A mechanikai teljesítmény előnyei és hátrányai

Az emberi erő és energia előnyeinek és hátrányainak megvitatása gyakran elsősorban a szennyezéssel, a munkavállalók biztonságával, az energiahatékonysággal és a világszintű ellátás mértékével kapcsolatos aggodalmak körül forog. A modern globális élet ütemének fenntartásához szükséges erő legnagyobb része olyan forrásokból származik, amelyek nem kívánt salakanyagokat hoznak létre, vagy más módon nemkívánatos helyzeteket hoznak létre.

Mindennél jobban a hosszú és rövid távú környezeti hatások forognakantropogén (ember által okozott) klímaváltozás, eltekintve a hagyományos értelemben vett szennyezéstől (pl. széntüzelésű villamos erőművek látható füstje vagy különféle ipari tevékenységek szennyvize).

A fosszilis üzemanyagok elégetése ugyanis CO-t eredményez₂ (szén-dioxid) és más "üvegházhatású gázok" kerülnek a Föld légkörébe, ami további hőcsapdákat eredményez a bolygó felszínén.

Az emberi erő előnyei és hátrányai a szennyezésen kívül más tényezőkre összpontosítanak. Egy adott folyamat felhasználásával elvégezhető hasznos munka mennyisége az energiabevitel vonatkozásában, az ún a mechanikai hatékonyság (az energiatermelés elosztva az energiafelhasználással, százalékban kifejezve), szintén számít.

Az emberi erővel szembeni követelmények gyakran egyszerűen az, hogy az emberek önmagukban sokkal kevésbé hatékonyan és sokkal rövidebb ideig tudnak dolgozni, mint a géppel továbbfejlesztett munka.

​Energiaa fizikában a távolság egységei szorozva vannak erővel (a tömeg és a sebesség vagy gyorsulás változásának szorzata). Ez az egység a newtonméter, amelyet általában munkához használnak, és joule-nak is nevezik.

Ezt az egységet más egységkombinációk felhasználásával állítják elő; például a lineáris kinetikus energiát (KE) az (1/2) képlet alapján nyerjük^2,, miközben a potenciális energia mgh formában van, ahol m = tömeg, g = a gravitáció miatti gyorsulás (9,8 m / s² a Földön) és h = a talaj vagy más nulla referenciapont feletti magasság.

​Erőa fizikában egyszerűen az egységnyi időre eső energia, vagy a munka sebessége egy olyan rendszerben, amelyben az energiát mechanikusan használják. Az emberi erő egyszerű példái közé tartozik a dombra futás vagy a súlyemelés; minél több energia egységnyi idő alatt, annál nagyobb teljesítményt mutat.

Ha 10 másodperc alatt megmászik egy adott lépcsősort, akkor a potenciális energiája ugyanolyan mértékben változik, mintha 5 másodperc vagy 15 másodperc alatt mászna fel a lépcsőn. De a hatalmad attól függ, hogy mennyi idő telik el a csúcsra jutáshoz, és minden esetben ugyanannyi fizikai munkát végzett.

​Kinetikuséshelyzeti energiaalkosson egy tárgyatmechanikus energia.Az objektumoknak van egy úgynevezett belső energiája is, amely főleg az anyag apró alkotórészecskéinek molekuláris szintű gyors vibrációs mozgásához kapcsolódik.

Az energia jön számos más formában is: kémiai energia(molekulák kötéseiben tárolva),elektromos energia(a töltések és az elektromos tér szétválasztása miatt) éshő, amelyet a legtöbb rendszerben nehéz használni a munkához, és többnyire "eloszlik".

Az energiából származó energia az üzemanyag (olaj, földgáz, szén; egyes bioüzemanyagok), az áramló víz vagy a szél mozgási energiáját felhasználva (víz- vagy szélenergia) vagy atomok "hasadásával" (atomenergia).

Míg a Föld rengeteg rendelkezésre álló üzemanyaggal rendelkezik az energia (főleg villamos energia) előállításához, az energia tárolása jelentős kihívás.ElemekJelenleg még a világon a gyártás, a kommunikációs hálózatok és a globális szállítás nagyon sokáig történő fenntartásához szükséges teljesítmény egy kis részét sem tudják biztosítani.

Bizonyos, kedvező földrajzi területeken lehetőség van arra, hogy a víztartályt magasabb szinten tartsák, mint egy erőmű, és a gravitációs potenciál energiáját felhasználják ebben tartály, hogy rövid távon vízenergiát termeljen, lehetővé téve annak áramlását a magasabb területekről az alacsonyabb területekre, és a folyamat során az áramfejlesztők turbináinak áramellátását. Ahogy azonban elképzelheted, ez a stop-stop intézkedés nem fog sokáig működni egy nagyon lakott területen.

A megújuló energiaforrásokkal, különösen a nap- és szélenergiával kapcsolatos kritika az, hogy megbízhatatlanok, mivel jönnek-mennek. nyugodt napok vagy időszakok történnek, akárcsak a felhős napok.

Köszönhetően annak a nemzetközi követelménynek, hogy folytassuk az energiatermelést, miközben megpróbáljuk csökkenteni a környezet káros hatásait, egy kutatócsoport a Massachusettsi Műszaki Intézetben, Boston közelében, Massachusettsben megkezdték a 2018-as munkát, amelynek célja a hatékony mennyiségű napenergia tárolása volt. erő.

A csoport javasolta olvadt szilíciumtartályok használatát az ilyen típusú energia tárolására és igény szerinti felszabadítására azt jósolta, hogy koncepciós kialakításuk révén a mai iparral lényegesen jobb termék születhet alapértelmezett,lítium-ion akkumulátorok​.