Для чего нужна энергия

Энергия! Что такое и где взять! Основа Полноценной жизни.

От автора: По просьбам читателей и коллег, решила написать про энергию. Действительно, достаточно часто я употребляю это слово и оно мне нравиться. Давайте вместе разберемся с понятием ЭНЕРГИЯ, и где это состояние брать.

Что такое энергия и откуда она берется. Почему у одних людей есть энергия на достижение своих целей, а у других ее никогда нет.

Начнем с осознания того, что же такое энергия. Слово какое-то эфимерное, которое в современном мире говорится сплошь и рядом. Состояние какое-то продуктивное, которое помогает людям становится успешнее и счастливее.

Есть смысл разобраться в этом понятии и научится добывать ту самую энергию.

Есть много определений энергии. Мне нравятся вот эти:

1. Одно из основных свойств материи — мера её движения, а также способность производить работу.
2. Решительность и настойчивость в действиях.

3. Слово «энергия» введено еще Аристотелем в трактате «Физика», однако там оно обозначало деятельность человека.

С точки зрения психологии, считается, что у человека наличие и количество энергии напрямую зависит от темперамента . И, якобы, темперамент, в течение жизни , меняться не может (научно не доказано, а мои интуиция и опыт показывают, что может, если человек захочет, так как в каждом из нас есть, в той или иной степени, все темпераменты и просто необходимо, с помощью определенных привычек и систем развивать тот, который хочешь. А для этого, конечно, НУЖНО ХОТЕТЬ!) Давайте посмотрим, где ее взять и где вы ее уже теряете, несмотря на ваш темперамент и врожденные способности:

1. ОТКУДА БЕРЕТСЯ:

1.1. Врожденные психофизиологические возможности (темперамент)

1.3. Сценарий, данный семьей

1.4. Позитивное отношение к миру

1.5 Понимание себя

1.6. Осознание своей миссии, целей и желание их достичь.

1.7. Окружение

2. ГДЕ ТЕРЯЕТСЯ

2.1 Образ жизни: неправильное питание, неправильный и недостаточный сон и отдых, нет спорта для тела. Какими бы взрослыми вы себя не чувствовали, вам ВСЕ нельзя! Есть определенные процессы в организме, выработка гормонов и восстановительные процессы, которые разрушаются при неправильном образе жизни.

2.2. Окружение. Деградирующее и лишающие сил окружение. Окружение, которое вас регулярно обесценивает, окружение, которое стопорит ваш рост и развитие, окружение у которого приняты вредные привычки поведения и мышления. Окружение с ценностями, отличными от ваших.

2.3. Большая Тень. Качества, которые вы не принимаете в себе. Недостатки и комплексы, которые расширяют вашу тень и лишаю сил, которые вы, с помощью защиты ПРОЕКЦИЯ( ПРАКТИКУМ внутри) вешаете на окружающих людей и мир.

2.4 Негативизм. Привычка во всем видеть черную сторону, привычка ждать негативного следствия событий, неприятие себя и мира таким, как есть, постоянные жалобы при бездействии — ВСЕ это напрочь лишает сил и энергии.

2.5. Отсутствие целей и планов. Люди как вечный двигатель могут жечь, если знают куда и зачем идут. Бесцельное проживание жизни напрочь лишает энергии, так как НЕЗАЧЕМ.

2.6 Багаж обид, страхов, зависти. Тяжелый мешок с камнями на ваших плечах, который вы так жадно тащите за собой. ПРАКТИКУМ : Представьте по 1 кг каждую обиду или другой негатив. С каким грузом вы идете? Конечно энергия пропадает.

2.7 Алкоголь и другие разрушительные зависимости. ПРАКТИКУМ: Очень интересно провести эксперимент: для тех, кто регулярно пьет: проследить утро после алкоголя на состояние энергичности и бодрости(не важно количество, даже бокал вина) , и утро, когда с вечера в организме нет алкоголя. Если прислушиваться к ощущениям в теле, к мыслям в голове, к желаниям что-то сделать или не зделать, к стремлениям к развитию. к воплощению еше вчера родившихся идей. Почксвтвуйте разницу и опишите ее. Дальше можете делать выводы, что для вас важнее.

3. ЗАЧЕМ И ЧТО ДЕЛАТЬ?!

Богатые и бедные по жизни люди, как раз и отличаются наличием энергии и умением ее вырабатывать и восстанавливать. Все просто: Хотите чувствоать Жизнь, быть успешным в деле, семье, личной гармонии и других сферах — ЗНАЧИТ НУЖНО ЭНЕРГИЕЙ УПРАВЛЯТЬ.

Вообще, счастье и здоровье, успех и гармония — нынче в моде)

Если ваш выбор другой, то дальше не читайте)

Если читаете, то действия по развитию уровня энергии можно делать следующие:

1. Образ жизни= здоровый сон, здоровое и сбалансированное питание, спорт по возможности регулярно, аутотренинг. Техники вы можете найти на моем канале :

Этот канал на данный момент содержит 48 видео уроков по саморазвитию, в каждом уроке есть техники. Возьмите по 1 уроку на 1 день и уже через пару месяцев заметите изменения. ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ ,и будете ,без поисков ,получать СРАЗУ практические техники себе на почту)

2. Умение переключать состояния (НЛП). Техники можете найти в моих статьях, к сожалению больше ссылок не вставляется. Если хотите, пишите лично и я вам пришлю.

3. Осмысленный выбор окружения.

4. Проработка обид, страхов. Конечно эффективнее с профессиональным психологом.

5. Понимание своего смысла жизни, миссии и регулярное планирование на пути к ним. Как не странно, но смыслы и миссии не падают с неба, их нужно ПРИДУМАТЬ и ВОПЛОТИТЬ. Вы индивидуальны и у вас свой, очень индивидуальный путь, который при вашей помощи , может стать максимально эффективным. Может стать потрясающим приключением длиною в жизнь!

