Quali tipi di energia esistono? Energia e sue tipologie.

La parola "energia" è tradotta dal greco come "azione". Chiamiamo una persona energica che si muove attivamente, eseguendo molte azioni diverse.

Energia in fisica

E se nella vita possiamo valutare l’energia di una persona principalmente in base alle conseguenze delle sue attività, allora in fisica l’energia può essere misurata e studiata in molti modi diversi. Il tuo allegro amico o vicino molto probabilmente rifiuterà di ripetere la stessa azione trenta o cinquanta volte quando all'improvviso ti verrà in mente di indagare sul fenomeno della sua energia.

Ma in fisica puoi ripetere quasi tutti gli esperimenti quante volte vuoi, facendo le ricerche di cui hai bisogno. Lo stesso vale per lo studio dell'energia. I ricercatori hanno studiato ed etichettato molti tipi di energia in fisica. Queste sono energia elettrica, magnetica, atomica e così via. Ma ora parleremo di energia meccanica. E più specificamente sull'energia cinetica e potenziale.

Energia cinetica e potenziale

La meccanica studia il movimento e l'interazione dei corpi tra loro. Pertanto si è soliti distinguere due tipi di energia meccanica: l'energia dovuta al movimento dei corpi, o energia cinetica, e l'energia dovuta all'interazione dei corpi, o energia potenziale.

In fisica esiste una regola generale che collega energia e lavoro. Per trovare l'energia di un corpo, è necessario trovare il lavoro necessario per trasferire il corpo da zero a un dato stato, cioè quello in cui la sua energia è zero.

Energia potenziale

In fisica, l'energia potenziale è l'energia determinata dalla posizione relativa di corpi interagenti o parti dello stesso corpo. Cioè, se un corpo è sollevato da terra, allora ha la capacità di compiere un lavoro mentre cade.

E il possibile valore di questo lavoro sarà pari all'energia potenziale del corpo all'altezza h. Per l'energia potenziale, la formula è determinata secondo il seguente schema:

A=Fs=Ft*h=mgh, o Ep=mgh,

dove Ep è l’energia potenziale del corpo,
m peso corporeo,
h è l'altezza del corpo dal suolo,
g accelerazione di caduta libera.

Inoltre, a seconda delle condizioni degli esperimenti e delle misurazioni effettuate, qualsiasi posizione per noi conveniente può essere presa come posizione zero del corpo, non solo la superficie della Terra. Potrebbe essere la superficie del pavimento, del tavolo e così via.

Energia cinetica

Nel caso in cui un corpo si muove sotto l'influenza della forza, non solo può, ma fa anche del lavoro. In fisica, l'energia cinetica è l'energia posseduta da un corpo a causa del suo movimento. Quando un corpo si muove, consuma energia e lavora. Per l'energia cinetica la formula si calcola come segue:

A = Fs = mas = m * v / t * vt / 2 = (mv^2) / 2, oppure Eк = (mv^2) / 2,

dove Ek è l'energia cinetica del corpo,
m peso corporeo,
v velocità del corpo.

Dalla formula è chiaro che maggiori sono la massa e la velocità di un corpo, maggiore è la sua energia cinetica.

Ogni corpo ha energia cinetica o potenziale, o entrambe contemporaneamente, come, ad esempio, un aereo in volo.

