Воскресенье, 27 Ноя 2022, 19:36
Uchi.ucoz.ru
Меню сайта
Форма входа

Категории раздела
Высшая математика [11]
Экономическая социология [95]
Основы Менеджмента [64]
Бухгалтерский учёт [157]
Философия [163]
Мировая Экономика [603]
Бизнес планирование [29]
Финансирование и кредитование инвест [105]
Ценообразование [46]
Гражданское право [196]
Права Человека [173]
Основы Маркетинга [207]
Основы энергосбережения [55]
Информатика [0]
Экология и устойчивое развитие [0]
Физика для студентов [0]
Основы права [0]
Политология [0]
Не стандартные примеры на Delphi [169]
Примеры на Delphi7 [108]
Алгоритмы [94]
API [110]
Pascal [152]
Базы Данных [6]
Новости
Чего не хватает сайту?
500
Статистика
Зарегистрировано на сайте:
Всего: 51581


Онлайн всего: 11
Гостей: 11
Пользователей: 0
Яндекс.Метрика
Рейтинг@Mail.ru

Каталог статей


Главная » Статьи » Студентам » Основы энергосбережения

Виды энергии и энергетических ресурсов
Согласно представлениям физической науки, энергия – это способность тела или сис-
темы тел совершать работу. Существуют различные классификации видов и форм энер-
гии. Назовем те ее виды, с которыми люди наиболее часто встречаются в своей повседневной
жизни: механическая, электрическая, электромагнитная, тепловая, химическая, атомная
(внутриядерная). Последние три вида относятся к внутренней форме энергии, т. е. обуслов-
лены потенциальной энергией взаимодействия частиц, составляющих тело, или кинетиче-
ской энергией их беспорядочного движения.
Энергию в естествознании в зависимости от природы делят на следующие виды.
Механическая энергия — проявляется при взаимодействии, движении отдельных тел
или частиц.
К ней относят энергию движения или вращения тела, энергию деформации при сгиба-
нии, растяжении, закручивании, сжатии упругих тел (пружин). Эта энергия наиболее широко
используется в различных машинах — транспортных и технологических.
Тепловая энергия — энергия неупорядоченного (хаотического) движения и взаимодей-
ствия молекул веществ.
Тепловая энергия, получаемая чаще всего при сжигании различных видов топлива, ши-
роко применяется для отопления, проведения многочисленных технологических процессов
(нагревания, плавления, сушки, выпаривания, перегонки и т.д.).
Электрическая энергия — энергия движущихся по электрической цепи электронов
(электрического тока).
Электрическая энергия применяется для получения механической энергии с помощью
электродвигателей и осуществления механических процессов обработки материалов: дроб-
ления, измельчения, перемешивания; для проведения электрохимических реакций; получе-
ния тепловой энергии в электронагревательных устройствах и печах; для непосредственной
обработки материалов (электроэррозионная обработка).
Химическая энергия — это энергия, "запасенная" в атомах веществ, которая высвобож-
дается или поглощается при химических реакциях между веществами.
Химическая энергия либо выделяется в виде тепловой при проведении экзотермических
реакций (например, горении топлива), либо преобразуется в электрическую в гальваниче-
ских элементах и аккумуляторах. Эти источники энергии характеризуются высоким КПД (до
98%), но низкой емкостью.
Магнитная энергия — энергия постоянных магнитов, обладающих большим запасом
энергии, но «отдающих» ее весьма неохотно. Однако электрический ток создает вокруг себя
протяженные, сильные магнитные поля, поэтому чаще всего говорят об электромагнитной
энергии.
Электрическая и магнитная энергии тесно взаимосвязаны друг с другом, каждую из них
можно рассматривать как "оборотную" сторону другой.
Электромагнитная энергия — это энергия электромагнитных волн, т.е. движущихся
электрического и магнитного полей. Она включает видимый свет, инфракрасные, ультра-
фиолетовые, рентгеновские лучи и радиоволны.
Таким образом, электромагнитная энергия — это энергия излучения. Излучение пере-
носит энергию в форме энергии электромагнитной волны. Когда излучение поглощается, его
энергия преобразуется в другие формы, чаще всего в теплоту.
Ядерная энергия — энергия, локализованная в ядрах атомов так называемых радиоак-
10
тивных веществ. Она высвобождается при делении тяжелых ядер (ядерная реакция) или син-