6. Развитие в себе навыков, которые присущи ДРУГИМ ТЕМПЕРАМЕНТАМ. САМОЕ главное ведь гармония и сбалансированность, а значит, учитывая все вышесказанное, важно стремиться к балансу и управлению своей энергией.

Дружелюбию и Энергетике Сангвиника (развитие позитива, проработка декларации принятия реальности, проработка Позиций Восприятия, здоровый образ жизни и спорт, не спорить, развивать себя , общаться с позитивными людьми и др.), если вы флегматик или меланхолик или холерик

Бешеной энергетики Холерика : занимайтесь активным пробуждающим спортом, смотрите мотивирующие видео, играйте с детьми, путешествуйте и др., если вы меланхолик, флегматик

Спокойствие и умению отдыхать Флегматика, чтобы копить энергию, если вы Холерик или Сангвиник, Умению анализировать и спокойно принимать взвешенные решения, чтобы энергия не уходила впустую.

Что взять от Меланхолика не знаю, если только: иногда позволяйте себе погрустить, чтобы разгрузить нервную систему, если вы холерик или сангвиник

В общем , как обычно, чтобы получать — нужно над этим работать. Раздачи ВОЛШЕБНЫХ ТАБЛЕТОК снова не получилось.

Основы электропитания. Зачем человеку электрическая энергия

Современное человечество, в более-менее привычном виде – с городами, правительством, армией и тюрьмами – сформировалось приблизительно десять тысяч лет назад. Однако эволюционные процессы идут очень медленно, и даже двух с половиной миллионов лет – а именно тогда появились первые организмы, которых можно считать «людьми» – недостаточно для того, чтобы человек из ленивой, хотя и очень любопытной обезьяны трансформировался во что-то более симпатичное. Поэтому все изобретения человека, даже оружие, в конечном итоге, направлены лишь на то, чтобы некоторые люди отдыхали, развлекались и лишний раз не напрягались.

Но, поскольку бананы сами в рот не падают и их нужно где-то добывать, то человеку, для того, чтобы выжить, приходится работать. Очевидно, что это противоречит его желаниям, поэтому с момента своего появления большинство людей стремится к тому, чтобы вместо них работал кто-то другой. Вначале это были другие люди (рабы или слуги), потом животные. И лишь пару веков назад человек наконец-то разобрался в законах природы и смог заставить ее работать вместо себя. Очевидно, что природа намного надежней и покладистей людей и животных и при правильном применении ее законов может быть совершенно безобидной.

Поскольку природные явления отлично поддаются количественным измерениям, то рано или поздно человеку пришлось оценить и количество работы, которую вместо него будет выполнять какой-нибудь механизм. Сегодня в качестве универсальной единицы измерения количества работы (Work) используется джоуль (Дж), в честь великого английского физика Джеймса Джуоля, являющегося одним из соавторов Принципа сохранения энергии. Таким образом, любая работа, которую необходимо выполнить, например, копание канавы или доставка груза на Луну, может быть измерена и выражена в джоулях. Причем, количество этой работы, в общем случае, не зависит от продолжительности ее выполнения. Например, чтобы поднять 10-литровое ведро воды на высоту 1 м необходимо выполнить работу, равную приблизительно 100 Дж. И неважно, будет оно подыматься в течение 5 секунд или в течение дня, в январе или марте, в Африке или на северном полюсе 1) .

Рисунок 1.

Пример выполнения одной и той же работы за разное время.

Но одну и ту же работу A можно выполнить за разное количество времени t (Рисунок 1). Например, человеку необходимо выкопать яму и он определил, что эта работа оценивается в 144 миллиона джоулей (A = 144 МДж). Если человек будет ее копать вручную, то на это у него уйдет около 80 часов (t = 80 ч). Однако человек не для того изучал законы природы, чтобы тратить свое драгоценное время на столь рутинное занятие. Существуют экскаваторы, способные вырыть эту яму приблизительно за час. Таким образом, в обоих случаях мы имеем одинаковое количество работы (одинаковый результат), в виде ямы одинаковых размеров, но выполненное за разное количество времени. Очевидно, что экскаватор может за единицу времени выполнить больше работы, чем человек с лопатой. Вот и появляется второй важный термин, с которым все, без исключения, люди сталкиваются в реальной жизни – количество работы, выполняемое за единицу времени, называемое «мощностью» (Power). Мощность обычно обозначается буквой P и определяется по формуле:

Единицей измерения мощности является ватт (Вт) (watt, W). Один ватт равен работе, равной один джоуль, выполненной за одну секунду:

Самое интересное, что Джеймс Уатт (James Watt), в честь которого и названа единица измерения «ватт», в качестве единицы измерения мощности использовал «лошадиную силу» (л.с.) – среднее количество работы, которую может выполнить среднестатистическая лошадь в течение продолжительного времени. Но, поскольку все лошади разные и их работоспособность зависит от множества факторов, в том числе от погоды и настроения «водителя», то точно определить количество работы, которую может выполнить конкретная лошадь, не представляется возможным. Более того, в разных регионах связь между лошадиной силой и ваттом различна. Например, в европейских государствах 1 л.с. ≈ 736 Вт, в то время как в США и Великобритании лошадей, видимо, лучше кормили, поэтому в этих странах лошадиная сила на 10 ватт больше (1 л.с. ≈ 746 Вт). На сегодняшний день, лошадиная сила является устаревшей единицей измерения мощности, не рекомендуемой для практического использования, поэтому больше мы про нее вспоминать не будем.

Но работа сама по себе выполняться не будет. Человеку или животному для того, чтобы что-то сделать, вначале нужно покушать, а экскаватору залить топлива в бак. И здесь наблюдается прямая зависимость – чем больше нужно сделать работы, тем больше нужно еды или топлива. Получается, что еда и топливо содержат в себе некую «спрятанную» работу, которую, при необходимости, можно использовать для конкретных дел. Эту потенциальную (скрытую, непроявленную) работу человек назвал «энергией» (Energy). Таким образом, для того, чтобы выполнить любую работу, вначале нужно где-то найти энергию – работу, существующую в «спрятанном» виде.

