Zdroje energie

l.kapitola- Zdroje energie

Formy energie a ich premena.
-Aké formy energie existujú a ako sa premieňajú.
Pre naše potrebz je celkom 5 foriem energie
-mechanická –elektromegnetická –tepelná- chemická – jadrová

Všeobecne najznámejším procesom je premena chemickej energie na tepelnú pri ktorej pri speľovaní paliva vzniká teplo.
Mnohoraké formy energie a ich premenu možeme zahrnúť do tabuliek a doplňať ich v rôzných piatich formách navzájom v ich kombinácii.

Mechanická elektromagnetická tepelná chemická jadrová
Mechanická
Elektromagnetická
Tepelná
Chemická
Jadrová

Mechanická .energia sa spája s rôznymi druhmi zariaden.Poznáme dva druhe energie-potenciálna energiu a kinetickú energiu.

*na vytvorenie potenciálnej energie je potrebná práca v podobe gravitačnej energie, ktorá priťahuje závažie k zemi ,kde sú dôležité dva faktory sila a dráha.
• kinetické energia vyniká premenou potenciálnej energie napr.padajúca voda na turbíny,

Kmitanie a vlnenie
Je to premena potenciálnej energie na kinetickú,no nemnusí táto preneba porebehnuť ideálne.Ak napr,lopta sa odrazí od podložky do dlane a neskôr môže sa premena viacnásobne opakovať.

Podobná premena vyniká z prechodu potenciálnej energie na kinetickú a to zmenou krajných polôh.

Pri hojdačke okrem kinetickej energie vznikne aj energia tepelná,ktorá vzniká trením medzi sa pohybujúcimi časťami.materiálov.

Základný zákon zachovania energie—je, že každý úbytok energie sa musíobjaviť v inej forme,
Energia je nezničiteľná a možno ju komplikovanými zmenami meniť z jednej formy na druhú.

Energie kmitov: je druh energie,ktorý je striedavo potenciálna a kinetická./kyvadlo/
Premena kinetickej energie na energiu kmitov,striedavo energie kinetická a potenciálna po jej rozptýlení v v podobe enrgie tepelnej vzniknú vlny.

Elektromagnetická energia:
Dôvod a pôvod vzniku je premena v rámci elektromagnetickej energie kmitanie a vlnenie sa premení v určitých odlišnostiach – v elektrónoch ,drobné častice hmoty,v štruktúre.vyniká tak elektrický prúd-jednosmerný,striedavý 5o Hz, vlnenie s vyššími kmitočtami -elektromagnetické vlnenie.Toto vlnenie sa trocha líši od mechanického vlnenia aq blíži sa k rýchlosti svetla.
-vysokofrekvečné rádiové kmitočty 1000 MHZ, ,mikrovlny 109 až 1015 Hz,
-infračervené 1012 až 1015 Hz,z rozžeravených objektov,
UV a gamea žiarenie,rentgenové žiarenie
Fialové a červené viditeľné žiarenie 1015Hz. Uvedené časti pektra sa so zvyšujúcou výškou kmitočtu sú závislé priamo od ich vlnovej dlžky.
Michael Faraday sfunkčnil proces pozostavajúci z elektromagnetov,premenou z elktromagnetickej energie na mechanickú a to Generátorom.

Tepelná energia:Základný ohrev slnečný,ohrev spaľovaním palív,
-teplota:je určená meraná veličina ktorá je merateľná no nemá nič spoločné s množstvom energie.
Žiraenie prichádza zo slnka vo forme tepelnej energie a žiarenia. Pokrýva taký kmitočtový rozsah,ktorý zodpovedá určitej teplote/slnko/vyššia teplota / napr.Zem-nižšia teplota.
Práca molokúl:-medzi časticami látok navzájom.

Chemická energie:
Je to energia viazaná v stavbe molekúl jednotlivých látok.Poznáme asi 100 chemických prvky sú zložené z atómov spojené chemickými väzbami. Počas chemických reakcii dochádza k uvolneniu energie. Týmito zmenami sa zaoberá –termochémia.

Palivá a a fotosyntéza :Látky ktoré reagujú so vzduchom sa okysličujú pri horení uhlia vzniká horením C s kyslíkom vzniká CO2.