L'energia è la base universale dei fenomeni naturali, la base della cultura e di tutta l'attività umana. Allo stesso tempo Sotto energia(greco - azione, attività) si riferisce alla valutazione quantitativa delle varie forme di movimento della materia, che possono trasformarsi l'una nell'altra.
Secondo i concetti della scienza fisica, l'energia è la capacità di un corpo o di un sistema di corpi di compiere lavoro. Esistono varie classificazioni di tipi e forme di energia. Una persona nella sua vita quotidiana incontra molto spesso i seguenti tipi di energia: meccanica, elettrica, elettromagnetica, termica, chimica, atomica (intranucleare). Gli ultimi tre tipi si riferiscono alla forma interna dell’energia, cioè sono causati dall'energia potenziale di interazione tra le particelle che compongono il corpo, ovvero dall'energia cinetica del loro movimento casuale.
Se l'energia è il risultato di un cambiamento nello stato di movimento di punti o corpi materiali, allora si chiama cinetico ; comprende l'energia meccanica del movimento dei corpi, l'energia termica dovuta al movimento delle molecole.
Se l'energia è il risultato di un cambiamento nella disposizione relativa delle parti di un dato sistema o nella sua posizione rispetto ad altri corpi, allora viene chiamata potenziale ; include l'energia delle masse attratte dalla legge di gravitazione universale, l'energia della posizione di particelle omogenee, ad esempio l'energia di un corpo deformato elastico, l'energia chimica.
L'energia nelle scienze naturali, a seconda della sua natura, è suddivisa nei seguenti tipi.
Energia meccanica: si manifesta durante l'interazione e il movimento di singoli corpi o particelle.
Comprende l'energia del movimento o della rotazione di un corpo, l'energia della deformazione durante la flessione, l'allungamento, la torsione e la compressione dei corpi elastici (molle). Questa energia è ampiamente utilizzata in varie macchine: trasporti e tecnologie.
Energia termica – l’energia del movimento disordinato (caotico) e dell’interazione di molecole di sostanze.
L'energia termica, molto spesso ottenuta bruciando vari tipi di combustibile, è ampiamente utilizzata per il riscaldamento e per lo svolgimento di numerosi processi tecnologici (riscaldamento, fusione, essiccazione, evaporazione, distillazione, ecc.).
Energia elettrica – energia degli elettroni che si muovono lungo un circuito elettrico (corrente elettrica).
L'energia elettrica viene utilizzata per ottenere energia meccanica mediante motori elettrici ed effettuare lavorazioni meccaniche di lavorazione dei materiali: frantumazione, macinazione, miscelazione; per effettuare reazioni elettrochimiche; ottenere energia termica in dispositivi di riscaldamento elettrico e forni; per la lavorazione diretta dei materiali (elettroerosione).
Energia chimica – Questa è l'energia “immagazzinata” negli atomi delle sostanze, che viene rilasciata o assorbita durante le reazioni chimiche tra le sostanze.
L'energia chimica viene rilasciata sotto forma di calore durante reazioni esotermiche (ad esempio, la combustione del carburante) o convertita in energia elettrica nelle celle galvaniche e nelle batterie. Queste fonti energetiche sono caratterizzate da un'elevata efficienza (fino al 98%), ma da una bassa capacità.
Energia magnetica – l’energia dei magneti permanenti, che hanno una grande riserva di energia, ma la “regalano” con molta riluttanza. Tuttavia, la corrente elettrica crea attorno a sé campi magnetici estesi e forti, motivo per cui le persone parlano più spesso di energia elettromagnetica.
Le energie elettriche e magnetiche sono strettamente correlate tra loro, ciascuna di esse può essere considerata come il lato “inverso” dell'altra.
Energia elettromagnetica – è l’energia delle onde elettromagnetiche, cioè campi elettrici e magnetici in movimento. Comprende la luce visibile, gli infrarossi, gli ultravioletti, i raggi X e le onde radio.
Pertanto, l’energia elettromagnetica è energia di radiazione. La radiazione trasporta energia sotto forma di onde elettromagnetiche. Quando la radiazione viene assorbita, la sua energia viene convertita in altre forme, molto spesso calore.
Energia nucleare – energia localizzata nei nuclei degli atomi delle cosiddette sostanze radioattive. Viene rilasciato durante la fissione dei nuclei pesanti (reazione nucleare) o la fusione dei nuclei leggeri (reazione termonucleare).
Esiste anche un vecchio nome per questo tipo di energia: energia atomica, ma questo nome non riflette accuratamente l'essenza dei fenomeni che portano al rilascio di quantità colossali di energia, molto spesso sotto forma di termica e meccanica.
Energia gravitazionale - energia causata dall'interazione (gravità) di corpi massicci, è particolarmente evidente nello spazio. In condizioni terrestri, questa è, ad esempio, l'energia "immagazzinata" da un corpo sollevato ad una certa altezza sopra la superficie terrestre: l'energia della gravità.
Così, A seconda del livello di manifestazione, possiamo distinguere l'energia del macrocosmo - gravitazionale, l'energia dell'interazione dei corpi - meccanica, l'energia delle interazioni molecolari - termica, l'energia delle interazioni atomiche - chimica, l'energia della radiazione - elettromagnetica, l'energia contenuta nei nuclei degli atomi - nucleare.
La scienza moderna non esclude l'esistenza di altri tipi di energia, che non sono ancora stati registrati, ma non violano il quadro scientifico naturale unificato del mondo e il concetto di energia.
Il Sistema Internazionale di Unità (SI) utilizza 1 Joule (J) come unità di energia. equivalente a 1 J
1 newtonmetro (Nm). Se i calcoli riguardano l'energia termica, biologica e molti altri tipi di energia, come unità di energia viene utilizzata un'unità non sistemica: caloria (cal) o kilocaloria (kcal), 1cal = 4,18 J. Per misurare l'energia elettrica, a viene utilizzata un'unità come Watt ora (Wh, kWh, MWh), 1 Wh = 3,6 MJ. Per misurare l'energia meccanica, utilizzare il valore 1 kg m = 9,8 J.
Energia estratta direttamente dalla natura(energia del combustibile, dell'acqua, del vento, dell'energia termica della Terra, nucleare), e che può essere convertita in energia elettrica, termica, meccanica, chimica è chiamata primario. In accordo con la classificazione delle risorse energetiche basata sull'esauribilità, è possibile classificare anche l'energia primaria. Nella fig. La Figura 2.1 presenta uno schema di classificazione per l'energia primaria.

