İnsan gücü ve enerjisinin avantaj ve dezavantajlarına ilişkin tartışmalar, çoğunlukla kirlilik, işçi güvenliği, enerji verimliliği ve dünya çapındaki arzın kapsamı ile ilgili endişeler etrafında döner. Modern küresel yaşamın hızını sürdürmek için gereken gücün çoğu, istenmeyen atık ürünler üreten veya istenmeyen durumlar yaratan kaynaklardan elde edilir.
Her şeyden çok, uzun ve kısa vadeli çevresel etkiler çevrede dönmeye başladı.antropojenik (insan kaynaklı) iklim değişikliği, geleneksel anlamda kirlilik dışında (örneğin, kömürle çalışan elektrik santrallerinden görünür duman veya çeşitli endüstriyel faaliyetlerden kaynaklanan atık su).
Bunun nedeni, fosil yakıtların yakılmasının CO2 ilavesiyle sonuçlanmasıdır.2 (karbondioksit) ve diğer "sera gazları" Dünya'nın atmosferine girer, bu da gezegenin yüzeyine yakın ısının daha fazla tutulmasına neden olur.
Enerji ve İş
İnsan gücü artıları ve eksileri, kirlilik dışındaki faktörlere odaklanır. Belirli bir süreç kullanılarak enerji girdisi ile ilgili olarak yapılabilecek faydalı iş miktarına ne ad verilir? mekanik verimlilik (enerji çıktısının enerji girdisine bölümü, yüzde olarak ifade edilir), ayrıca önemli.
İnsan gücünün dezavantajları, genellikle, insanların kendi başlarına, makine ile geliştirilmiş işlerden çok daha az verimli ve çok daha kısa bir süre için iş yapabilmeleridir.
Enerjifizikte uzaklık çarpı kuvvet (kütle ve hız veya ivmedeki değişim oranının çarpımı) birimleri vardır. Bu birim, normalde iş için kullanılan ve joule olarak da adlandırılan Newton-metredir.
Bu ünite, diğer ünite kombinasyonları kullanılarak üretilmiştir; örneğin lineer kinetik enerji (KE), (1/2)mv formülünden elde edilir.2,, potansiyel enerji mgh biçiminde iken, burada m = kütle, g = yerçekiminden kaynaklanan ivme (9,8 m/s)2 Dünya üzerinde) ve h = yerden yükseklik veya başka bir sıfır referans noktası).
İnsan Gücü Örnekleri
GüçFizikte basitçe birim zaman başına enerji veya enerjinin mekanik kullanıma konulduğu bir sistemdeki iş oranıdır. Basit insan gücü örnekleri arasında bir tepeyi tırmanmak veya ağırlık kaldırmak; birim zaman başına daha fazla enerji, daha fazla güç çıkışı sunar.
Belirli bir kat merdiveni 10 saniyede tırmanırsanız, potansiyel enerjiniz, merdivenleri 5 saniye veya 15 saniye içinde çıkıyormuşsunuz gibi aynı miktarda değişir. Ancak gücünüz, zirveye ulaşmanın ne kadar az zaman aldığına ve her durumda aynı miktarda fiziksel iş yaptığınıza bağlıdır.
Enerji Türleri
Kinetikvepotansiyel enerjibir nesneyi oluşturmakmekanik enerji.Nesneler ayrıca, esas olarak maddenin küçük kurucu parçacıklarının moleküler düzeydeki hızlı titreşim hareketiyle ilgili olan iç enerjiye de sahiptir.
Enerji gelir, aynı zamanda bir dizi başka formdur: kimyasal enerji(moleküllerin bağlarında depolanır),elektrik enerjisi(yüklerin ve bir elektrik alanın ayrılmasından kaynaklanan) vesıcaklıkçoğu sistemde iş için kullanılması zor olan ve bunun yerine çoğunlukla "dağılır".
Enerjiden güç elde etmek, yakıt yakmak anlamına gelir (petrol doğal gaz, kömür; bazı biyoyakıtlar), akan su veya rüzgarın kinetik enerjisini (hidro veya rüzgar enerjisi) veya "bölen" atomları (nükleer enerji) kullanarak.
Mekanik Enerji Depolama
Dünya'nın enerji (çoğunlukla elektrik) üretmek için çok sayıda kullanılabilir yakıtı olsa da, gücü depolamak önemli bir zorluktur.Pillerşu anda dünya çapında üretimi, iletişim ağlarını ve küresel taşımacılığı çok uzun süre devam ettirmek için gereken gücün küçük bir kısmını bile sağlayamıyor.
Elverişli coğrafyaya sahip bazı bölgelerde, bir su deposunu bir santralden daha yüksekte tutmak ve yerçekimi potansiyel enerjisini bu alanda kullanmak mümkündür rezervuar, yüksek alanlardan daha düşük alanlara akmasına izin vererek kısa vadede hidroelektrik üretecek ve bu süreçte elektrik jeneratörlerinin türbinlerine güç sağlayacak. Tahmin edebileceğiniz gibi, yine de, bu geçici önlem, yoğun nüfuslu bir bölgede çok uzun süre çalışmayacaktır.
Enerji Depolamanın Geleceği
Yenilenebilir kaynaklara, özellikle güneş ve rüzgar enerjisine yöneltilen eleştirilerden biri, gelip-gitmeleri nedeniyle güvenilmez olmalarıdır; bulutlu günlerde olduğu gibi sakin günler veya dönemler olur.
Bir grup araştırmacı, çevreye verilen zararı azaltmaya çalışırken enerji üretmeye devam etme konusundaki uluslararası zorunluluk sayesinde, Massachusetts, Boston yakınlarındaki Massachusetts Teknoloji Enstitüsü'nde, etkili miktarda güneş enerjisi depolamayı amaçlayan 2018 çalışmasına başladı. güç.
Grup, bu tür enerjiyi depolamak ve talep üzerine serbest bırakmak için erimiş silikon tankları kullanmayı önerdi ve Sonunda, kavramsal tasarımlarının bugünün endüstrisinden çok daha üstün bir ürün üretebileceğini öngördüler. standart,lityum iyon piller.