Преимущества и недостатки механической энергии

Обсуждения преимуществ и недостатков человеческой силы и энергии часто вращаются в основном вокруг озабоченности по поводу загрязнения окружающей среды, безопасности работников, энергоэффективности, масштабов поставок во всем мире. Большая часть энергии, необходимой для поддержания темпов современной глобальной жизни, поступает из источников, которые производят нежелательные отходы или иным образом создают нежелательные ситуации.

В большей степени, чем что-либо еще, долгосрочное и краткосрочное воздействие на окружающую среду вращается вокругантропогенное (антропогенное) изменение климата, помимо загрязнения в традиционном смысле (например, видимый дым от угольных электростанций или сточные воды от различных промышленных предприятий).

Это связано с тем, что при сжигании ископаемого топлива добавляется CO.₂ (углекислый газ) и другие «парниковые газы» в атмосферу Земли, что приводит к дополнительному улавливанию тепла у поверхности планеты.

Плюсы и минусы человеческого фактора основаны не только на загрязнении, но и на других факторах. Объем полезной работы, которая может быть выполнена с использованием данного процесса по отношению к вложенной энергии, называется механический КПД (выход энергии, деленный на потребляемую энергию, выраженный в процентах), а также имеет значение.

Недостатки человеческих возможностей часто заключаются просто в том, что люди сами по себе могут выполнять работу гораздо менее эффективно и в течение гораздо более короткого периода времени, чем работа с использованием машин.

​Энергияв физике есть единицы измерения расстояния, умноженные на силу (произведение массы и скорости изменения скорости или ускорения). Эта единица измерения - ньютон-метр, который обычно используется для работы, также называется джоуль.

Этот агрегат производится с использованием других комбинаций агрегатов; например, линейная кинетическая энергия (KE) получается по формуле (1/2) mv^2,, а потенциальная энергия имеет вид mgh, где m = масса, g = ускорение свободного падения (9,8 м / с² на Земле) и h = высота над землей или какой-либо другой нулевой точкой отсчета).

​Мощностьв физике - это просто энергия в единицу времени или скорость работы в системе, в которой энергия используется для механических целей. Простые примеры человеческой силы включают бег в гору или поднятие тяжестей; чем больше энергии в единицу времени, тем больше выходная мощность.

Если вы подниметесь на определенный лестничный пролет за 10 секунд, ваша потенциальная энергия изменится на такую ​​же величину, как если бы вы поднялись по лестнице за 5 или 15 секунд. Но ваша сила зависит от того, сколько времени вам понадобится, чтобы достичь вершины, и в каждом случае вы проделали одинаковый объем физической работы.

​Кинетическийа такжепотенциальная энергиясоставляют объектмеханическая энергия.Объекты также обладают так называемой внутренней энергией, которая связана в основном с быстрым колебательным движением крошечных составляющих частиц материи на молекулярном уровне.

Энергия приходит и в других формах.: химическая энергия(хранится в связях молекул),электроэнергия(в результате разделения зарядов и электрического поля) инагревать, который в большинстве систем трудно использовать для работы, и вместо этого он в основном «рассеивается».

Получение энергии из энергии означает сжигание топлива (нефть, природный газ, уголь; некоторые виды биотоплива), используя кинетическую энергию текущей воды или ветра (гидро- или ветровая энергия) или «расщепляющих» атомы (ядерная энергия).

Хотя на Земле имеется много доступного топлива для производства энергии (в основном электричества), хранение энергии является серьезной проблемой.Аккумуляторыв настоящее время не может обеспечить даже малую часть энергии, необходимой для поддержания работы мирового производства, коммуникационных сетей и глобального транспорта в течение длительного времени.

В некоторых районах с благоприятным географическим положением можно держать резервуар с водой выше, чем электростанция, и использовать потенциальную энергию гравитации в этом месте. резервуар для выработки гидроэнергии в краткосрочной перспективе, позволяя ей течь из более высоких областей в более низкие и приводить в действие турбины генераторов электроэнергии в процессе. Однако, как вы можете себе представить, эта временная мера не будет работать очень долго в густонаселенном районе.

Одной из критических замечаний в адрес возобновляемых источников энергии, в частности солнечной и ветровой энергии, является их ненадежность из-за их временного характера; бывают спокойные дни или периоды, а также пасмурные дни.

Благодаря международному императиву продолжать производство энергии, пытаясь уменьшить вред окружающей среде, группа исследователей в Массачусетском технологическом институте недалеко от Бостона, штат Массачусетс, в 2018 году начал работу, направленную на хранение эффективного количества солнечной энергии. мощность.

Группа предложила использовать резервуары с расплавленным кремнием для хранения такого рода энергии и высвобождения ее по запросу, а также предсказали, что в конечном итоге их концептуальный дизайн может привести к созданию продукта, значительно превосходящего сегодняшнюю отрасль. стандартлитий-ионные батареи​.