Diskusijas par cilvēku enerģijas un enerģijas priekšrocībām un trūkumiem bieži vien galvenokārt saistītas ar bažām par piesārņojumu, darbinieku drošību, energoefektivitāti un piegādes apjomu visā pasaulē. Lielāko daļu enerģijas, kas nepieciešama mūsdienu pasaules dzīves ritma uzturēšanai, iegūst no avotiem, kas rada nevēlamus atkritumus vai kā citādi rada nevēlamas situācijas.
Vairāk nekā jebkas cits ir saistīts ar ilgtermiņa un īstermiņa ietekmi uz vidiantropogēnas (cilvēku izraisītas) klimata pārmaiņas, izņemot piesārņojumu tradicionālā nozīmē (piemēram, redzami dūmi no ogļu elektrostacijām vai dažādu rūpniecisko darbību notekūdeņi).
Tas ir tāpēc, ka fosilā kurināmā sadegšana rada papildus CO2 (oglekļa dioksīds) un citas "siltumnīcefekta gāzes" nonāk Zemes atmosfērā, kā rezultātā siltuma slazdošana pie planētas virsmas ir vēl lielāka.
Enerģija un darbs
Cilvēka varas plusi un mīnusi koncentrējas uz citiem faktoriem, nevis piesārņojumu. Noderīgā darba apjoms, ko var veikt, izmantojot noteiktu procesu attiecībā uz enerģijas ievadi, ko sauc arī mehāniskā efektivitāte (enerģijas izlaide dalīta ar enerģijas ieguldījumu, izteikta procentos) jautājumiem.
Cilvēka spēka trūkumi bieži vien ir tādi, ka cilvēki paši var strādāt daudz mazāk efektīvi un daudz īsākā laika posmā, nekā var veikt ar mašīnu uzlabotu darbu.
Enerģijafizikā ir attāluma vienības, kas reizinātas ar spēku (masas un ātruma vai paātrinājuma izmaiņu ātruma reizinājums). Šī vienība ir ņūtonmetrs, ko parasti izmanto darbam, un to sauc arī par džoulu.
Šī vienība tiek ražota, izmantojot citas vienību kombinācijas; piemēram, lineāro kinētisko enerģiju (KE) iegūst pēc formulas (1/2) mv2,, kamēr potenciālā enerģija ir mgh formā, kur m = masa, g = gravitācijas paātrinājums (9,8 m / s2 uz Zemes) un h = augstums virs zemes vai kāda cita nulles atskaites punkta).
Cilvēka spēka piemēri
Jaudafizikā ir vienkārši enerģija uz laika vienību vai darba ātrums sistēmā, kurā enerģija tiek izmantota mehāniski. Vienkārši cilvēku spēka piemēri ir skriešana kalnā vai svaru celšana; jo vairāk enerģijas laika vienībā, jo vairāk enerģijas tas rada.
Ja jūs uzkāpjat pa noteiktu kāpņu lidojumu 10 sekundēs, jūsu potenciālā enerģija mainās tikpat daudz, kā tad, ja kāpjat pa kāpnēm 5 sekundēs vai 15 sekundēs. Bet jūsu spēks ir atkarīgs no tā, cik maz laika jums vajag, lai sasniegtu virsotni, un katrā gadījumā jūs esat paveicis tikpat daudz fiziska darba.
Enerģijas veidi
Kinētisksunpotenciālā enerģijaveido objektumehāniskā enerģija.Objektiem ir arī tā sauktā iekšējā enerģija, kas galvenokārt attiecas uz vielas sīko sastāvdaļu ātro vibrāciju kustību molekulārā līmenī.
Enerģija nāk arī vairākos citos veidos: ķīmiskā enerģija(glabājas molekulu saitēs),elektriskā enerģija(rodas lādiņu un elektriskā lauka atdalīšanas rezultātā) unkarstums, kuru lielākajā daļā sistēmu ir grūti izmantot darbam, un tā vietā galvenokārt "izkliedējas".
Enerģijas iegūšana nozīmē degvielas (naftas dabasgāzes, ogļu; dažas biodegvielas), izmantojot plūstoša ūdens vai vēja kinētisko enerģiju (hidroenerģiju vai vēja enerģiju) vai atomu "šķelšanos" (kodolenerģiju).
Mehāniskā enerģijas uzkrāšana
Lai gan Zemei enerģijas daudzuma (galvenokārt elektrības) ražošanai ir daudz pieejamo degvielu, enerģijas uzkrāšana ir ievērojams izaicinājums.Baterijaspatlaban nevar nodrošināt pat nelielu daļu no enerģijas, kas nepieciešama ražošanas, sakaru tīklu un pasaules transporta ļoti ilglaicīgai uzturēšanai.
Dažās teritorijās, kur ir labvēlīga ģeogrāfija, ir iespējams saglabāt ūdens rezervuāru augstāku par spēkstaciju un izmantot gravitācijas potenciālu enerģiju šajā vietā. rezervuāru, lai īstermiņā radītu hidroenerģiju, ļaujot tam plūst no augstākiem uz zemākiem rajoniem un procesā darbinot elektrības ģeneratoru turbīnas. Tomēr, kā jūs varētu iedomāties, ļoti apdzīvotā vietā šis pieturas pasākums nedarbotos ļoti ilgi.
Enerģijas uzglabāšanas nākotne
Viena kritika par atjaunojamiem enerģijas avotiem, jo īpaši saules un vēja enerģiju, ir to neuzticamība to nākamā un aizrautības dēļ; notiek mierīgas dienas vai periodi, tāpat kā mākoņainas dienas.
Pateicoties starptautiskajai prasībai turpināt enerģijas ražošanu, vienlaikus cenšoties mazināt kaitējumu videi, pētnieku grupa Masačūsetsas Tehnoloģiskajā institūtā netālu no Bostonas, Masačūsetsā, sāka darbu 2018. gadā ar mērķi uzglabāt efektīvu saules daudzumu jauda.
Grupa ierosināja izmantot kausēta silīcija tvertnes, lai uzglabātu šāda veida enerģiju un atbrīvotu to pēc pieprasījuma, un prognozēja, ka galu galā to konceptuālais dizains varētu radīt produktu, kas ir ievērojami pārāks par mūsdienu nozari standarta,litija jonu baterijas.