Ознакомление с проблемами современной энергетики. Анализ энергии термоядерного синтеза. Рассмотрение видов электростанций. Изучение работы солнечной электростанции - инженерного сооружения для преобразования солнечной радиации в электрическую энергию.
Аннотация к работе
1. Как развивалось понятие об энергии?. Каково современное понятие об энергии В историческом плане, примерно начиная с 1807 г., понятие «энергия» стало постепенно выделяться из многозначного понятия «сила». Особенно активно это понятие стало звучать в тот период, когда «движущая сила огня» начала использоваться в паровых машинах, где тепло от сжигаемого угля превращалось в механическую работу поршня, который перемещался под давлением пара. Несколько ранее интенсивность движения тел оценивали «живой силой» - произведением массы тела m на квадрат скорости w его движения mw2. В 1829 г. француз Г. Кориолис уточняет выражение живой силы, поделив его пополам - mw2/2. Несколько позднее энергию движущей силы стали называть кинетической, а энергию системы, приведенной в «напряженное» состояние - камень поднят над землей и т. п., - потенциальной. К середине ХIХ века получил обоснование закон сохранения количества энергии при взаимопревращении ее видов в изолированных системах - первый закон природы, который точнее можно определить так: нельзя получить что-либо, не оплачивая это. В этот же период в полной мере осознается выдающаяся роль энергии в жизни и развитии человеческого общества, за что присваивают ей романтический титул «царицы мира». Приведем здесь только одно из многочисленных определений, которое принадлежит Ф. Энгельсу: «энергия - это общая скалярная (не зависящая от направления, не векторная. Авторы) мера различных форм движения материи». Заметив, что все виды энергии превращаются в тепло, которое, переходя к более холодным телам, в конечном итоге рассеивается в окружающей среде, излучаясь затем в мировое пространство. Ученые в результате обнаружили «тень» энергии - энтропию - меру рассеяния энергии. По мере изучения этого явления Р. Клаузиусом и другими был сформулирован новый закон - закон снижения качества энергии (возрастания энтропии), ставший позже вторым законом термодинамики: какие бы изменения ни происходили в реальных изолированных системах, они всегда ведут к увеличению энтропии (невозможно помешать выравниванию энергии). Согласно современным представлениям энергия - это общая количественная мера различных форм движения материи. В середине XX в. было установлено важное свойство материи: все ее формы движения превращаются друг в друга в строго определенных отношениях. В большинстве случаев полезная работа совершается только в результате определенных изменений состояния окружающих тел или систем (горения топлива, падения воды и т. п.). Энергией обладают люди и животные, камни и растения, ископаемое топливо и деревья, реки и озера, Мировой океан и т. п. 2. Что означает термин «энергия» ЭНЕРГИЯ - (от греч. ???????? - деятельность) - одно из фундаментальных понятий современной физики, обычно определяемое как способность материальных систем совершать работу при изменении своего состояния и непосредственно связываемое с законом сохранения энергии. Какие признаки положены в основу классификации энергии Основные принципы классификации Прежде всего, в соответствии с их качествами, энергии можно разделить на механические, или физические, жизненные и космические, или универсальные. Основанием для деления на четыре служит следующее обстоятельство: мы можем представить себе определенную шкалу, или последовательность градаций энергий. Есть энергии более низкого и более высокого качества. Под этим я подразумеваю, например, что жизненные энергии относятся к более высокому уровню, чем механические, а космические энергии, в свою очередь, выше по уровню, чем жизненные. При этом, есть определенные характеристики верхней и нижней части класса, которые можно назвать положительной и отрицательной стороной соответствующих энергий. Например, в случае механических энергий, отрицательной стороной является отсутствие формы и организации. К сожалению, я не имею возможности сейчас подробно рассматривать этот вопрос, и мне придется воспользоваться упрощенной схемой. Эта энергия известна нам, как теплота. Теплота есть во всем существующем - в воздухе, в различных телах, планетах и звездах. Интенсивность этой энергии мы называем температурой, и теплота переходит в направлении от большей интенсивности к меньшей. У теплоты отсутствует, как внутренняя, так и внешняя организация. Кроме того, все предметы, стоящие на столе - стаканы, графины с водой - обладают определенным количеством энергии, в силу того, что находятся в так называемом гравитационном поле земли. То же самое относится и к магниту, который притягивает кусочки железа. То же самое относится и к движению планет вокруг солнца. В частности, к этому виду принадлежат химические энергии. Все, что окружает нас - твердые тела, земля и все находящееся на ее поверхности; разного рода жидкости, реки и моря - все удерживается в рамках определенного паттерна именно благодаря связующим энергиям. Иногда, эту энергию называют также свободной, структурной или текучей энергией, но мы будем называть ее пластической, чтобы показать ее непривязанность к конкретным формам. Конструктивная эн