На сегодняшний день, человек относительно неплохо изучил следующие виды энергии:

• атомную – энергию, содержащуюся в связях частиц внутри атомов;
• химическую – энергию, содержащуюся в связях атомов внутри молекул;
• внутреннюю – энергию, связанную с неупорядоченным движением атомов и молекул (поскольку она определяет температуру, ее часто называют тепловой);
• механическую – энергию, связанную с упорядоченным движением атомов и молекул;
• гравитационную – энергию, содержащуюся в связях объектов, обладающих массой;
• электромагнитную – энергию, связанную с взаимным расположением и движением электрических зарядов.

Существуют и другие виды энергии, например, энергия вакуума или гипотетическая «темная» энергия, но пока человек еще толком не разобрался, что это такое и как ее можно использовать на практике. Но зато человек уже давно понял, что общее количество энергии является постоянной величиной, независимо от того, в каком виде она хранится и назвал это «Принципом (или Законом) сохранения энергии». Согласно этому принципу, процесс выполнения работы является всего лишь переходом энергии из одного вида в другой с сохранением постоянным ее общего количества.

Таким образом, для того, чтобы выполнить какую-либо работу, например, выкопать рассмотренную выше яму, не обязательно самому хвататься за лопату. Можно, например, взять немного молекул бензина и кислорода, разобрать их на составные части, потом собрать полученные атомы другим способом – так, чтобы вместо бензина и кислорода получились углекислый газ и вода – а остаток энергии, образовавшийся после такой переделки, использовать для движения лопаты с помощью соответствующего механизма. А если механизм, способный это осуществить, еще и будет сам определять, где и как ему копать (например, смарт-экскаватор под управлением искусственного интеллекта), то можно один раз нажать на кнопку, а затем просто лежать и наслаждаться процессом.

Работа и энергия имеют одинаковые единицы измерения – «джоуль», что очень удобно – не нужно делать лишние перерасчеты. Поэтому формулу (1) можно записать в виде:

где Е – количество энергии.

Однако единица измерения «джоуль», оказалась не очень удобной. Согласитесь, что слова «мощность», «энергия» и «киловатт» (одна тысяча ватт) вы не раз слышали, а вот «джоуль» доводилось слышать, наверное, только на уроках физики. Это связано с тем, что на практике более удобным оказалось использование другой единицы измерения количества энергии (и работы) – «киловатт-часа».

Происхождение этой единицы измерения можно проследить из формулы (2), записав ее немного в другом виде:

Из формулы (3), следует, что количество энергии, необходимое для выполнения какой-либо работы, равно произведению мощности (скорости, с какой эта работа будет выполняться) и времени (в течение которого эта работа будет выполняться), поэтому:

Единицы измерения «джоуль» и «ватт-секунда» (Вт∙с) количественно одинаковы. Но одна «ватт-секунда», с точки зрения обычного человека, содержит настолько малое количество энергии, что в повседневной жизни ее использовать не очень удобно. Поэтому придумали более крупную единицу измерения – «киловатт-час» (кВт∙ч), равную работе, выполняемой со скоростью один киловатт (1000 ватт) в течение часа (3600 секунд):

Киловатт-час является очень удобной единицей измерения, например, если нужно выполнить работу, количество которой равно 100 кВт∙ч, то при использовании оборудования мощностью 100 кВт на ее выполнение уйдет 1 час, а вот если мощность «лопаты» всего 1 кВт, тогда придется потратить уже 100 часов. Поскольку мощность является параметром любого оборудования, то определение количества времени на выполнение работы не требует значительных умственных сил. А вот если энергию измерять в джоулях (100 кВт∙ч = 360 МДж), что полностью одинаково с точки зрения физики, то эта связь уже будет не такой очевидной.

Необходимо отметить, что многие люди, в том числе и работающие на руководящих должностях в энергетических компаниях, часто неправильно пишут и произносят эту единицу измерения. В большинстве случаев путают «киловатты» (единицы измерения мощности) и «киловатт-часы» (единицы измерения энергии) – это разные физические величины и их смешивать нельзя, хотя в рабочем общении, когда вокруг одни специалисты, точно понимающие о чем речь, это допустимо, ведь если часто повторять «киловатт-час», то можно сломать язык. Но более грубой ошибкой является использование единицы измерения «киловатт в час» или «киловатт за час» (кВт/ч). С точки зрения физики подобная единица измерения обозначает «скорость изменения скорости выполнения работы», что эквивалентно «ускорению выполнения работы». В философии, экономике или менеджменте такой параметр может когда-нибудь и найдет практическое применение, но в технике, особенно в системах электропитания, в нем пока не было необходимости.

Еще хуже обстоит дело с киловатт-часом в Украине. Корректным сокращением украинского слова «година» (час) является «год», поэтому в украинском языке киловатт-час в сокращенном виде должен писаться как «кВт∙год». Однако очень часто технически неграмотные писатели и переводчики по аналогии с другими языками, например, английским, используют «кВт∙г». Однако «г» – это сокращение единицы измерения массы «грам» (грамм). Вот и получается, что в Украине, к очень большому сожалению, некоторые люди измеряют энергию в «киловатт-граммах» (Рисунок 2).