Riso. 2.1. Classificazione energetica primaria

Quando classificano l'energia primaria, distinguono tradizionale E non tradizionale tipi di energia. I tipi di energia tradizionali includono quelli che sono stati ampiamente utilizzati dagli esseri umani per molti anni. I tipi di energia non tradizionali includono quelli che hanno iniziato ad essere utilizzati relativamente di recente.
I tipi tradizionali di energia primaria includono: combustibile organico (carbone, petrolio, ecc.), energia idroelettrica fluviale e combustibile nucleare (uranio, torio, ecc.).
L'energia ricevuta da una persona dopo la conversione dell'energia primaria in impianti speciali - stazioni, chiamato secondario (energia elettrica, energia del vapore, acqua calda, ecc.).
Vantaggi dell'energia elettrica. L'energia elettrica è il tipo di energia più conveniente e può essere giustamente considerata la base della civiltà moderna. La stragrande maggioranza dei mezzi tecnici di meccanizzazione e automazione dei processi produttivi (attrezzature, dispositivi informatici), la sostituzione del lavoro umano con il lavoro meccanico nella vita di tutti i giorni, ha una base elettrica.
Poco più della metà di tutta l'energia consumata viene utilizzata sotto forma di calore per esigenze tecniche, riscaldamento, cucina, la parte restante viene utilizzata sotto forma di energia meccanica, principalmente negli impianti di trasporto, ed energia elettrica. Inoltre, la quota di energia elettrica cresce ogni anno
(Fig. 2.2).
Energia elettrica – un tipo di energia più universale. Ha trovato ampia applicazione nella vita di tutti i giorni e in tutti i settori dell'economia nazionale. Esistono oltre quattrocento tipi di elettrodomestici: frigoriferi, lavatrici, condizionatori, ventilatori, televisori, registratori, apparecchi di illuminazione, ecc. È impossibile immaginare l’industria senza energia elettrica. In agricoltura, l’uso dell’elettricità è in continua espansione: alimentazione e abbeveraggio degli animali, cura degli animali, riscaldamento e ventilazione, incubatrici, riscaldatori d’aria, essiccatori, ecc.
Elettrificazione - la base del progresso tecnico in qualsiasi settore dell'economia nazionale. Consente di sostituire le risorse energetiche scomode con un tipo universale di energia: l'energia elettrica, che può essere trasmessa a qualsiasi distanza, convertita in altri tipi di energia, ad esempio meccanica o termica, e divisa tra i consumatori. Elettricità – un tipo di energia molto conveniente da usare ed economica.

Riso. 2.2. Dinamica del consumo di energia elettrica

L'energia elettrica ha proprietà tali che la rendono indispensabile nella meccanizzazione e nell'automazione della produzione e nella vita umana quotidiana:
1. L’energia elettrica è universale e può essere utilizzata per molteplici scopi. In particolare, è molto facile trasformarsi in calore. Ciò avviene, ad esempio, nelle sorgenti luminose elettriche (lampadine a incandescenza), nei forni tecnologici utilizzati nella metallurgia, in vari dispositivi di riscaldamento e riscaldamento. La conversione dell'energia elettrica in energia meccanica viene utilizzata negli azionamenti dei motori elettrici.
2. Quando l'energia elettrica viene consumata, può essere schiacciata all'infinito. Pertanto, la potenza delle macchine elettriche varia a seconda del loro scopo: da frazioni di watt nei micromotori utilizzati in molti settori della tecnologia e nei prodotti per la casa, a valori enormi che superano il milione di kilowatt nei generatori delle centrali elettriche.
3. Nel processo di produzione e trasmissione di energia elettrica, è possibile concentrare la sua potenza, aumentare la tensione e trasmettere attraverso cavi sia a breve che a lunga distanza qualsiasi quantità di energia elettrica dalla centrale elettrica in cui viene generata a tutti i suoi consumatori.

Legge di conservazione dell'energia

In qualsiasi discussione su questioni legate all'uso dell'energia, è necessario distinguere tra l'energia del movimento ordinato, conosciuta in tecnologia come energia libera (meccanica, chimica, elettrica, elettromagnetica, nucleare) e l'energia del movimento caotico, cioè l'energia del movimento caotico. calore.
Qualsiasi forma di energia libera può essere utilizzata quasi completamente. Allo stesso tempo, l'energia caotica del calore, quando viene convertita in energia meccanica, viene nuovamente persa sotto forma di calore. Non siamo in grado di ordinare completamente il movimento casuale delle molecole, trasformando la sua energia in energia libera. Inoltre, attualmente non esiste praticamente alcuna possibilità di convertire direttamente l'energia chimica e nucleare in energia elettrica e meccanica, che sono quelle più utilizzate. È necessario convertire l'energia interna delle sostanze in termica e quindi in meccanica o elettrica con grandi inevitabili perdite di calore.
Pertanto, tutti i tipi di energia, dopo aver svolto un lavoro utile, vengono convertiti in calore a una temperatura inferiore, che è praticamente inadatta per un ulteriore utilizzo.
Lo sviluppo delle scienze naturali nel corso della vita dell'umanità ha dimostrato inconfutabilmente che, qualunque fossero i nuovi tipi di energia, presto fu scoperta una grande regola. La somma di tutti i tipi di energia è rimasta costante, il che alla fine ha portato alla dichiarazione: L'energia non si crea mai dal nulla e non viene mai distrutta senza lasciare traccia, passa solo da una forma all'altra.
Nella scienza e nella pratica moderne, questo schema è così utile che è in grado di prevedere l'emergere di nuovi tipi di energia.
Se si scopre un cambiamento di energia che non è incluso nell’elenco dei tipi di energia attualmente conosciuti, se si scopre che l’energia scompare o appare dal nulla, allora verrà prima “inventato” e poi scoperto un nuovo tipo di energia che tenere conto di questa deviazione dalla costanza dell'energia, cioè legge di conservazione dell’energia.
La legge di conservazione dell'energia è stata confermata in vari campi, dalla meccanica newtoniana alla fisica nucleare. Inoltre, la legge di conservazione dell'energia non è solo frutto dell'immaginazione o una generalizzazione di esperimenti. Per questo possiamo concordare pienamente con l’affermazione di uno dei più grandi fisici teorici, Poincaré: “Poiché non possiamo dare una definizione generale di energia, il principio della sua conservazione significa che esiste qualcosa, rimanendo costante. Pertanto, non importa a quali nuove idee sul mondo ci porteranno i futuri esperimenti, lo sappiamo in anticipo: conterranno qualcosa che rimane costante, che può essere chiamato ENERGIA”.
Tenendo conto di quanto sopra, sarebbe terminologicamente corretto parlare non di “risparmio energetico”, poiché è impossibile “risparmiare” energia, ma di “uso efficiente dell’energia”.
ecc...................

