Zalety i wady mocy mechanicznej

Dyskusje o zaletach i wadach ludzkiej siły i energii często obracają się głównie wokół obaw o zanieczyszczenie, bezpieczeństwo pracowników, efektywność energetyczną, zakres światowych dostaw. Większość mocy potrzebnej do utrzymania tempa współczesnego globalnego życia pochodzi ze źródeł, które wytwarzają niepożądane produkty odpadowe lub w inny sposób tworzą niepożądane sytuacje.

Bardziej niż cokolwiek innego, długoterminowe i krótkoterminowe skutki środowiskowe zaczęły się obracaćantropogeniczna (spowodowana przez człowieka) zmiana klimatu, poza zanieczyszczeniami w tradycyjnym znaczeniu (np. widoczny dym z elektrowni węglowych, czy ścieki z różnych działalności przemysłowych).

Dzieje się tak, ponieważ spalanie paliw kopalnych powoduje dodanie CO₂ (dwutlenek węgla) i inne „gazy cieplarniane” do atmosfery ziemskiej, powodując dodatkowe zatrzymywanie ciepła w pobliżu powierzchni planety.

Zalety i wady siły ludzkiej koncentrują się na czynnikach innych niż zanieczyszczenie. Ilość użytecznej pracy, jaką można wykonać przy użyciu danego procesu w stosunku do nakładu energii, zwana sprawność mechaniczna (wydajna energia podzielona przez pobór energii wyrażona w procentach), również sprawy.

Wady ludzkiej władzy często polegają po prostu na tym, że ludzie sami mogą wykonywać pracę znacznie mniej wydajnie i przez znacznie krótszy czas niż praca wspomagana maszynowo.

​Energiaw fizyce ma jednostki odległości pomnożonej siły (iloczyn masy i szybkości zmian prędkości lub przyspieszenia). Ta jednostka to niutonometr, który jest zwykle używany do pracy i jest również nazywany dżulem.

Ta jednostka jest produkowana przy użyciu innych kombinacji jednostek; na przykład liniowa energia kinetyczna (KE) jest otrzymywana ze wzoru (1/2)mv^2,, natomiast energia potencjalna jest w postaci mgh, gdzie m = masa, g = przyspieszenie ziemskie (9,8 m/s² na Ziemi) i h = wysokość nad ziemią lub inny punkt zerowego odniesienia).

​Mocw fizyce to po prostu energia na jednostkę czasu, czyli tempo pracy w systemie, w którym energia jest wykorzystywana mechanicznie. Proste przykłady ludzkiej mocy obejmują bieganie pod górę lub podnoszenie ciężarów; im więcej energii w jednostce czasu, tym większa moc wyjściowa.

Jeśli wspinasz się po danej kondygnacji schodów w ciągu 10 sekund, twoja potencjalna energia zmienia się o taką samą ilość, jak gdybyś wspinał się po schodach w ciągu 5 lub 15 sekund. Ale twoja moc zależy od tego, jak mało czasu zajmie ci dotarcie na szczyt, aw każdym przypadku wykonałeś taką samą ilość pracy fizycznej.

​Kinetycznyienergia potencjalnauzupełnić obiektenergia mechaniczna.Obiekty mają również tak zwaną energię wewnętrzną, która odnosi się głównie do szybkiego ruchu wibracyjnego maleńkich cząstek składowych materii na poziomie molekularnym.

Energia przychodzi również w wielu innych formach: energia chemiczna(przechowywane w wiązaniach molekuł),energia elektryczna(wynikające z rozdzielenia ładunków i pola elektrycznego) orazciepło, co w większości systemów jest trudne w użyciu do pracy, a zamiast tego w większości „rozprasza”.

Pozyskiwanie energii z energii oznacza spalanie paliwa (ropa naftowa, gaz ziemny, węgiel; niektórych biopaliw), wykorzystując energię kinetyczną przepływającej wody lub wiatru (energia wodna lub wiatrowa) lub „rozszczepianie” atomów (energia jądrowa).

Chociaż Ziemia ma dużo dostępnego paliwa do produkcji energii (głównie elektryczności), magazynowanie energii jest poważnym wyzwaniem.Baterieobecnie nie jest w stanie zapewnić nawet niewielkiej części mocy potrzebnej do utrzymania światowej produkcji, sieci komunikacyjnych i globalnego transportu przez bardzo długi okres czasu. .

Na niektórych terenach o korzystnej geografii możliwe jest utrzymanie zbiornika wody wyższego niż elektrownia i wykorzystanie w tym grawitacyjnej energii potencjalnej zbiornik do wytwarzania energii wodnej w krótkim okresie, umożliwiając jej przepływ z wyższych do niższych obszarów i napędzanie turbin generatorów energii elektrycznej w tym procesie. Jak jednak możesz sobie wyobrazić, ten prowizoryczny środek nie działałby zbyt długo na gęsto zaludnionym obszarze.

Jednym z zarzutów wymierzonych w odnawialne źródła energii, w szczególności energię słoneczną i wiatrową, jest ich zawodność ze względu na ich charakter „wchodzę i znikaj”; zdarzają się spokojne dni lub okresy, podobnie jak pochmurne dni.

Dzięki międzynarodowemu imperatywowi kontynuowania produkcji energii przy jednoczesnym dążeniu do zmniejszenia szkód dla środowiska, grupa badaczy w Massachusetts Institute of Technology pod Bostonem w stanie Massachusetts rozpoczął prace 2018 mające na celu przechowywanie efektywnych ilości energii słonecznej moc.

Grupa zaproponowała wykorzystanie zbiorników stopionego krzemu do przechowywania tego rodzaju energii i uwalniania jej na żądanie, oraz, przewidzieli, że ostatecznie ich projekt koncepcyjny może wyprodukować produkt znacznie lepszy od dzisiejszej branży standard,baterie litowo-jonowe​.