Рисунок 2.	Табличка с уровнем энергетической эффективности стиральной машины, предназначенной для продажи в Украине, где среднее количество энергии, потребляемой за год (173 кВт∙ч), измеряется в «киловатт-граммах» (кВт∙г вместо кВт∙год)

Человек начал исследовать энергетические процессы задолго до открытия Принципа сохранения энергии и введения единой единицы измерения «джоуль», поэтому в некоторых случаях используются иные единицы измерения энергии (Таблица 1). В их число входят «калория» (кал) – количество энергии, необходимое для подогрева одного грамма воды на один градус Цельсия (или Кельвина) и «электронвольт» (Эв) – количество энергии, необходимое для переноса элементарного заряда в электростатическом поле между точками с разницей потенциалов в один вольт. Калория до сих пор активно используется в тепловых расчетах и для измерения энергетической ценности пищевых продуктов, а электронвольт «полюбили» люди, работающие с атомами и молекулами, для которых один джоуль является просто огромным количеством энергии. В энергетике и электронике, в том числе и в системах электропитания, для измерения энергии обычно используют киловатт-часы (реже ватт-часы), а для измерения мощности – ватты и киловатты, поэтому эти единицы измерения в дальнейшем и будут для нас основными.

Зачем человеку электричество?

Внимательный читатель, наверное, уже обратил внимание, что в предыдущей части, когда разбирались такие понятия как «энергия» и «мощность», еще не было ни слова сказано об электричестве. Хотя у многих людей слова «киловатт» и «киловатт-час» прочно ассоциируются именно с электрическими системами. Ошибки здесь нет никакой, поскольку эти слова, действительно, имеют прямое отношение к энергетике, для которой электричество является одним из ключевых физических явлений. Однако понятия «энергия» и «мощность» относятся к любому роду деятельности человека, а не только к электричеству. Более того, они позволяют связать электрические системы с реальной жизнью, ведь само по себе электричество человеку не нужно.

«Как же так? Ведь мы сейчас без электричества жить не можем!» – скажете вы и будете немножко правы, но только не с точки зрения физики и биологии. Человек, точно так же как растения и животные, миллионы лет существовал без электричества, даже несмотря на то, что внутри живых организмов протекают электрические токи 2) . Однако у человека нет органов чувств, способных распознать электричество, и для его жизни электрическая энергия не нужна – вы же не питаетесь от розетки, как ваши смартфоны. Более того, на Земле нет стабильных природных источников электрической энергии, ведь атмосферное электричество и молнии характеризуются своим непостоянством и пока малопригодны даже для технического использования. Таким образом, человек долгое время спокойно жил без электричества, и только в прошлом веке начал активно опутывать Землю электрическими проводами. Так чем же так привлекательно электричество, если человек без него уже жить не может? Причин для этого много, но мы рассмотрим только основные из них.

Во-первых, электрический ток легко передается на большие расстояния – для этого необходимо иметь, как минимум, два электрически изолированных провода. Электрический ток распространяется самостоятельно, для его протекания не нужно строить насосы, компрессорные станции или мощные тягачи, как, например, для передачи нефти, газа или угля, а также не нужно тратить дополнительную энергию. Конечно, при протекании электрического тока возникают неизбежные потери, однако они являются управляемыми и, теоретически, могут быть уменьшены до нуля. Линии электропередач намного проще и дешевле в строительстве и обслуживании, чем линии для перевозки всех остальных видов энергоресурсов. Более того, электрическая энергия распространяется с очень большой скоростью – практически со скоростью света (≈300,000 км/с). Например, передать ее вокруг Земли, длина экватора которой равна приблизительно 40,000 км, можно всего за 0.13 секунды. Таким образом, электрическая энергия является наиболее удобным видом энергии с точки зрения транспортировки.

Во-вторых, электрическую энергию можно эффективно преобразовать в другой вид энергии – тот, который действительно необходим человеку. Например:

• нагревательные элементы преобразуют электричество в тепло (внутреннюю энергию), что позволяет человеку согреваться самому и нагревать другие объекты, например, воду для кофе;
• лампы и светодиоды преобразуют электрическую энергию в свет (электромагнитное излучение с определенными длинами волн), с помощью которого можно видеть в темное время суток;
• электродвигатели преобразуют электрическую энергию в механическую, что позволяет человеку перемещать грузы и себя любимого на любые расстояния и высоту.

Кроме того, существуют и другие вещи и явления, связанные уже непосредственно со спецификой электричества. Например, с его помощью можно высушить стены здания (используется явление электроосмоса), а железную ручку чайника для предотвращения коррозии покрыть тончайшим слоем никеля или золота (используется технология гальванического осаждения металлов). Однако основное практическое использование электричества заключается в доставке энергии в нужное место с последующим преобразованием ее в тот вид, который непосредственно необходим человеку.

Рассмотрим это на примере (Рисунок 3). Пусть вам необходимо просверлить отверстие. Для этого необходимо несколько раз провернуть сверло, то есть, нужна механическая энергия. Источником механической энергии может служить, например, ветер. Значит, можно поставить на крыше большой пропеллер, который будет вращаться, отбирая механическую энергию у движущегося воздуха. Но ветряная турбина должна располагаться, в лучшем случае, на крыше здания, а отверстие нужно просверлить внутри, и как тогда передать механическую энергию в нужное место? Представьте себе эту систему ремней, цепей, редукторов и шестеренок – это будет очень сложное, громоздкое и дорогое сооружение, а самое главное – одноразовое, поскольку вам нужно просверлить всего одно отверстие.

Рисунок 3.

Пример использования электричества в качестве промежуточного звена для передачи энергии.

Поэтому существует другой способ решения этой задачи – ветряная турбина соединяется с генератором, преобразующим механическую энергию в электрическую. Далее электрическая энергия с помощью проводов передается в нужное место, и уже непосредственно на месте с помощью электродвигателя, являющегося основным компонентом электрической дрели, преобразуется в механическую и вращает сверло 3) . Более того, к этому же проводу можно подключить вместе с дрелью электрическую лампу, позволяющую осветить рабочее место. Если бы мы передавали только механическую энергию, то сделать подсветку было бы крайне затруднительно, а ведь при использовании электричества рабочее место можно еще и подогреть…

Таким образом, человек использует электричество в качестве промежуточного звена, позволяющего передавать энергию (способность выполнять работу) в места, где не дует ветер, не светит солнце, не текут реки и не могут находиться люди или животные. Удобство передачи и преобразования электричества позволяет создавать специальные объекты – энергетические станции, генерирующие мощные (вы уже знаете что «мощный» – способный создавать много энергии в единицу времени) потоки энергии. И такие станции могут располагаться где угодно, например, на реках (гидроэлектростанции, ГЭС), в местах, где дуют сильные ветры (ветряные электростанции, ВЭС) или ярко светит солнце (солнечные электростанции, СЭС). А если удобных природных источников поблизости нет, тогда энергию можно брать, сжигая органическое топливо (тепловые электростанции, ТЭС) или разрушая атомы радиоактивных элементов (атомные электростанции, АЭС).