Energia(dal greco energeie - azione, attività) è una misura quantitativa generale del movimento e dell'interazione di tutti i tipi di materia. Questa è la capacità di compiere lavoro e il lavoro viene svolto quando una forza fisica (pressione o gravità) agisce su un oggetto. Il lavoro è energia in azione.

Energia termicaÈ ampiamente utilizzato nelle industrie moderne e nella vita di tutti i giorni sotto forma di energia a vapore, acqua calda e prodotti di combustione del carburante.

Energia elettricaè uno dei tipi di energia più avanzati grazie a una serie di vantaggi.

L'energia elettrica è la forma di energia più pulita e può essere ottenuta da un'ampia varietà di fonti primarie (ad esempio carbone, petrolio, gas, energia idrica ed energia nucleare). L'energia elettrica presenta numerosi vantaggi innegabili rispetto ad altri tipi di derivati ​​energetici: la capacità di ottenere quasi qualsiasi quantità di energia sia da un elemento delle dimensioni di una testa di fiammifero che da turbogeneratori con una potenza superiore a 1000 MW, la relativa semplicità di la sua trasmissione a distanza e la facilità di conversione in energia di altro tipo. Il problema principale è la sua conservazione.

È più efficiente in termini di utilizzo rispetto ai combustibili fossili, poiché presenta vantaggi ben noti: pulizia, facilità di gestione, disponibilità. L’elettricità può essere utilizzata in modo molto più efficiente e mirato rispetto all’energia ricavata dal combustibile bruciato. I sistemi di riscaldamento elettrico sono caratterizzati da un'elevata efficienza tecnica e, sebbene i costi energetici siano più elevati rispetto ad altre fonti energetiche, sono più economici grazie ai minori costi operativi.

L’energia elettrica e termica è prodotta da:

- termico centrali elettriche a combustibili fossili (CHP) che utilizzano vapore acqueo nelle turbine – (unità turbine a vapore – STU), prodotti della combustione – (unità turbine a gas – GTU), loro combinazioni – (unità vapore e gas – CCGT);

- idraulico centrali elettriche (HPP) che utilizzano l'energia del flusso d'acqua in caduta, della corrente e delle maree;

- atomico centrali elettriche (NPP) che utilizzano l’energia di decadimento nucleare.

Centrali termiche e nucleari. Schemi tipici di centrali termoelettriche e centrali nucleari. Centrali elettriche a condensazione con turbine a vapore e centrali cogenerative (CHP) con generazione combinata di calore ed elettricità.

Per tipologia di energia generata:

centrali termoelettriche , generazione di sola energia elettrica - centrali a condensazione (CPS);

· centrali termoelettriche che generano energia elettrica e termica - impianti di cogenerazione (CHP).

Per tipo di motore termico:

· centrali elettriche con turbine a vapore - centrali termoelettriche con turbine a vapore e centrali nucleari;

· centrali elettriche con turbine a gas - centrali termoelettriche con turbine a gas;

· centrali elettriche con gruppi a ciclo combinato - centrali termoelettriche a ciclo combinato;

Le centrali termoelettriche (TPP) generano elettricità come risultato della conversione dell'energia termica, che viene rilasciata quando si bruciano combustibili fossili (carbone, petrolio, gas).

Nella sala turbine della centrale termica è installata una caldaia ad acqua.

Quando il carburante brucia, l'acqua nella caldaia si riscalda fino a diverse centinaia di gradi e si trasforma in vapore.

Il vapore sotto pressione fa ruotare le pale della turbina, che a sua volta fa ruotare il generatore.

Il generatore produce corrente elettrica.

