ЕНЕРГОЗБЕРЕЖЕННЯ та ЕНЕРГОЕФЕКТИВНІСТЬ
Четвер, 30.03.2017, 19:34
Меню сайту
Категорії розділу
Тема №1 [13]
Енергія і енергоефективність у світі праці та професії
Тема №2 [10]
Енергоспоживання та екологічні проблеми
Тема №3 [5]
Потенціал енергоефективності у побуті
Тема №4 [2]
Потенціал енергоефективності в галузі
Джерельна база [7]
Рекомендовані інформаційні джерела
Контроль знань [15]
Позаурочна робота [8]
Конкурси, олімпіади, проекти
Статистика

Онлайн всього: 1
Гостей: 1
Користувачів: 0
Головна » Файли » Тема №1

Енергетичні епохи
03.02.2014, 20:20
За час свого існування людство пройшло шлях від задоволення елементарних потреб у їжі та житлі тисячі років тому до задоволення найрізноманітніших матеріальних та духовних потреб сьогодні.
У початковий і дуже тривалий період розвитку суспільства людина сама виконувала енергетичні функції в процесі виробництва, будучи єдиним двигуном інструментів, знарядь і найпростіших технологічних і транспортних машин.
У будь-якій екосистемі сонце дає енергію для підтримання всіх форм життя. Спочатку енергія споживається в процесі фотосинтезу, коли рослини перетворюють енергію світла на хімічну, створюючи джерела живлення для тварин, в тому числі й для людини, яка в цьому сенсі не відрізняється від інших істот в екосистемі. Проте настав поворотний момент, коли людина вперше використовувала неживе джерело, яке було в його розпорядженні в будь-якій необхідній кількості, на будь-який необхідний час, який можна було переносити і повністю контролювати, – вогонь.
Що стосується вогню, то жодні інші організми, окрім гомінідів, не здійснили ані найменшого просування у напрямі його використання. Це найчіткіша розділова лінія між гомінідами й іншими організмами. (Як свідчать вчені, вогонь вперше використовував не Homo sapiens. Існує певне свідоцтво, що вогонь використовувався в печерах у Китаї, в яких принаймні півмільйона років назад мешкав дуже древній вигляд Homo erectus.) Вогонь природним чином з'являється тоді, коли в дерево б'є блискавка, і безперечне перше використання вогню було лише подальшим явищем. Підбирали вогонь від дерева, ураженого блискавкою, живили його деревом, не давали загаснути. Вимерле вогнище на стоянці наводило до серйозної незручності, тому що треба було шукати вогонь, який послужив би для запалення нової костриці, а якщо його було не знайти, незручність перетворювалася на катастрофу. Використання енергії в первісному суспільстві було зовсім іншим, ніж зараз.
Потреби наших давніх пращурів визначалися значною мірою тим, що вони могли розраховувати тільки на силу власних м'язів. Однак завдяки еволюції людина почала створювати спочатку примітивні, а згодом і складніші знаряддя праці, що розширювали її виробничі можливості.
ПОМІРКУЙТЕ! Як наші предки використовували енергію м’язів (мускульну енергію)?
Древні люди використовували свою мускульну енергію, переносячи її і концентруючи за допомогою знарядь. Багато що можна зробити за допомогою коліс, важелів і клинів, якщо навіть за ними лише людські м'язи. Піраміди Єгипту були побудовані таким чином. Навіть до початку цивілізації люди навчилися використовувати м'язи тварин для того, щоб доповнювати свою працю. Це у ряді випадків було кроком вперед від використання сили рабів. Тварини були більш слухняні, ніж люди, і тварини могли їсти їжу, яку люди є б не сталі, так що від них не було збитку харчовому запасу. Нарешті, енергія деяких тварин більш сконцентрована, і вони можуть застосовувати її з більшою силою, чим людина. Ймовірно, найбільш успішно одомашненою твариною з точки зору швидкості і сили був кінь.