Но обратите внимание, все объекты, генерирующие энергию, имеют в названии слово «электро». Вряд ли вы слышали об «механостанциях» (источниках механической энергии) или «светостанциях» (источниках световой энергии). Существуют, правда, тепловые станции (котельные, ТЭЦ), но энергия, создаваемая этими объектами, используется только для обогрева помещений, передается на относительно небольшие расстояния и с относительно большими потерями, а преобразовать ее в другие виды, например свет, весьма затруднительно.

Высокая скорость передачи электричества стала основной причиной использования его в средствах связи. Передать информацию можно разными способами, например, с помощью дыма от костра, однако быстрее всего это можно сделать только с помощью электрических систем 4) . С энергетической точки зрения система связи ничем не отличается от системы электропитания – в обоих случаях передается энергия. Но в системе электропитания передача энергии является ее основной функцией, и ее пропускная способность (все та же мощность) играет ключевую роль. А в системах связи важны скорость и достоверность передачи информации, а количество энергии, затрачиваемое на ее передачу и обработку, определяется лишь ограничениями, накладываемыми средой распространения сигнала, приемной аппаратурой и физическими параметрами радиоэлементов.

Заключение

Вот и получается, что, несмотря на то, что человек не требует для своего физического существования электричества, без него он прожить уже фактически не может. Точнее, может, но тогда ему снова придется ужинать при свечах, много физически работать, кататься на лошадях, забыть за Интернет, телевизор и радио, а информацию передавать по старинке – с помощью бумаги и быстрых гонцов.

В этом месте можно много рассуждать, хорошо это или плохо, однако ясно одно – на сегодняшний день системы электропитания существуют в каждом доме, а источники электрической энергии, например, батарейки, можно купить во многих магазинах. И можно на этот факт упрямо не обращать внимания, надеясь, что все обойдется и использование электричества будет только приятным и безопасным, однако, как показывает практика, так бывает далеко не всегда.

Сноски

1) На самом деле разница есть, например, из-за того, что на экваторе сила, с которой Земля притягивает предметы, меньше, чем на полюсе, а один и тот же объем воды при разной температуре имеет разную массу. Однако, в нашем случае, на эти подробности можно не обращать внимания.

2) Центральная нервная система человека управляет всеми внутренними органами с помощью электрических сигналов, при этом нервы, фактически, выполняют функцию электрических проводов. Анализ и синтез подобных сигналов дает возможность создавать бионические протезы, например, рук, провода которых электрически соединяются с нервами, что позволяет мозгу управлять протезом как «родным» органом. Точно так же как видеокамера или микрофон могут передавать сигналы, непосредственно в зрительный или слуховой нерв, что позволяет восстанавливать зрение или слух.

3) Точно по такому принципу работают транспортные средства с электрической трансмиссией, например, некоторые типы гибридных электромобилей, карьерные самосвалы и даже тепловозы.

4) Известны шуточные эксперименты, в которых почтовые голуби переносили информацию, записанную на небольших твердотельных носителях, быстрее, чем она передавалась через сеть Интернет.

Энергия

Только благодаря энергии на нашей планете существует жизнь. Энергия бывает разная. Тепло, свет, звук, микроволны, электричество — все это разные виды энергии. Для всех происходящих в природе процессов требуется энергия. При любом процессе один вид энергии преобразуется в другой. Продукты питания – картофель, хлеб и т.д. – это хранилища энергии. Почти всю используемую на Земле энергию мы получаем от Солнца. Солнце передает Земле столько энергии, сколько произвели бы 100 миллионов мощных электростанций.

Виды энергии

Энергия существует в самых разных видах. Кроме тепловой, световой и энергии звука есть еще химическая энергия, кинетическая и потенциальная. Электрическая лампочка излучает тепловую и световую энергию. Энергия звука передается при помощи волн. Волны вызывают вибрацию барабанных перепонок, и поэтому мы слышим звуки. Химическая энергия высвобождается в ходе химических реакций. Продукты питания, топливо (уголь, нефть, бензин), а также батарей­ки — это хранилища химической энергии. Пищевые продукты — это склады химической энергии, высвобождающейся внутри организма.

Движущиеся тела обладают кинетической энергией, т.е. энергией движения. Чем быстрее движется тело, тем боль­ше его кинетическая энергия. Теряя скорость, тело теряет кинетическую энергию. Ударяясь о неподвижный объект, движущееся тело передает ему часть своей кинетической энергии и при­водит его в движение. Часть энергии, получаемой с пищей, животные обращают в кинетическую.

Потенциальной энергией обладают тела, находящиеся в силовом поле, например в гравитационном или магнитном. Эластичные или упругие тела (обладающие способностью вытягиваться) имеют потенциальную энергию натяжения или упругости. Маятник обладает максимальной потенциальной энергией, когда находится в верхней точке. Разворачиваясь, пружина освобождает свою потенциальную энергию и заставляет колёсики в часах вращаться. Растения получают энергию от Солнца и производят питательные вещества — создают запасы химической энергии.

Превращение энергии

Закон сохранения энергии говорит, что энергия не создается из ничего и не теряется бесследно. При всех происходящих в природе процессах один вид энергии превращается в другой. Химическая энергия батареек фонарика превращается в электрическую. В лампочке электрическая энергия превращается в тепловую и световую. Мы привели пример этой «энергетической цепочки» чтобы показать вам, как один вид энергии превращается в другой.