La corrente elettrica entra nelle reti elettriche e viaggia attraverso di esse verso fabbriche, scuole, case e ospedali.

La trasmissione di elettricità dalle centrali elettriche tramite linee elettriche viene effettuata a tensioni di 110-500 kilovolt, cioè significativamente superiori alla tensione dei generatori.

L'aumento della tensione è necessario per trasmettere l'elettricità su lunghe distanze.

Successivamente è necessario riportare la tensione a un livello conveniente per il consumatore.

La conversione della tensione avviene nelle sottostazioni elettriche utilizzando trasformatori.

E il calore sotto forma di acqua calda proviene dalla centrale termica attraverso la rete di riscaldamento.

torre di raffreddamento- un dispositivo per il raffreddamento dell'acqua in una centrale elettrica con aria atmosferica.

Caldaia a vapore- un'unità chiusa per la produzione di vapore in una centrale elettrica riscaldando l'acqua. L'acqua viene riscaldata bruciando carburante.

Linee elettriche- linea elettrica. Progettato per trasmettere elettricità. Esistono linee elettriche aeree (fili tesi sopra il suolo) e sotterranee (cavi elettrici).

Fig. 11 – Schemi schematici delle centrali termoelettriche (a) e delle centrali termoelettriche (b)

Attualmente, nelle centrali termoelettriche e nelle centrali di cogenerazione, insieme alle turbine a vapore (STU), si stanno diffondendo unità a gas a ciclo combinato (CCGT) che funzionano secondo uno schema combinato.

Nella prima fase di un CCGT con turbina a gas, il gas naturale viene utilizzato come fonte primaria di energia e fluido di lavoro, mentre i prodotti della combustione sono il fluido di lavoro secondario. Nella seconda fase, la fonte di energia sono i gas di scarico della turbina e il fluido di lavoro è il vapore generato con il loro aiuto nel generatore di vapore.

Centrali nucleari.

Tali centrali elettriche funzionano secondo lo stesso principio delle centrali termoelettriche, ma utilizzano l'energia ottenuta durante il decadimento radioattivo per la generazione di vapore. Il minerale di uranio arricchito viene utilizzato come combustibile.

Riso. 12. Schema schematico di una centrale nucleare.

Rispetto alle centrali termiche e idroelettriche, le centrali nucleari presentano seri vantaggi: richiedono una piccola quantità di carburante, non interrompono il regime idrologico dei fiumi e non emettono gas inquinanti nell'atmosfera. Il processo principale che avviene in una centrale nucleare è la fissione controllata dell'uranio-235, che rilascia una grande quantità di calore. La parte principale di una centrale nucleare è il reattore nucleare, il cui ruolo è mantenere una reazione di fissione continua.

Combustibile nucleare - minerale contenente il 3% di uranio 235; riempie lunghi tubi d'acciaio - elementi combustibili (barre di combustibile). Se molte barre di combustibile vengono poste una accanto all'altra, inizierà una reazione di scissione. Per poter controllare la reazione, tra le barre di combustibile vengono inserite delle barre di controllo; spingendoli dentro e fuori, puoi controllare la velocità di decadimento dell'uranio-235. Il complesso di barre di combustibile fisse e regolatori mobili è un reattore nucleare. Il calore generato dal reattore viene utilizzato per far bollire l'acqua e produrre vapore, che aziona la turbina di una centrale nucleare per produrre elettricità.

33. Conversione dell'energia solare in energia termica ed elettrica. Energia eolica e idroelettrica.

L'uso principale dell'energia solare è fornitura di calore. Per la conversione diretta dell'energia solare in calore sono stati sviluppati impianti di riscaldamento solare (SHS), che nella pratica vengono ampiamente utilizzati per vari scopi (fornitura di acqua calda, riscaldamento e condizionamento dell'aria in edifici residenziali, pubblici, centri sanitari, riscaldamento dell'acqua nelle piscine piscine e vari processi produttivi agricoli).

Secondo i meteorologi nella Repubblica di Bielorussia, 150 giorni all'anno sono nuvolosi, 185 giorni sono parzialmente nuvolosi e 30 sereni, e il numero totale di ore di sole in Bielorussia raggiunge le 1200 ore nel nord del paese e le 1300 nel sud. .

Centrale solareè una struttura composta da tanti collettori solari orientati verso il sole. Ogni collettore trasmette l'energia solare al fluido refrigerante che, trasformato in vapore, viene raccolto da tutti i collettori in una centrale elettrica e fornito alla turbina del generatore di energia.

Figura 13 – Sequenza dei ricevitori di radiazione solare

in ordine di efficacia e costo crescenti

L'elemento principale di un sistema di riscaldamento solareè un ricevitore in cui la radiazione solare viene assorbita e l'energia viene trasferita al liquido. La Figura 13 mostra schematicamente varie opzioni per i ricevitori di energia solare. L'esperienza operativa di questi impianti mostra che nei sistemi di fornitura di acqua calda solare, il 40-60% del fabbisogno annuale di combustibile organico può essere sostituito, a seconda dell'area di ubicazione, quando si riscalda l'acqua a 40 ... 60 °C.

a) un serbatoio aperto sulla superficie terrestre; b) un serbatoio aperto, isolato termicamente dal terreno; c) serbatoio nero; d) vasca nera con fondo termoisolante; e) riscaldatori neri chiusi,

f) scaldacqua metallici con copertura in vetro;

g) scaldacqua metallici con due coperture in vetro; h) gli stessi, con superficie selettiva; i) lo stesso con il vuoto.

