Күннің, атомның энергиясын пайдалану

Пән: Физика
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 7 бет
Таңдаулыға:

Жоспар:

1. Күннің, атомның энергиясын пайдалану.

2. Энергияның альтернативті көздері. Сутекті энергетика.

3. Тірі және тірі емес табиғатта экология-химиялық процестерді зерттеудің экспериментальді әдістері және қоршаған орта объектілерін бақылау әдістері

Күн сәулесінің энергиясын тікелей пайдаланатын қондырғы

Күн - энергияның іс жүзінде сарқылмайтын көзі болып табылады. Оны тікелей немесе жанама, яғни фотосинтездің өнімдері, судың айналымы, ауа массаларының қозғалысы және т. б. арқылы пайдалануға болады.

Адамзат ертеден бастап күннің энергиясын пайдаланған. Кейін келе космостық дәуірде ғалымдар жартылай өткізгіштен жасалынған күн батареясын пайдаланып, электр энергиясын ала бастады. Күн батареясын өзіне түскен күн саулесінің 5-6%- тің тікелей электр энергиясына айналдырады. Күн батареясы кремнийден жасалады, кремний біздің жер қойнауымызда өте мол болғанымен одан кристалдар алу оңайға соқпайды, батареяға қажетті элементтерді дайындағанда да көп қаржы жұмсалады. Күннің энергиясын арзан алуымыз үшін, күн батареясын жасайтын элементтер алатын энергиямыздан бірнеше ондаған есе арзан болуы қажет. Егер ондай арзан болмаса, ол энергиядан пайда жоқ.

Қазіргі кездегі ең қуатты күн батареясының пайдалы әсер коэффициенті 11-16%-ке тең. Яғни өте аз екендігі көрініп отыр. Оңтүстік аудандарда күндіз жердің квадрат метріне қуаттылығы 0, 7-1, 1 КВт күн энергиясы түседі. Ал солтүстік аудандарда бұданда кем. Бұл жұмыста күннің энергиясын (жуыну, кішігірім жер бөліктеріне т. с. с) тікелей пайдалану үшін құрастырылған қондырғы ұсынылып отыр. Оңтүстік аудандарда, жер үйлерде немесе саяжайларда жылу суды пайдалануға қойылған күннің энергиясын максимал жұтуы үшін ыдыстардың сырты қара бояумен боялғанын көруге болады. Егер ыдыстың беті ашық болса, ондағы су тез суыйды. Сондықтан ыдыстың беті жабық болу қажет. Жылы суды пайдаланғанда ол ыдыстың төменгі жағынан (табанынан) алынады. Физиканың заңына сүйенетін болсақ, жылы су ыдыстың бет жағында орналасқан, өйткені судың температурасы 4℅ максимал.

Химиялық энергияның тікелей механикалық энергияға өтуі. Мұндай процестер тірі жандарда кездесетіні бәрімізге белгілі. Энергетикалық бұлшық еттердің жұмысына өтуі. Өкінішке орай бұл процестердің табиғаты әлі белгісіз.

Геотермалдық энергия. Жердің кез-келген нүктесінен 10-15км тереңдікте температура бірнеше жүздеген градусқа жетеді. Бірақ біз оны жеткізіп алуымыз үшін техникалық қиындықтарға тап боламыз. Жер құрамындағы заттардың жылу өткізгіштігі нашар болғандықтан жылу жердің бетіне шықпайды. Мұндай тереңдіктегі энергияны бізге жеткізетін жылу өткізгіштігі өте көп материал жоқ.

Гидроэнергия. Жоғарыдан құлайтын судың потенциалдық энергиясының механикалық энергияға өтуін пайдаланамыз (қалақшаны айналдырады) .

Жел энергиясы. Энергетикалық ағын тығыздығының аз болғандығынан, өзін-өзі ақтамайды.