Уголь — это спрессованные останки растении, живших много лет назад. Когда-то они получили энергию от Солнца. Уголь представляет собой запас химической энергии. Когда уголь сгорает, его химическая энергия прекращается в тепловую. Тепловая энергия нагревает воду, и она испаряется. Пар вращает турбину. производя тем самым кинетическую энергию — энергию движения. Генератор преобразует кинетическую энергию в электрическую. Разнообразные устройства — лампы, телевизоры, обогреватели, магнитофоны — потребляют электроэнергию и переводят в звук, свет и тепло.

Конечными результатами во многих процессах превращения энергии являются свет и тепло. Хотя энергия не пропадает, она уходит в пространство, и её трудно уловить и использовать.

Солнечная энергия

Энергия Солнца доходит до Земли в виде электромагнитных волн. Только так энергия может передаваться через открытый космос. Она может использоваться для создания электроэнергии при помощи фотоэлементов или для нагревания воды в солнечных коллекторах. Панель коллектора поглощает тепловую энергию Солнца. На рисунке показана панель коллектора в разрезе. Черная панель поглощает поступающую от Солнца тепловую энергию, и вода в трубах нагревается. Так устроена крыша дома, обогреваемого Солнцем. Солнечная энергия передаётся воде, используемой для бытовых нужд и отопления. В энергохранилище попадают излишки тепла. Энергия сохраняется при помощи химических реакций.

Энергетические ресурсы

Энергия нужна нам для освещения и обогрева жилищ, для приготовления пищи, для того, чтобы могли работать заводы и двигать­ся автомобили. Эта энергия образуется при сгорании топлива. Есть и другие способы получения энергии — к примеру, ее производят гидроэлектростанции. Для приготовления пищи и обогрева жилья почти половина населения Земли сжигает дрова, навоз или уголь.

Древесина, уголь, нефть и природный газ называются невозобновимыми ресурса­ми, так как их используют только один раз. Солнце, ветер, вода — это возобновимые энергоресурсы, так как сами они не исчезают при производстве энергии. В своей деятельности человек использует для добычи энергии ископаемые ресурсы – 77%, древесину – 11%, возобновляемые энергоресурсы – 5% и ядерную энергию – 3%. Уголь, нефть и природный газ мы называем ископаемым топливом, так как мы добываем их из недр Земли. Образовались они из останков растений и животных. Почти 20% используемой нами энергии производится из угля. При сгорании топлива в атмосферу попадают углекислый газ и другие газы. В этом отчас­ти заключается причина таких явлений, как кислотные дожди и парниковый эффект. Только около 5 процентов энергии добывается из возобновимых источников. Это энергия Солнца, воды и ветра. Еще один возобновимый источник энергии — газ, образующийся при гниении. Когда органические вещества гниют, выделяются газы, в частности метан. Из него в основном и состоит природный газ, который используется для обогрева домов и нагревания воды. На протяжении нескольких тысячелетий люди используют энергию ветра для пере­движения парусных судов и вращения ветряных мельниц. Ветер также может произ­водить электричество и перекачивать воду.

Единицы измерения энергии и мощности

Для измерения количества энергии употребляется специальная единица — джоуль (Дж). Тысяча джоулей составля­ют один килоджоуль (кДж). Обыкновенное яблоко (около 100 г) содержит 150 кДж химической энергии. В 100 г шоколада содержится 2335 кДж. Мощность — это количество энергии, используемой за единицу времени. Мощность измеряется в ваттах (Вт). Один ватт равен одному джоулю за секунду. Чем больше энергии за определенное время произ­водит тот или иной механизм, тем боль­ше его мощность. Лампочка мощностью в 60 Вт использует 60 Дж в секунду, а лампочка в 100 Вт использует за секунду 100 Дж.

Коэффициент полезного действия

Любой механизм потребляет энергию од­ного вида (например, электрическую) и превращает ее в энергию другого вида. Коэффициент полезного действия (КПД) механизма тем больше, чем большая часть потребляемой энергии превращается в необходимую энергию. КПД почти всех автомобилей невысок. В среднем автомобиль преобразует лишь 15% химической энергии бензина в кинетическую энергию. Вся остальная энергия превращается в тепло. КПД флуоресцентных ламп выше КПД обычных электрических лампочек, поскольку во флуоресцентных лампах больше электричества превращается в свет и меньше уходит на производство тепла.

Энергия — это что такое? Определение, виды

Энергия — это способность что-то изменить: например, температуру тел, их расположение или магнитные свойства. То есть с технической точки зрения – способность выполнять работу. Энергия (значение слова по-гречески (energeia) – «деятельность») определяет все, что происходит в мире.

Энергия как работа

Например, если требуется закипятить воду, то необходимо применить энергию тепла. Вода нагревается, так как приложенная тепловая энергия ускоряет движение молекул. Точно так же человек использует энергию при поднятии любого предмета, только здесь изменяется положение предмета, а затраченная энергия преобладает над силой тяжести и инерцией. Древние люди использовали только собственные силы в виде источников энергии или силы домашних животных. Очень простой пример тепловой энергии можно увидеть, если потереть ладони друг о друга. С приложением небольших физических усилий выделяется ощутимое тепло между ладонями – это энергия тепла.

Понятие «энергия» в философии означает все родственное силе, способное на какое-либо достижение, согласно терминологии Аристотеля. Первым источником энергии извне, которым воспользовался человек, был огонь. Древний человек использовал огонь для обогрева своего жилища и приготовления еды.

У современных людей пребывают на службе мощнейшие источники энергии, которые превышают человеческую силу в миллион раз. Еду современный человек готовит не только с помощью огня, а предметы, весящие тонны, поднимает с помощью механизмов, строит новые города и покоряет космос.

