인간의 힘과 에너지의 장단점에 대한 논의는 주로 오염, 작업자 안전, 에너지 효율성, 전 세계 공급 범위에 대한 우려를 중심으로 이루어집니다. 현대 지구 생활의 속도를 유지하는 데 필요한 대부분의 전력은 원치 않는 폐기물을 생성하거나 원하지 않는 상황을 만드는 원인에서 비롯됩니다.
무엇보다 장기 및 단기 환경 영향이인위적 (인간에 의한) 기후 변화, 전통적인 의미의 오염 (예: 석탄 발전소에서 나오는 눈에 보이는 연기 또는 다양한 산업 활동으로 인한 폐수)과는 별개입니다.
이것은 화석 연료의 연소로 인해 CO가 추가되기 때문입니다.2 (이산화탄소) 및 기타 "온실 가스"가 지구 대기로 유입되어 지구 표면 근처에 열이 가해집니다.
에너지와 일
인간의 힘의 장단점은 오염 이외의 요인에 중심을 둡니다. 에너지 입력과 관련하여 주어진 프로세스를 사용하여 수행 할 수있는 유용한 작업의 양 기계적 효율 (에너지 출력을 에너지 입력으로 나눈 값, 백분율로 표시) 중요합니다.
인간의 힘의 단점은 종종 단순히 인간이 기계로 강화 된 작업을 수행 할 수있는 것보다 훨씬 덜 효율적이고 훨씬 짧은 시간 동안 작업을 수행 할 수 있다는 것입니다.
에너지물리학에서는 거리에 힘을 곱한 단위가 있습니다 (질량과 속도 또는 가속도의 변화율의 곱). 이 단위는 일반적으로 작업에 사용되는 뉴턴 미터이며 줄이라고도합니다.
이 단위는 다른 단위 조합을 사용하여 생산됩니다. 예를 들어 선형 운동 에너지 (KE)는 공식 (1/2) mv2,, 위치 에너지는 mgh 형식이며, 여기서 m = 질량, g = 중력으로 인한 가속도 (9.8m / s2 지구에서) 및 h = 지상 또는 다른 제로 기준점 위의 높이).
인간의 힘의 예
힘물리학에서 단순히 단위 시간당 에너지 또는 에너지가 기계적으로 사용되는 시스템의 작업 속도입니다. 간단한 인력의 예로는 언덕을 오르거나 역기를들 수 있습니다. 단위 시간당 에너지가 많을수록 더 많은 전력이 출력됩니다.
주어진 계단을 10 초 안에 오를 경우 5 초 또는 15 초 안에 계단을 오를 때와 같은 양만큼 잠재 에너지가 변합니다. 그러나 당신의 힘은 당신이 정상에 도달하는 데 걸리는 시간이 얼마나 적은지에 달려 있으며, 각각의 경우에 당신은 동일한 양의 육체적 일을 해왔습니다.
에너지의 유형
운동과잠재력개체의 구성기계적 에너지.물체는 또한 분자 수준에서 물질의 작은 구성 입자의 빠른 진동 운동과 관련된 내부 에너지를 가지고 있습니다.
에너지가 오는 것은 여러 가지 다른 형태이기도합니다: 화학 에너지(분자의 결합에 저장 됨),전기 에너지(전하와 전기장의 분리로 인해)열, 대부분의 시스템에서 작업에 사용하기 어렵고 대신 대부분 "소멸"합니다.
에너지에서 동력을 얻는다는 것은 연료 (석유 천연 가스, 석탄; 일부 바이오 연료), 흐르는 물이나 바람 (수력 또는 풍력)의 운동 에너지 또는 원자 "분할"(원자력)을 사용합니다.
기계적 에너지 저장
지구에는 에너지 (주로 전기)를 생산하는 데 사용할 수있는 많은 연료가 있지만 전력을 저장하는 것은 중요한 과제입니다.배터리현재는 전 세계 제조, 통신 네트워크 및 글로벌 운송을 매우 오랫동안 유지하는 데 필요한 전력의 일부도 제공 할 수 없습니다.
지리가 좋은 일부 지역에서는 발전소보다 물 저장고를 높게 유지하고 여기에서 중력 위치 에너지를 사용할 수 있습니다. 저수지가 높은 곳에서 낮은 곳으로 흐르도록하여 단기적으로 수력을 생성하고 그 과정에서 발전기의 터빈에 전력을 공급합니다. 하지만 상상할 수 있듯이, 이 임시 방편 조치는 인구 밀도가 높은 지역에서는 오랫동안 작동하지 않습니다.
에너지 저장의 미래
재생 에너지, 특히 태양열 및 풍력 발전에 대한 비판 중 하나는오고가는 특성으로 인한 신뢰성이 없다는 것입니다. 흐린 날과 마찬가지로 평온한 날이나 기간이 발생합니다.
환경에 대한 해를 줄이려고 노력하면서 에너지를 계속 생산해야한다는 국제적 의무 덕분에 연구원 그룹은 매사추세츠 주 보스턴 근처의 매사추세츠 공과 대학에서 유효량의 태양열 저장을 목표로 2018 년 작업을 시작했습니다. 힘.
이 그룹은 이러한 종류의 에너지를 저장하고 필요에 따라 방출하기 위해 용융 실리콘 탱크를 사용할 것을 제안했습니다. 결국 그들의 개념 설계는 오늘날의 산업보다 훨씬 우수한 제품을 생산할 수있을 것이라고 예측했습니다. 표준,리튬 이온 배터리.