Un riscaldatore d'aria è un ricevitore che ha una superficie di assorbimento nera porosa o ruvida che riscalda l'aria in entrata, che viene poi fornita al consumatore.

Il collettore solare include ricevitore, assorbendo la radiazione solare, e centro, che è un sistema ottico che raccoglie la radiazione solare e la dirige verso un ricevitore. Il concentratore è spesso uno specchio di forma parabolica, al centro del quale si trova il ricevitore di radiazioni. Ruota costantemente, fornendo orientamento al Sole.

I convertitori fotoelettrici sono dispositivi il cui funzionamento si basa sull'uso dell'effetto fotoelettrico, in conseguenza del quale, quando una sostanza viene illuminata dalla luce, gli elettroni vengono rilasciati dai metalli (emissione fotoelettrica o effetto fotoelettrico esterno), le cariche si muovono attraverso l'interfaccia di semiconduttori con diversi tipi di conduttività (effetto fotoelettrico di gate) e un cambiamento nella conduttività elettrica (fotoconduttività). I metodi di conversione fotovoltaica dell'energia solare in energia elettrica vengono utilizzati per alimentare i consumatori in un'ampia gamma di potenza: dai mini-generatori per orologi e calcolatrici con una potenza di diversi watt alle centrali elettriche centrali con una potenza di diversi megawatt.

Energia eolica è un campo della tecnologia che utilizza l'energia eolica per produrre energia e i dispositivi che convertono l'energia eolica in utili forme di energia meccanica, elettrica o termica sono chiamati impianti eolici(turbina eolica), o turbine eoliche, e sono autonomi

L’energia eolica viene utilizzata da secoli in impianti meccanici come mulini e pompe idrauliche. Dopo il forte aumento del prezzo del petrolio nel 1973, l’interesse per tali installazioni aumentò notevolmente. La maggior parte degli impianti esistenti sono stati costruiti tra la fine degli anni '70 e l'inizio degli anni '80 ad un livello tecnico moderno con ampio utilizzo delle ultime conquiste in aerodinamica, meccanica e microelettronica per il monitoraggio e il controllo. Le turbine eoliche con capacità che vanno da diversi kilowatt a diversi megawatt vengono prodotte in Europa, negli Stati Uniti e in altre parti del mondo. La maggior parte di questi impianti viene utilizzata per produrre energia elettrica, sia in un sistema energetico unificato che in modalità autonoma.

Una delle condizioni principali nella progettazione delle turbine eoliche è garantire la loro protezione dalla distruzione causata da raffiche di vento casuali molto forti. In ogni zona, in media, una volta ogni 50 anni si verificano venti con una velocità 5-10 volte superiore alla media, per cui le turbine eoliche devono essere progettate con un ampio margine di sicurezza. La potenza massima di progetto di una turbina eolica è determinata per una determinata velocità del vento standard, solitamente pari a 12 m/s.

Un impianto eolico è costituito da una ruota eolica, un generatore di corrente elettrica, una struttura per l'installazione di una ruota eolica ad una certa altezza dal suolo e un sistema per controllare i parametri dell'elettricità generata in base alle variazioni della forza del vento e della velocità di rotazione della ruota.

Le turbine eoliche sono classificate in base a due caratteristiche principali: la geometria della ruota eolica e la sua posizione rispetto alla direzione del vento. Se l'asse di rotazione della ruota eolica è parallelo al flusso d'aria, l'installazione viene chiamata assiale-orizzontale, se perpendicolare - assiale-verticale.

Il principio di funzionamento di un impianto eolico è il seguente. La ruota eolica, ricevendo l'energia eolica, ruota attraverso una coppia di ingranaggi conici e, utilizzando un lungo albero verticale, trasferisce la sua energia all'albero di trasmissione orizzontale inferiore e poi attraverso una seconda coppia di ingranaggi conici e una trasmissione a cinghia ad un generatore elettrico o altro meccanismo.

Poiché i periodi di calma sono inevitabili, per evitare interruzioni dell'erogazione di energia elettrica, gli aerogeneratori devono essere dotati di batterie di energia elettrica o essere parallelati, nei casi di calma, con impianti elettrici di altro tipo.

Il programma energetico della Repubblica di Bielorussia fino al 2010 prevede le principali direzioni di utilizzo delle risorse eoliche per il prossimo futuro per l'azionamento delle unità di pompaggio e come fonte di energia per i motori elettrici. Queste applicazioni sono caratterizzate da requisiti minimi di qualità dell'energia elettrica, il che consente di semplificare e ridurre drasticamente i costi degli impianti eolici. Il loro utilizzo in combinazione con piccole centrali idroelettriche per il pompaggio dell'acqua è considerato particolarmente promettente. Si prevede che l'uso degli impianti eolici per il sollevamento dell'acqua, il riscaldamento elettrico dell'acqua e la fornitura di energia ai consumatori autonomi aumenterà fino a 15 MW di capacità installata entro il 2010, il che consentirà un risparmio di 9 mila tonnellate di carburante all'anno.