Fotosyntéza: opačný proces, kde rastliny pohlcujú CO2 a vzniká viazaný C v stenách rastlín tieto sú kolobehom putovania C v prírode.

Chémia a elektromagnetizmus:
Spaľovania a fotosyntéza sú protichodné reakcie.
Pri fotosyntéze sa vplyvom slnečného žiarenia a elektromagnetického žiarenia vhodného frekvenčného rozsahu vzniká fotochémia. Vzniká dodania alebo odovzdania energie.

Elektrochémia: Vplyv elektrickej energie v roztokoch rozkladá chemické prvky a zlúčeniny Elektrolýza/ alebo opačne môže chemickú energiu ukladať v článkoch.

Životné procesy:
Biochémia skúma procesy v živej a mrtvej hmote. Tieto procesy sú nezvyčajne zložité, citlivé a premenlivé. Metabolizmus je premena stravy na energiu.V genetike stavba DNA buniek.

Rádioaktivita:
Každý prvok je charakterizovaný atómovým nábojom .elektrónmi v obale a protónmi vo vnútri jadra. Jadro môže obsahovať určité množstvo neutrónov a čím sa mení hmotnosť jadra vznikajú rozličné izotopy jedného a toho istého prvku. Rozlišujeme ich podľa hmotnostného čísla uhlíka.12C.-najbežnejší izotop uhlíka, nasledujúci je C 14 lebo C-14.

Štiepenie:
Niketoré ťažké prvky sa rozkladajú nielen rádioktívitou ealebo aj štiepením.Kde je princíp fugovania jadrovej elektrárne.
Princíp: Do jadra niektorých štiepných materiálov –izotopov uránu U 235 alebo plutónia 239PU narazí neutron a rozloží jadro na dve rovnaké časti s hmotnostným číslom 120 a na neurony s obrovským množstvom energie.

Termojadrová syntéza: fúzia:Pri štiepení ťažkých prvkov sa uvolnuje nergia pretože prvky stredne ťažké sú stabilnejšie ako prvky ťažké. Avšak prvky stredne ťažké sú stabilnejšie ako prvky ľahšie/ myslené s atómovým číslom/ a preto pri ich zlučovaní fúzii sa uvolňuje energia.
.Fúzia ľahkého prvku vodíka na hélium je primárným zdrojom slnečnej energie a nevzniká pri tom rádioaktivita ale je potrebná vysoká teplota./teplota slnka/

2.Jednotky energii:
Medzinárodná jednotka je J /joule/Všetky zdroje energie sa merajú v J.Výkon P ,jednotkou je W/vatt/ .Intenzita procesu sa vyjadruje v J /sec a výkon sa meria vo W.

Základná mechanická jednotka: J /joule/
Potenciálna energia je vyjadrením v /J/ a je to množstvo energie vyjadrené súčinom hmotnosti v kg a gravitačného zrýchlenia.ms-2 Potenciálna energia: m x g x h

Energiu l J zvýši potenciál náboja o 1C /coulomb o l volt.
Prúd o intenzite 1A predstavuje lC /s.
Výkon vo vatoch /W/ t.j. je to súčin napätia /V/ a prúdu/V/ v spotrebiči.
Výkon W = napätie V x A el. prúd

Elektrická energia:
Výkonová zaťažiteľnosť:W alebo kW
Celkové množstvo energie závisí od času /hodiny,minúty/.Spotrebič s výkonom 1 kW= 1000W =1000J/sec.Čas je počítaný v sec

Tepelná energia:
Je meraná v J /jouloch/a v minulosti sa merali takto:
-metrická jednotka kaloria –zvýšenia teploty vody o hmotnosti lg vody o lst.C .
-britská jednotka BTU - energia potrebná na zvýšenie teploty vody o 1F.

Chemická energia:
Je to merania množstva energii v J - meranie výhrevnosti palív.

3. Koľko energie sa využíva v súčasnosti a koľko je jej potenciálne k dispozícii.
Zásoby:
Ropy je 1,5 x 10 22 J
Zemný plyn 1 x 1022J
Uhlie: 3 x 1023J
Jadrové palivá:3 x 1030J

Množstvo spotrebovanej energie za l rok je približne 5 TW a pri spotrebe 10 kV na obyvateľa je 100TW.