Солнце как источник энергии

Все виды энергии, которые так необходимы человечеству, животным и растениям для жизни на Земле, испокон веков происходят от Солнца. Солнце можно сравнить с наимощнейшей электростанцией, постоянно производящей энергию.

Интересно, что за одну секунду оно создает столько энергии, сколько смогут выработать все атомные электростанции США на протяжении 10 миллионов лет. Все источники энергии Земли, вспыхнув одновременно, не смогли бы затмить Солнце. И еще один пример: кусочек внешней оболочки Солнца величиной со спичечный коробок светит ярче, чем 10 миллионов свечей. Во внутренней оболочке Солнца постоянно происходят атомные реакции, которые и являются основой работы этой мощнейшей электростанции. Источник этой энергии практически неисчерпаем, но ученые мира заявляют, что через 2 миллиарда лет Солнце сожжет все свое горючее и поэтому все живое на планете Земля исчезнет. А пока звезда по имени Солнце будет выбрасывать в космос свои неисчерпаемые потоки энергии, наименьшую частицу которой получает планета Земля в виде света и тепла. Этой минимальной частицы целиком хватает для существования всего живого на Земле.

Ископаемые источники энергии

Планете понадобились миллионы лет, чтобы накопить в земной коре источники, которые можно превратить в энергию, в виде угля, торфа, нефти и природного газа. Человечество бездумно тратит эти запасы, не задумываясь о потомках, и это правда. Залежи нефти и газа, производимые Землей на протяжении одного миллиона лет, человечество тратит за год. Эти источники энергии относятся к невозобновляемым, так как, сгорев однажды, они исчезают. И следующего образования угля, нефти и газа можно ожидать только через несколько сотен миллионов лет. Из-за этого нарушается энергетический баланс энергии на Земле, так как соотношение получаемой энергии и той, которая отдается в космос, должно быть уравновешено.

В результате такого быстрого уничтожения запасов образуются газы, которые препятствуют возврату в космос избытка солнечной энергии. Поэтому наша планета становится все теплее, то есть создается парниковый эффект. Он настолько может изменить мировой климат, что произойдет увеличение площади пустынь, разразятся опустошающие ураганы, растает лед на полюсах и, как следствие, поднимется уровень моря и множество побережий окажутся под водой.

Определение энергии

Если вас попросят: «Дайте определение энергии», — можно смело отвечать, что энергия — это субстанция, которая никуда не исчезает, может лишь накапливаться и трансформироваться, переходя из одного вида в другой. Например, растения требуют света, они превращают солнечную энергию и накапливают ее. Эту энергию они отдают людям и животным в виде съедобных продуктов. Люди и животные, получив энергию от растений, превращают ее в другие виды энергии, например в мышечную силу. С другой стороны, все добытые из коры земли энергетические запасы созданы из останков животных и растений, которые жили много миллионов лет назад, под действием давления и высокой температуры в коре Земли. При сгорании их также освобождается энергия, которая происходит от Солнца.

Единицы измерения энергии

Энергия – это величина, измеряемая в джоулях, единицах, названных в честь английского физика Джеймса Джоуля. Джоуль – очень маленькая частица энергии, например, энергия, которую выделяет при охлаждении чашка кофе, равняется 100 000 джоулей. Поэтому для удобства количество энергии выражают в килоджоулях и мегаджоулях. Чтобы узнать, сколько энергии вырабатывается в конкретную единицу времени, используется еще она единица измерения – ватт, называемая единицей измерения мощности. Для примера можно взять человеческий организм. Интересно, что во время нормальной жизнедеятельности человека его мощность равняется мощности электрической лампочки (примерно 100 ватт). Сердце обычно работает с мощностью 3 ватта, что отвечает мощности карманного фонарика. Прогресс не стоит на месте, и сегодня машины во много раз увеличили возможности человеческой силы. Один маленький трактор мощностью 50 киловатта делает работы больше, чем 100 сильных спортсменов, а мощность реактивного самолета достигает 6 мегаватт.

Энергия: определение, виды, на которые она подразделяется

Суть энергии состоит в свойстве накапливаться и переходить из одного состояния в другое, на этом основываются все человеческие изобретения и открытия.
Энергия подразделяется на потенциальную и кинетическую. Все вещества во Вселенной обладают своей энергией. Если держать камень в руке, он имеет свою потенциальную энергию, то есть энергию покоя, но как только камень отпустить, потенциальная энергия переходит в другой вид энергии — кинетическую, то есть в энергию движения. Можно рассмотреть пример превращения угля в свет. При сгорании некоторого количества угля потенциальная солнечная энергия, которая в нем накопилась, превращается в теплоту. Высокая температура, в свою очередь, заставляет воду испаряться. Кинетическая энергия движения паров передается на ротор турбины, приводя ее в движение. Эта энергия в генераторе превращается в электрическую, которая передается по электропроводам к лампочке. Дальше спираль лампочки нагревается и начинает накаляться, энергия превращается в тепловую. Часть накаленной спирали в вакууме излучает световую энергию, в лампочке загорается свет. Виды энергий могут постоянно меняться, трансформируясь друг в друга.

Вечный двигатель

С тех пор, как только люди начали познавать понятие энергии, они стремятся получить ее с наименьшими потерями. Изобретатели стремятся открыть такой механизм, который вырабатывал бы ее, то есть был бы вечным двигателем, постоянно двигаясь, но при этом не используя энергию. Теорий задумано огромное множество, но, к сожалению, такое изобретение невозможно. Энергию нельзя произвести, можно только освободить накопленную потенциальную и превратить ее в другую форму.

Существует множество форм различной энергии и все они взаимосвязаны друг с другом.

Формы энергии

Энергии бывают «твердыми», источниками которых служат:

• уголь;
• нефть;
• газ;
• атом.

Поскольку для их получения используют полезные ископаемые, они могут навредить окружающей среде.

А существуют еще «мягкие» энергии, например:

• энергия воды;
• энергия ветра;
• биоэнергия;
• солнечная энергия.