Қазіргі кезде адамның материялдық жағдайын, Республикамыздың экономикасын көтеретін негізі, анықтайтын негізгі фактор энергия болып табылады. Энергия алу, оны сақтау және түрлендіру процестерін физикалық заңдылықтармен, соның ішінде энергияның сақталу заңы арқылы зерттеледі. Энергияның сақталу заңын пайдаланып қай жылдары энергетикалық кризиске ұшырайтындығымызға болжам жасауға болады.

Қазір негізгі энергетикалық ресурстар ретінде торф, мұнай, табиғи газ, көмір пайдаланып келеді. Бұл заттардағы энергия бірнеше жылдарғы химиялық, биологиялық процестердің нәтижесінде жиналған. Табиғи энергияның қоры бірнеше ондаған жылдардан соң таусылады. Сондықтан энергияның басқа түрлерінің түрін таппасақ, адамзаттың материалдық жағдайы төмендейді. Адамзаттың қолданатын энергиясы екіге бөлінеді:

Біріншісі: Тұрмыстық энергия. Бұл энергия мұздатқыштарды, теледидарды, шаңсорғыш, жарық алу үшін т. с. с. пайдаланылатын энергиялар жатады. Тұрмыстық энергияның қуаты КВт өлшенеді.

Екіншісі: Өндірістік энергия. Бұл энергия тұрмыстық энергиядан неғұрлым үлкен, оның қуаты МВт-пен өлшенеді.

Қарастырылып отырған энергияның барлық түрлері бір күйден екінші күйге түрленгенде энергияның сақталу заңына бағынады. Алатын энергияның тығыздығы, энергия тарайтын ортаның қасиетімен шектеулі. Материалдық ортағы энергияның ағыны мына шартты қанағаттандыру қажет:

U< ט F /2/

Мұндағы: u -деформацияның таралу жылдамдығы, F-энергияның тығыздығы.

Егер газды ортаны алсақ:

U=AT ^1/2 p

А - газдың молекулалық қасиетіне тәуелді коэффициент.

Т - газдың температурасы, р - газдың қысымы.

Электроқозғағыштағы статормен ротордың арасындағы тангенциалды күш магнит өрісінің энергиясымен анықталатын болғандықтан

U=α H ² /4π* ט

Мұндағы: альфа - генератордың құрылысына тәуелді шама.

Электростатикалық генератор үшін энергия ағынының тығыздығы мына формуламен анықталады:

U=αE ² /4π* ט

Мұндағы: Е - электр өрісінің кернеулігі.

Атом электр станциясы. Жер қойнауындағы уранды дұрыс пайдалансақ (оның қоры бірнеше мыңдаған жылдарға жетеді) . Атом энергиясы ең тиімді және қуатты энергия болып табылады. Оның да техникалық қиындылықтары бар:

Уранның ыдырауынан шыққан қалдықтар радиоактивті болғандықтан оны сақтаудың шешілмеген техникалық қалдықтары бар.
Ірі атомдық электростанцияның қоршаған ортаға тигізетін қаупі мол. Авария болған жағдайда сыртқа шыққан радиоактивті заттар бірнеше жүздеген квадрат метрдегі тірі жандарды құртады.
Плутонидің таралуын қамтамасыз етеді. Плутонидің жер шарында таралуы, химиялық қаруды бақылауын қиындатады. Кез-келген мемлекет немесе жеке топтар плутониді ұстап, ядролық қару жасауына болады.

4. V көлемдер температура артқанда Те, Ti электрондар мен иондардың беретін қуаты Ра мына формуламен анықталады.

P _{a =} VnK Te-Ti / Pi _eg

Көбіне күн энергиясын жинау әр түрлі коллекторлардың көмегімен жүргізіледі. Қазіргі кезде көптеген елдерде (Иран, АҚШ, Израиль және т. б. ) жылумен, ыстық сумен қамтамасыз етуде күн энергиясын пайдаланады. Парниктерде қарапайым құрылғылардың көмегімен күн энергиясын жинауға болады. Тәуліктің жарық кезеңінде жылуды жинау үшін беттік ауданы мен жылу сыйымдылығы жоғары материалды орналастырады. Олар: тастар, су, металл жинайды, ал түнде бөліп шығарады, мұндай құрылғылар Ресейдің, Қазақстанның, Орта Азияның оңтүстік бөліктерінің теплицаларында кеңінен қолданылады.

