. Des exemples simples de puissance humaine incluent courir sur une colline ou soulever des poids; plus il y a d'énergie par unité de temps, plus il présente de puissance de sortie.
Si vous montez un escalier donné en 10 secondes, votre énergie potentielle change du même montant que si vous montiez les escaliers en 5 ou 15 secondes. Mais votre puissance dépend du peu de temps qu'il vous faut pour atteindre le sommet, et dans chaque cas vous avez fait la même quantité de travail physique.
Types d'énergie
Cinétiqueeténergie potentiellecomposer un objeténergie mécanique.Les objets ont également ce qu'on appelle l'énergie interne, qui se rapporte principalement au mouvement vibrationnel rapide des minuscules particules constitutives de la matière au niveau moléculaire.
L'énergie vient est un certain nombre d'autres formes ainsi: énergie chimique(stocké dans les liaisons des molécules),énergie électrique(résultant de la séparation de charges et d'un champ électrique) etChauffer, ce qui est difficile à utiliser dans la plupart des systèmes pour le travail et à la place, la plupart du temps "se dissipe".
Tirer de l'énergie de l'énergie signifie brûler du carburant (pétrole, gaz naturel, charbon; certains biocarburants), en utilisant l'énergie cinétique de l'eau courante ou du vent (énergie hydraulique ou éolienne) ou des atomes « scindés » (énergie nucléaire).
Stockage d'énergie mécanique
Alors que la Terre a beaucoup de carburant disponible pour produire de l'énergie (principalement de l'électricité), le stockage de l'énergie est un défi important.Batteriesactuellement ne peut pas fournir même une petite fraction de l'énergie nécessaire pour maintenir la fabrication mondiale, les réseaux de communication et le transport mondial pendant très longtemps.
Dans certaines régions qui ont une géographie favorable, il est possible de garder un réservoir d'eau plus élevé qu'une centrale électrique et d'utiliser l'énergie potentielle gravitationnelle dans ce réservoir pour produire de l'énergie hydroélectrique à court terme en lui permettant de s'écouler des zones supérieures vers les zones inférieures et d'alimenter les turbines des générateurs d'électricité dans le processus. Comme vous pouvez l'imaginer, cependant, cette mesure provisoire ne fonctionnerait pas très longtemps dans une zone très peuplée.
L'avenir du stockage d'énergie
Une critique adressée aux énergies renouvelables, en particulier l'énergie solaire et éolienne, est leur manque de fiabilité en raison de leur nature de va-et-vient; des jours ou des périodes calmes se produisent, de même que des jours nuageux.
Grâce à l'impératif international de continuer à produire de l'énergie tout en essayant de réduire les dommages à l'environnement, un groupe de chercheurs au Massachusetts Institute of Technology près de Boston, Massachusetts, a commencé les travaux 2018 visant à stocker des quantités efficaces d'énergie solaire Puissance.
Le groupe a proposé d'utiliser des réservoirs de silicium fondu pour stocker ce type d'énergie et la restituer à la demande, et prédit que finalement, leur conception pourrait produire un produit largement supérieur à l'industrie d'aujourd'hui la norme,batteries lithium-ion.