Centrale idroelettrica.

L'energia idroelettrica rappresenta il ramo della scienza e della tecnologia nel suo utilizzo energia che muove l’acqua(solitamente fiumi) per produrre energia elettrica e talvolta meccanica. Questa è l’area più sviluppata delle energie rinnovabili.

Una centrale idroelettrica è un complesso di varie strutture e attrezzature, il cui utilizzo consente di convertire l'energia dell'acqua in elettricità. Le strutture idrauliche forniscono la necessaria concentrazione del flusso d'acqua e ulteriori processi vengono eseguiti utilizzando attrezzature adeguate.

Le centrali idroelettriche vengono costruite sui fiumi costruendo dighe e bacini artificiali.

In una centrale idroelettrica, l’energia cinetica dell’acqua che cade viene utilizzata per generare elettricità. La turbina e il generatore convertono l'energia dell'acqua in energia meccanica e poi in elettricità. Turbine e generatori sono installati nella diga stessa o nelle sue vicinanze.

Riso. 14. Schema schematico di una centrale idroelettrica.

Elena Panova

Il lavoro di ricerca dei bambini

Energia nella natura e in me

GBOU scuola secondaria s. Ricca joint venture " scuola materna"Camomilla"

Supervisore: Panova Elena Viktorovna, insegnante

GBOU scuola secondaria s. Ricca joint venture " scuola materna"Camomilla"

1. Introduzione ---

2. Cos'è energia? ---

3. Tipi energia ---

4. Pratico Lavoro ---

5. Dove va? energia? ---

6. Conclusione ---

Applicazioni ---

Riferimenti ---

1. Introduzione.

Molti adulti ne parlano Me: "Quale ragazzo energico. Quanto hai? energia? È un bene o un male? In realtà, di cosa si tratta energia? Da dove viene? E perché è in me?

Questo è quello che devo scoprire nel mio lavoro di ricerca.

Bersaglio ricerca: espandere la conoscenza su energia.

Compiti: Esplora i tipi di energia in natura.

Scopri quali tipi Ho energia in me.

Oggetto ricerca: energia in natura.

Articolo ricerca: energia in me.

Ipotesi: la mia conoscenza con l'energia mi aiuterà a scoprirlo energia, che tipi una persona ha energia. E risponderò domanda: "È bello esserlo ragazzo energico?»

Rilevanza: secondo S.I. Ozhegov “... energiaè una misura del movimento e della capacità di produrre lavoro». Lavoro e il movimento è la base della vita moderna.

2. Cos'è energia?

Qualsiasi corpo, per crescere, muoversi, bruciare o fare qualsiasi cosa, ha bisogno energia. Che cos'è energia?

Il dizionario di S. I. Ozhegov dice di energia successiva:

1. Una delle principali proprietà della materia è la misura del suo movimento, nonché la capacità di produrre lavoro.

2. Decisione e tenacia nell'azione (prendere da energia per qualcosa) .

COSÌ, energiaè la capacità di muoversi e produrre lavoro.

La fonte di quasi tutto energia il Sole appare sulla terra. Il calore del sole riscalda la terra, i mari e l'aria. Genera anche venti e onde. Energia, contenuto nel cibo, viene creato anch'esso dal Sole, poiché le piante assorbono la luce solare. Energia, contenuto nella carne, è formato da piante mangiate dagli animali. Carbone, petrolio, naturale il gas molti milioni di anni fa si è formato dai resti di animali. E energia deve la sua origine alla chimica energia accumulato da queste piante e animali.

3. Tipi energia.

L'ho scoperto natura ci sono molti tipi diversi energia:

termico

Le sostanze riscaldate ce l'hanno. Termico energia può diffondersi da un luogo all'altro.

chimico.

Si trova negli alimenti, nei carburanti (petrolio, carbone, gas naturale, nei prodotti chimici.

potenziale.

Questo è lo stock interno energia. Ad esempio, una molla compressa ha un potenziale energia. Se lo lasci andare, allora questo è nascosto l'energia verrà rilasciata.

elettrico.

Si muove lungo i cavi elettrici.

leggero

È un tipo speciale energia, che si muove in linea retta a una velocità incredibile. Niente al mondo può viaggiare più veloce della luce.

suono

Viaggia sotto forma di onde chiamate onde sonore.

Utilizzato nelle centrali nucleari per produrre elettricità.

cinetico.

Questo energia di movimento. Tutto ciò che si muove trasporta energia cinetica. energia.

4. Parte pratica.

Conoscere la diversità delle specie energia in natura, Ho deciso esplorarne alcuni.

Studio 1.

