Wszystko jest Energią!

Cześć!

Witajcie w pierwszym sobotnim artykule poświęconym energetyce, rodzajom energii i tak naprawdę wszystkiemu co nas otacza. Ja, Wy, każdy w każdej sekundzie świata jednocześnie jesteśmy emiterami i odbiorcami różnego typu energii. Dzisiaj omówimy sobie podstawowe rodzaje energii które nas otaczają i zrobimy króciutki przegląd przez energetykę na świecie. Zaczynamy!

1. A co to energia?

Energia to ruch (energia kinetyczna) lub potencjał do wywołania ruchu (energia potencjalna). Nie może być stworzona, ani zniszczona. Nie istnieje ani konsumpcja ani produkcja energii, a jedynie konwersja/zamiana z jednej jej postaci w inną. Przybiera wiele form: grawitacyjną, chemiczną, jądrową czy termalną. Ciekawostką jest, że zgodnie z bodaj najsłynniejszą formuła fizyczną na świecie: E=mcmateria może być zamieniona w energię.

kwh_dribbbleW Międzynarodowym Układzie Jednostek i Miar energię wyrażamy w joule’ach (J), zaś energię elektryczną najczęściej mierzymy w kilowatogodzinach (kWh).
1 kWh=3,6 MJ.

Energia może być przesyłana z jednego ciała do innego w formie ciepła lub pracy. Jeśli zostanie przesłana za pośrednictwem ciepła mówimy o energii termicznej, w konsekwencji czego wzrasta temperatura ciała które jest odbiorcą tej energii.

Czytelniku! Wstań teraz od komputera i idź zrób sobie dobrą kawusię! Gdy zalejesz ją wrzątkiem i dotkniesz kubka, staniesz się odbiorcą energii. Filiżanka z kawą przekaże do Twojego ciała energię za pośrednictwem ciepła. (Chyba że Twoje dłonie są cieplejsze niż filiżanka z gorącą kawą – wtedy transfer energii będzie odwrotny, ale zalecam w takim wypadku wizytę u specjalisty :D). Warto zwrócić uwagę na jeszcze jedną rzecz. Zdanie: „Filiżanka z kawą zawiera dużo ciepła” z punktu widzenia fizyki jest niepoprawne. Ciepło jest jedynie miarą przepływu energii, samo z siebie energii nie zawiera.ciezar

Co do pracy… podręczniki szkolne podają że Praca=siła*przemieszczenie. Umówmy się jednak że nie będziemy tutaj cytować podręczników. Jakkolwiek poprawne i zalecam zajrzeć do nich przed sprawdzianem – to na pewno macie ich na co dzień wystarczającą ilość.

Pamiętam, że gdy byłem w gimnazjum i Pani Nauczyciel wprowadzała nam ten temat palnąłem głupio: „Głową muru nie przebijesz”. Spojrzała wtedy na mnie z lekkim politowaniem i powiedziała: „Wiesz Paweł… może i nie – ale to nie znaczy że nie została wykonana praca.” Cóż… to prawda… Siła została przyłożona, a przemieszczeniem nie byłyby pojedyncze cegły w murze… a prawdopodobnie odkształcenie na mojej czaszce…

Energia pierwotna

Energią pierwotną nazywamy rzarowaodzaj energii, który możemy znaleźć w otaczającym nas świecie, włączając w to uran i tor wykorzystywany w reakcjach jądrowych. Może być to węgiel zalegający w podziemnych pokładach, ropa naftowa w podwodnych akwenach, ale i słońce, wiatr czy energia oceanów. Zauważcie że przetwarzając energię pierwotną w gamie różnorodnych procesów uzyskujemy energię użyteczną. Weźmy na ten przykład węgiel. Węgiel spalany w elektrowni, podgrzewa wodę, która dopiero zamienia się w parę o określonych parametrach (odpowiednia temperatura i ciśnienie), ta zaś napędza turbinę, która energię pary zamienia na energię mechaniczną i dopiero ten rodzaj energii w generatorze zamieniany jest w energię elektryczną.

Skomplikowane? Trochę.

Piszę to aby zwrócić Wam uwagę, jak niejednokrotnie złożonym procesem jest konwersja energii. Fakt, że teraz piszę ten artykuł, czy za chwilkę pewnie będę mordował wirtualne smoki w jakimś MMORPGu zawdzięczam energii elektrycznej dostarczanej do mojego mieszkania. Pytanie. Jak często zastanawiamy się gdzie są początki tych pikseli na ekranie naszego monitora i czy aby nie mają paru milionów lat, jak pojedyncza grudka węgla czy też nie przebyły drogi 149 600 000 km jak pojedynczy promień słońca padający na trawnik przed domem (lub na ogniwo fotowoltaiczne :D).

2. Energia na świecie

No właśnie – jak to wygląda z przepływem energii na świecie. Przyjrzyjcie się proszę temu schematowi :).

energy_2011_world

Prezentowane dane to dane wprawdzie na 2011 rok, ale dobrze ilustrują pewne zjawiska które zachodzą w świecie energii :).

Lewa strona ilustruje jak wyglądał podział między różnymi rodzajami energii, jaki był wpływ paliw kopalnych, a jaki Odnawialnych Źródeł Energii (popularne OZE). Prawa strona symbolizuje odbiorców (różowe prostokąty). Zauważcie, że największymi odbiorcami energii jest przemysł (industrial) i transport (transportation). Ciężko byłoby omówić tutaj cały wykres – zachęcam więc Was do głębszej analizy, ja zwrócę jeszcze uwagę na jedną rzecz. Popatrzcie na dwa ostatnie szare prostokąty. Energy services rejected energy. Jak już pisałem Wam na Facebooku na naszym fanpage’u w otaczającym nas świecie nie ma procesów idealnych. To, że kilogram węgla zawiera w sobie 100 jednostek pierwotnej energii, nie oznacza że 100 jednostek będziemy w stanie wykorzystać. Każdy proces, a tych procesów w konwersji z energii pierwotnej do energii użytecznej jak już wyżej Wam wspomniałem jest nie mało, generuje straty. Zasadniczo możemy być szczęśliwi jeśli uda się nam przetworzyć energię pierwotną do użytecznej z 40-50% sprawnością (wydajnością). Wpływa na to wiele różnych czynników i są one różne dla różnych rodzajów energii – ale tym zajmiemy się już przy kolejnych felietonach.

W następnym tygodniu spróbuję bliżej przyjrzeć się jednemu z tematów, z którym zmierzycie się w drugim etapie konkursu. A teraz… wracam tłuc te wirtualne smoki :D!

Trzymajcie się ciepło.
Zapraszam do polubienia naszego Fanpage’u na Facebooku, gdzie bezpośrednio można się ze mną skontaktować.

Paweł 🙂