2. Энергияның альтернативті көздері. Сутекті энергетика.

Күнді электр энергиясын өндіруде пайдалануға болады. Күн энергиясын электр энергиясына айналдыру фотоэлементтердің көмегімен жүзеге асырылады. Бірақ фотоэлементтерді қолданудың қиындығы олардың өте қымбат болуы мен үлкен аудан алуына байланысты. Күн радиациясына бай елдерде шаруашылықтың жекеленген салаларын толық күн энергиясымен электрификациялау жоболары жасалған. Мұндай энергияны пайдалану жоғары дәрежедегі экологиялығына байланысты дәстүрлі жолмен алынған энергиядан пайда болып шығады.

Күн энергиясын электр энергиясына айналдырудың екінші жолын, бұл - турбогенераторды қозғалысқа келтіретін суды буға айналдыру процесі. Бұл жағдайда күн сәулелерін жинайтын көптеген линзалар бар энергомұнаралар және арнайы күн тоғандары жасалады.

Күн энергиясын фотосинтез немесе биомасса арқылы алуға болады. Фотосинтез энергиясын алудың ең қарапайым жолы -органикалық затты жағу. Өнеркәсіптік даму жолына түспеген елдер үшін бұл негізгі әдіс болып табылады. Бірақ органикалық затты басқа отын көзіне айналдыру жолын пайдаланғанда алдымен осы экологиялық жағынан тиімді түрге, яғни органикалық затты биогазға не этил спиртіне айналдырып алу қажет.

Ертеден келе жатқан энергия көзі ретінде желдің ерекше жүздеген жылдан бері жел механикалық энергия көзі ретінде қолданылып келеді. Бірақ оны электр энергиясына алуда пайдалану тек соңғы жылдарда ғана қызығушылық туғыза бастады. Зерттеулер жел двигательдерінің үнемі жел тұрып тұратын аудандарда жергілікті халықтың энергияға деген қажеттілігін қамтамасыз ете алатынын көрсетті. Бірақ ірі жел құрылғылары бағасының қымбаттығына, қатты шу мен вибрацияға байланысты өзін ақтамайды. Жел турбиналарын, жеке үйлерді, энергияның қажеттілігі үлкен емес, шағын өнеркәсіп орындарын қамтамасыз етуде қолдануға болады. Жел энергиясын пайдалану жұмыстарын Канадада, Нидерландыда, Данияда, Швецияда, Германияда және т. б. елдерде жүргізілуде.

Теңіз, мұхит және термалдық сулардың энергетикалық ресурстарын пайдалану. Теңіздер мен мұхиттардың су массалары энергетикалық ресурстарға бай. Оларға судың толысуы мен қайтуы, теңіз ағыстарының энергиясы, сонымен қатар әр түрлі тереңдіктердің температураларының градиенті жатады. Бұл энергияны өндіру бағасының қымбат болуына байланысты қазір өте аз мөлшерде қолданылуда.

Дүние жүзінде қазір 2-3 толысу -қайту электростанциялары жұмыс істейді. Мұндай электростанциялардың аз болуы тек өндірілетін энергияның қымбаттылығына ғана емес, сондай-ақ жоғары дәрежеде экологиялық болмауына да байланысты. Электростанцияларды салу кезінде бұғаздар паштинамен жабылады, ал бұл ағзалардың тіршілік ету жағдайларын өзгертеді.

Мұхит суларынан энергия өндіру үшін әр түрлі тереңдіктегі сулардың температура градиентін пайдалануға болады. Осы энергияны өндіруге арналған құрылғыларды пайдалану қазір тек сынақ кезеңдерінде.

Термоядролық энергия. Қазір атом энергетикасында энергия көзі және ыдырау өнімі ретінде радиоактивті элементтер қолданылады. Ядролық энергетиканың негізгі экологиялық мәселесі де осыған байланысты туындайды.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.