Ho scaldato una pentola con acqua sul fuoco. Quando l’acqua cominciò a bollire, scoprii che anche l’aria circostante si riscaldava. Questo è termico energia, si spostò dalla pentola d'acqua nell'aria.

Quando corro, ho caldo e ho molta sete. Quindi ho termico energia.

Studio 2.

Dopo aver esaminato la lampadina, ho visto un filamento. Poi ho acceso la lampadina, il filamento si è subito illuminato e la luce ha riempito l'intera stanza. È il filamento della lampada che diffonde la luce energia. Ho toccato la lampadina, si è surriscaldata: il filamento l'ha riscaldata, perché la luce energia emettono corpi molto caldi. È un peccato che non ho una luce energia.

Studio 3.

Il telefono squillò, portai la cornetta all'orecchio e sentii la voce di mia madre. Questo è un suono energia. Quando le onde sonore attraversano l'aria, la fanno vibrare, creando suoni.

Ho deciso di testarlo su me stesso. Si mise la mano sulla gola ed emise un suono, e subito sentì delle vibrazioni. - Queste sono onde sonore. Così posso diffondere il suono energia.

Studio 4.

Nel nostro appartamento ci sono cavi elettrici; la corrente elettrica li attraversa e fa funzionare gli apparecchi elettrici lavoro. La corrente elettrica è in qualche modo simile a un fiume, solo l'acqua scorre nel fiume e piccole, piccolissime particelle di elettroni scorrono attraverso i fili. Abbiamo molti dispositivi di assistenza, ma devono essere utilizzati correttamente! Conosco quell'elettricità, con la quale lavoro gli apparecchi elettrici sono pericolosi per l'uomo. Niente elettricità, quindi ricerca Non ho avuto il coraggio di realizzarlo. Ma esiste l’elettricità che è innocua, silenziosa e impercettibile. Vive ovunque, da solo, e se lo fa "presa", quindi puoi giocarci in modo molto interessante. Ho preso la palla, l'ho strofinata sui capelli e l'ho appoggiata al muro con il lato che stavo strofinando. Quindi la palla è rimasta sospesa. Ciò è accaduto a causa del fatto che l'elettricità vive nei nostri capelli e io "preso" quando cominciò a strofinarsi la palla sui capelli. È diventato elettrizzato, motivo per cui è stato attratto dal muro.

Ciò significa che l'elettricità vive nei capelli.

Studio 5.

Ho imparato che le piante assorbono la luce solare e la convertono in sostanze chimiche. energia, che è immagazzinato negli steli e nelle foglie. Energia, contenuto nella carne, è formato da piante mangiate dagli animali.

Mangiamo verdura, frutta, pane, carne. Ciò significa che acquisiamo sostanze chimiche insieme al cibo. energia, che ci aiuta a correre, camminare, respirare, vivere.

Studio 6.

Tutto ciò che si muove trasporta energia cinetica. energia. Ho preso due palline di massa diversa e le ho lanciate lungo una tavola inclinata.

La palla, che era più leggera, non riusciva a sfondare il telaio, mentre la palla, che era più pesante, sfondava facilmente il telaio. Ciò suggerisce che i corpi in movimento hanno cinetica energia, e quanto più pesante è il corpo, tanto più velocemente si muove e trasporta una maggiore riserva di forza cinetica energia.

Ciò significa che con qualsiasi movimento ho anche cinetica energia. Man mano che invecchio, ne porterò di più energia del movimento.

5. Dove va? energia?

Dal condotto ricerca che ho imparato, che è la fonte principale l'energia è il sole. Ma dove va? energia? Farò alcune osservazioni.

Osservazione 1.

Guarderò il gatto. Quando un gatto mangia il cibo, acquisisce una sostanza chimica energia. Quando un gatto fa un salto, è una cosa chimica energia diventa cinetico. Qualsiasi movimento genera calore energia. Si scopre che la sostanza chimica energia passato in cinetico e termico.

Osservazione 2.

Mentre guardavo i fuochi d'artificio, mi sono reso conto che la sostanza chimica energia, contenendo al suo interno, durante l'esplosione si è trasformato in cinetico, sonoro, termico e luminoso.

Questo significa questo energia non scompare da nessuna parte e non nasce dal nulla, si sposta costantemente da una forma all'altra.

6. Conclusione.

La mia conoscenza con varie specie l'energia mi ha aiutato a scoprirlo da dove viene e dove va energia, che tipi una persona ha energia.

Non è un caso che lo dicano «… l'energia è vita» . Quindi non è così male che io sia molto ragazzo energico. Ne avrò bisogno nella vita.

Riferimenti.

1. Dowswell Paolo. L'ignoto sul conosciuto. - M.: ROSMEN, 2001

2. Ozhegov S.I. Dizionario della lingua russa. - M.: lingua russa. 1999, pag. 911

3. Internet. Sito web "Idee per te"

4. Internet. Sito web “Ragazze intelligenti e intelligenti, prima elementare, ricerca: chi può spiegare??»

5. Enciclopedia "L'ignoto è nelle vicinanze"- M.: ROSMEN, 2001

6. Enciclopedia "Apro il mondo"- M.: ASTEL, 2002