тезе легких ядер (термоядерная реакция).
Бытует и старое название данного вида энергии – атомная энергия, однако это название
неточно отображает сущность явлений, приводящих к высвобождению колоссальных коли-
честв энергии, чаще всего в виде тепловой и механической.
Гравитационная энергия — энергия, обусловленная взаимодействием (тяготением) мас-
сивных тел, она особенно ощутима в космическом пространстве. В земных условиях, мо, на-
пример, энергия, «запасенная» телом, поднятым на определенную высоту над поверхностью
Земли – энергия силы тяжести.
Таким образом, в зависимости от уровня проявления, можно выделить энергию макро-
мира – гравитационную, энергию взаимодействия тел – механическую, энергию молекуляр-
ных взаимодействий – тепловую, энергию атомных взаимодействий – химическую, энергию
излучения – электромагнитную, энергию, заключенную в ядрах атомов –ядерную.
Современная наука не исключает существование и других видов энергии, пока не за-
фиксированных, но не нарушающих единую естественнонаучную картину мира и понятие об
энергии.
В Международной системе единиц СИ в качестве единицы измерения энергии принят 1
Джоуль (Дж). 1 Дж эквивалентен 1 ньютон метр (Н м). Если расчеты связаны с теплотой,
биологической и многими другими видами энергии, то в качестве единицы энергии приме-
няется внесистемная единица - калория (кал) или килокалория (ккал), 1кал = 4,18 Дж. Для
измерения электрической энергии пользуются такой единицей, как Ватт час (Вт ч, кВт ч,
МВт ч), 1 Вт ч = 3,6 МДж. Для измерения механической энергии используют величину 1 кг м
= 9,8 Дж.
Если энергия – результат изменения cостояния движения материальных точек или тел,
то она называется кинетической; к ней относят механическую энергию движения тел, тепло-
вую энергию, обусловленную движением молекул.
Если энергия – результат изменения взаимного расположения частей данной системы
или ее положения по отношению к другим телам, то она называется потенциальной; к ней
относят энергию масс, притягивающихся по закону всемирного тяготения, энергию положе-
ния однородных частиц, например, энергию упругого деформированного тела, химическую
энергию.
Энергетические ресурсы – это материальные объекты, в которых сосредоточена энер-
гия, пригодная для практического использования человеком.
Энергия, непосредственно извлекаемая в природе, называется первичной, а носители
первичной энергии называются первичными энергоресурсами.
На рис. 1.2 представлена классификация первичной энергии. Выделены традиционные
виды энергии, во все времена широко использовавшиеся человеком, и нетрадиционные виды
энергии, сравнительно мало использовавшиеся до последнего времени в силу отсутствия
экономичных способов их промышленного преобразования, но особо актуальные сегодня
ввиду их высокой экологичности.
Различают невозобновляемые и возобновляемые виды энергии и, соответственно, нево-
зобновляемые и возобновляемые энергоресурсы. Невозобновляемые энергоресурсы – это те,
которые ранее были накоплены в природе и в новых геологических условиях практически не
образуются, например, уголь, нефть, природный газ. Возобновляемые энергоресурсы – те,
восстановление которых постоянно осуществляется в природе, например, энергия ветра, био-
топливо, энергия морских волн и т. д. На классификационной схеме рис. 1.2 невозобновляе-
мые и возобновляемые виды энергии обозначены, соответственно, белыми и серыми прямо-
угольниками.
К невозобновляемым энергетическим ресурсам относят: каменный уголь; нефть; при-
родный газ, уран.
Топливо подразделяют на следующие четыре группы (рис. 1.2):
– твердое;
11
– жидкое;
– газообразное;
– ядерное.
К твердому виду топлива относят:
- древесину, другие продукты растительного происхождения;
- уголь (с его разновидностями: каменный, бурый);
- торф;
- горючие сланцы.
Ископаемые твердые топлива (за исключением сланцев) являются продуктом разло-
жения органической массы растений. Самый молодой из них торф, представляющий собой плотную массу, образовавшуюся из перегнивших остатков болотных растений.
Следующими по «возрасту» являются бурые угли - зем-