До початку дев'ятнадцятого століття люди не могли пересуватися по землі швидше, ніж кінь галоп; і сільське господарство такої країни, як Сполучені Штати, залежало від кількості і здоров'я її коней. Пізніше в тих випадках, коли це уявлялося здійсненним за характером виробничого процесу і було економічно доцільно, функції двигуна були покладені на тварин. Таким чином, початковий період розвитку енергетики характеризується виключним використанням так званої мускульної сили або, точніше, біологічної енергії людини і тварин.
Це - перший щабель розвитку енергетики - період біологічний енергетики, або біоенергетики (мускульної енергетики). Цей період тривав приблизно до VIII-X століть.
ПРАКТИКУМ! Запишіть, як можна використати м’язову енергію в сучасних побутових умовах.
Наступною, другою, епохою у розвитку енергетики стало застосування енергії неживої природи. Першими джерелами цієї енергії, залученими до енергопостачання виробничих процесів, були водні, а дещо пізніше - повітряні потоки, приводили в дію водяні і вітряні колеса. Товари можна було сплавляти на плотах, використовуючи перебіг річки. Вітрила за допомогою вітру могли рухати корабель і проти течії. Водні течії могли бути також використані для обертання водяного колеса, а вітер – для обертання крил вітряного млина. У океанських портах кораблі могли користуватися приливами і відливами для відправки в морі. Всі ці види енергії були, проте, обмежені. Вони або давали лише певну кількість енергії, як робила коня, або були схильні до безконтрольних коливань, що можна віднести до вітру, або були прив'язані до певного географічного місце розташування, як річки з швидкою течією. Ці два види енергопостачання - вітро - та гідроенергетика - характеризують один і той же історичний період розвитку способу виробництва. Вони не лише співпадають по часу переважно, але й однорідні за своєю фізичною сутністю, представляючи собою безпосереднє використання наявних у природі джерел механічної енергії для приведення в рух виконавчих машин. Тому при виділенні якісно відмінної епохи розвитку енергетики доцільно об'єднати споріднені з часу, характером і фізичному змісту гідро - і вітроенергетику, позначивши їх терміном механічна енергетика. Цей період тривав до XVIII століття.
Наступна, третя, епоха розвитку енергетики почалася з використання теплоти як джерела механічної роботи. Теплоенергетика виникла на початку XVIII ст. у приватній формі водопідйомних двигунів і стала швидко розвиватися з кінця XVIII ст. у зв'язку з впровадженням в промисловість і транспорт універсального парового двигуна. Наприкінці XIX ст. теплоенергетика, що є і в даний час кількісно переважаючою, отримала, так само як і гідроенергетика, значний стимул до прискореного розвитку завдяки виробництву електричної енергії. Електрична енергія не береться безпосередньо з природи, а виробляється на теплових, гідравлічних та інших електростанціях. Тому електроенергетика як вторинна енергетика, залучають завдяки своїй транспортабельності і трансформується в інші види енергії, не стала самостійною, незалежною формою енергетики. Вона не замінила первинні теплоенергетику і гідроенергетику, а навпаки, стимулювала їх подальший, вельми прискорений розвиток, знаменуючи разом з ними наступний, четвертий, період розвитку комплексної енергетики.
Новим етапом у розвитку енергетики, що виникла в середині XX ст., стала атомна енергетика, джерелом якої може служити штучно викликаний розпад важких або з'єднання легких ядер атомів. Новим джерелом, і поки що єдиним, є енергія поділу ядер атома, використовувана в реакторах АЕС. Атомна енергія займає одне з провідних місць серед інших енергетичних джерел. За запасами енергії атомні види палива (уран-238 і торій-232) приблизно в 20 разів перевершують усі органічні палива, разом узяті. Це дасть людству на довгий час потужне джерело енергії, необхідне для забезпечення неухильного технічного прогресу. Застосування атомної енергії відкрило нову еру в розвитку науки і техніки та створює передумову для вирішення ряду наукових і технічних завдань, які раніше не вдавалося здійснити. Атомна ера почалася з дня введення в експлуатацію першої в світі атомної електростанції в підмосковному місті Обнінську 27 червня 1954.