Трансформация энергии

Энергию движения можно превратить в электрическую , электрическую — в световую и тепловую, солнечную – в электрическую, химическую – в тепловую и т.д. Но общее количество энергии остается всегда неизменным. Например, при движении автомобиля часть энергии при сгорании бензина превращается в энергию движения, а часть — в тепловую, которая не исчезает, а выделяется в окружающую среду. Часть этой тепловой энергии можно использовать для обогрева салона с помощью радиатора печки. Когда в автомобиле заканчивается бензин, это значит, что у него закончились энергетические ресурсы. Но ученый бы выразился по-другому: он бы сказал, что энергия трансформировалась. Фундаментальное утверждение современной науки — это закон сохранения энергии. Энергию нельзя создать или уничтожить, она лишь изменяет свою форму. Это значит, что силы энергии, которые существуют во Вселенной, присутствуют в ней с самого начала и будут присутствовать, пока не исчезнет сама Вселенная. Не существует такой машины, которая бы выделяла больше энергии, чем использует, поэтому вечный двигатель невозможно изобрести. Превращение энергии происходит по тем же законам, что и течение реки: всегда только в одном направлении.

КПД энергии

Превращение энергии из одной формы в другую всегда сопровождается потерей теплоты, и чем меньше эти потери, тем лучше используется эта энергия, и тем экономнее сама машина. Например, велосипедист 95% своей физической силы превращает в физическую энергию и только 5% идет на тепловые остатки от работы велосипеда. Соотношение между потраченной энергией и полученной называется коэффициентом полезного действия. У велосипедиста он равен 95%, а у автомобиля он составит всего 25%, потому что только эта часть идет на приведение машины в движение, а остальная – тепловые излишки.

Энергия воды

Вода имеет огромную силу, она одолевает долины и горы, проделывает путь через самые немыслимые преграды. Недаром в народе говорят: «Вода камень точит». Чтобы добыть энергию из воды, ее необходимо приручить. В большинстве случаев для этого строят плотины и дамбы, которые преграждают путь в море потоку, накапливают воду, создавая искусственные водоемы. В таком виде вода имеет потенциальную энергию.

Биологическая энергия

Биоэнергия – это энергия растений, относится к обновляемым видам энергии. Растения получают свою энергию непосредственно от Солнца и для всего живого на земле растения – самый важный источник энергии и продуктов питания. Под влиянием света растения вырабатывают из углекислого газа и воды, которые находятся в воздухе, богатый энергией водород. Животные и люди проходят более сложный путь, ведь они не могут, как растения, синтезировать еду самостоятельно. Они обходными путями все равно возвращаются к растениям, чтобы в виде продуктов питания получить от них накопленную энергию. Множество животных и большинство людей питаются не только растениями, но и мясом животных, которые тоже питались растениями. Живой организм может существовать только в том случае, если с пищей он получает больше энергии, чем тратит на ее приобретение.

Атомная энергия

Самая знаменитая научная формула изобретена немецким физиком Альбертом Эйнштейном. Ее содержание: энергия – это масса, умноженная на квадрат скорости света. Формула утверждает, что масса есть не что иное, как форма энергии. Из этого следует, что можно превратить энергию в материю и рассчитать, сколько энергии из этого превращения получится. Первым практическим результатом этого превращения стали атомные бомбы, которые в конце Второй мировой войны были испытаны над японскими городами. Крошечное количество материи урана трансформировали в огромное количество разрушающей энергии. И хотя только седьмая часть превратилась в энергию, разрушающее действие ее было ужасным. Ударная волна и тепловое излучение уничтожили города, сотни тысяч жителей умерли из-за радиоактивного излучения.

Силу атома пытаются сегодня приручить на атомных электростанциях. Здесь ядерная реакция происходит не в виде взрыва, а как постепенная отдача теплоты. При этом радиоактивное излучение стараются тщательно изолировать с помощью специальных защитных кожухов.

Откуда берется столько энергии при расщеплении атома? Дело в том, что суммарная масса двух новых атомов, которые возникли в процессе расщепления, намного меньше, чем изначального атома. Отсутствующий остаток материи превратился в энергию, количество которой огромно. Процесс расщепления ядра является основой для создания атомного оружия и атомных реакторов. Задача заключается в получении мирной энергии атома. Для этого необходимо откорректировать цепную реакцию его расщепления так, чтобы не состоялся взрыв. Для этого реакцию необходимо замедлить, в качестве таких замедлителей используют водород или воду. Они тормозят процесс проникновения потока нейтронов в ядерный реактор, вылавливают нейтроны, пропуская только необходимое для медленного распада количество.

Возникает множество споров по поводу использования атомных электростанций. С одной стороны, чтобы обеспечить развитие нашей цивилизации на высоком техническом уровне, необходимо использовать атомный источник энергии. С другой стороны, производство атомной энергии довольно опасно. Радиоактивное излучение – это побочная энергия, которая выделяется при расщеплении атома. Его нельзя ни увидеть, ни услышать, оно не имеет вкуса и запаха, но оно смертельно опасно для всего живого. Примером стал взрыв на Чернобыльской АЭС. В окружающую среду были выброшены огромные дозы радиации, тысячи людей погибли, получив лучевую болезнь, десятки тысяч болеют и умирают от рака, из района радиации переселены целые города. А за радиоактивные отходы атомных станций потомки могут расплачиваться на протяжении тысячи лет. Самые современные защитные разработки не могут гарантировать полной защиты атомных электростанций. Слишком много зависит от человека, а ему свойственно ошибаться.

Солнечные батареи

Единственной безопасной атомной электростанцией является Солнце, потому что оно находится от нас на расстоянии 150 миллионов километров. Можно ли превратить энергию Солнца непосредственно в электрическую? Да, такая возможность существует, и реализуется она с помощью солнечных батарей. Такая техника была создана всего несколько десятилетий назад, но уже успешно используется.