листая или черная однородная масса, которая при длительном хранении на
воздухе частично окисляется (выветривается) и рассыпается в порошок. Затем идут каменные угли, обладающие, как правило, повышенной прочностью и меньшей пористостью. Органическая масса наиболее старых из них антрацитов претерпела
наибольшие изменения и на 93 % состоит из углерода. Антрацит отличается высокой твердостью.Горючие сланцы представляют собой полезное ископаемое из группы твердых каустобиолитов, дающее при сухой перегонке значительное количество смолы, близкой по составу к нефти.
Жидкие виды топлива получают путем переработки нефти. Сырую нефть нагревают
до 300 ... 370°С, после чего полученные пары разгоняют на фракции, конденсирующиеся при
различной температуре:
- сжиженный газ (выход около 1 %);
- бензиновую (около 15%, tK =30 ... 180°С);
- керосиновую (около 17%, tK= 120 ... 135 °С);
- дизельную (около 18%, tK = 180 ... 350 °С).
Жидкий остаток с температурой начала кипения 330 ... 350 °С называется мазутом.
Газообразными видами топлива являются природный газ, добываемый как непосред-
ственно, так и попутно с добычей нефти, называемый попутным. Основным компонентом
природного газа является метан СН4 и в небольшом количестве азот N2, высшие углеводоро-
ды СnНm, двуокись углерода СО2 - Попутный газ содержит меньше метана, чем природный,
но больше высших углеводородов, и поэтому выделяет при сгорании больше теплоты.
В промышленности и, особенно в быту, находит широкое распространение сжиженный
газ, получаемый при первичной переработке нефти. На металлургических заводах в качестве
попутных продуктов получают коксовый и доменный газы. Они используются здесь же на
заводах для отопления печей и технологических аппаратов. В районах расположения уголь-
ных шахт своеобразным «топливом» может служить метан, выделяющийся из пластов при
их вентиляции. Газы, получаемые путем газификации (генераторные) или путем сухой пере-
Рис. 1.2. Схема классификации первичной энергии
12
гонки (нагрев без доступа воздуха) твердых топлив, в большинстве стран практически вы-
теснены природным газом, однако в настоящее время снова возрождается интерес к их про-
изводству и использованию.
В последнее время все большее применение находит биогаз – продукт аэробной фер-
ментации (сбраживание) органических отходов (навоза, растительных остатков, мусора,
сточных вод и т. д.).
Ядерным топливом является уран. Об эффективности использования его показывает
работа первого в мире атомного ледокола «Ленин» водоизмещением 19 тыс. т, длиной 134 м,
шириной 23,6 м, высотой 16,1 м, осадкой 10,5 м, со скоростью 18 узлов (около 30 км/ч). Он
был создан для проводки караванов судов по Северному морскому пути, толщина льда по
которому достигала 2 и более метров. В сутки он потреблял 260-310 граммов урана. Дизель-
ному ледоколу для выполнения такого же объема работы, которую выполнял ледокол «Ле-
нин», потребовалось бы 560 т дизтоплива.
Анализ оценки обеспеченности ТЭР показывает, что наиболее дефицитным видом топ-
лива является нефть. Ее хватит по разным источникам на 25-40 лет. Затем, через 35-64 года,
истощатся запасы горючего газа и урана. Лучше всего обстоит дело с углем, запасы которого
в мире достаточно велики, и обеспеченность углем составит 218-330 лет'.
Категория: Основы энергосбережения | Добавил: Wrecker (21 Мар 2012)
Просмотров: 5203 | Рейтинг: 1.7/ 14 Оштрафовать | Жаловаться на материал
Похожие материалы
Всего комментариев: 0

Для блога (HTML)


Для форума (BB-Code)


Прямая ссылка

Профиль
Воскресенье
27 Ноя 2022
19:36


Вы из группы: Гости
Вы уже дней на сайте
У вас: непрочитанных сообщений
Добавить статью
Прочитать сообщения
Регистрация
Вход
Улучшенный поиск
Поиск по сайту Поиск по всему интернету
Наши партнеры
Интересное
Популярное статьи
Портфолио ученика начальной школы
УХОД ЗА ВОЛОСАМИ ОЧЕНЬ ПРОСТ — ХОЧУ Я ЭТИМ ПОДЕЛИТ...
Диктанты 2 класс
Детство Л.Н. Толстого
Библиографический обзор литературы о музыке
Авторская программа элективного курса "Практи...
Контрольная работа по теме «Углеводороды»
Поиск
Главная страница
Используются технологии uCoz