ЧИ ЗНАЄТЕ ВИ? Якщо для сучасного океанського судна водотоннажністю
80 000 т залучити в якості двигуна людей, як це робилося у античному світі, то для необхідної потужності 70 000 л. с. буде потрібно понад 2 млн. веслярів (при тризмінній роботі), вага яких без багажу і запасів продовольства в кілька разів перевищить вагу самого судна.
Як ми бачимо, людина, починаючи з прадавніх часів, намагалася задовольнити власні потреби та поліпшити умови існування в світі за рахунок всього, що її оточувало. З розвитком історії коло потреб людини розширювалося, потребуючи все більше та більше природних ресурсів для задоволення цих потреб.
У залежності від потреб людства в енергоресурсах протягом певного історичного проміжку можна виділити наступні енергетичні епохи:
1. Епоха енергії м’язів. Головним джерелом енергії була хімічна енергія їжі, яка перетворювалася в силу м’язів людини, а пізніше приручених тварин, для виконання необхідної роботи. Для задоволення побутових потреб таких, як приготування їжі, плавлення металу і т.п., використовувалася енергія сонця та вогню. У більш пізній період цієї епохи сила м’язів людини примножувалася за рахунок використання простих механізмів та штучного добування вогню терням. Протягом цієї епохи, яка тривала до Х століття, невідновлювані енергетичні ресурси майже не використовувалися і примножувалися.
2. Епоха механічної енергії. Протягом цієї епохи, яка тривала до ХVIII століття, людство почало використовувати механічну енергію відновлюваних енергетичних ресурсів (енергію вітру та річкової води) шляхом використання вітряків та водяних коліс. Використання штучно добутого вогню для пічного опалення дозволило людству заселити холодні кліматичні регіони планети. Протягом цього періоду енергетичні ресурси повністю відновлювалися, а навколишнє середовище майже не зазнавало змін внаслідок діяльності людини.
3. Епоха хімічної теплоенергетики. Розпочалася у ХІХ столітті і триває донині. Основним джерелом енергії стає хімічна енергія згоряння органічних речовин (кам’яного вугілля, нафти, газу тощо). Ця епоха характеризується тим, що людство для задоволення своїх починає використовувати невідновлювані джерела енергії, заклади яких формувалися на Землі протягом мільйонів років, супроводжуючи цей процес тотальним забрудненням навколишнього середовища. Тенденція використання енергетичних ресурсів, що склалася, набула загрозливого вигляду і на початку ХХІ століття гостро постало питання використання відновлюваних (альтернативних) енергетичних ресурсів та скорочення обсягів використання невідновлюваних.
4. Епоха комплексної енергетики. Переважне використання в якості первинної енергії теплової та гідравлічної, а в якості вторинної - електричної енергії.
5. Епоха збалансованої енергетики. Ще не розпочалася, вважається єдиною умовою виживання людства в майбутньому. Головна ідея епохи збалансованої енергетики полягає у використанні людством такої кількості енергії, яку можна отримати при використанні відновлюваної енергії сил природи та космосу, та у приведенні навколишнього середовища у динамічну рівновагу. Основним інструментом переходу з існуючої енергетичної епохи до епохи збалансованої енергетики має збереження енергетичних ресурсів (енергозбереження) у всіх сферах життя людини.
Категорія: Тема №1 | Додав: haychina
Переглядів: 886 | Завантажень: 0 | Рейтинг: 0.0/0
Всього коментарів: 0
Додавати коментарі можуть лише зареєстровані користувачі.
[ Реєстрація | Вхід ]
Вхід на сайт
Кошик
Ваш кошик порожній
Пошук
Друзі сайту
  • uCoz Community
  • uCoz Manual
  • Video Tutorials
  • Official Template Store
  • Best uCoz Websites