Il y a deux siècles, le système de mesure de la chaleur reposait sur l'idée que l'énergie thermique est conservée et ne disparaît nulle part, mais se déplace simplement d'un endroit à un autre. Nous utilisons toujours les règles suivantes : Pour mesurer la quantité de chaleur, faisons...

Types d'énergie - types d'énergie connus de l'humanité

Le concept d'« énergie » est défini comme une mesure de diverses formes de mouvement de la matière et comme une mesure de la transition du mouvement de la matière d'une forme à une autre. En conséquence, les types et types d'énergie se distinguent selon les formes de mouvement de la matière. L'homme gère différents types d'énergie. En fait, l’ensemble du processus technologique consiste en la transformation d’un type d’énergie en un autre. Au cours du parcours technologique, l'énergie est convertie à plusieurs reprises d'un type à un autre, ce qui entraîne une diminution de sa quantité utile en raison des pertes et de la dissipation dans l'environnement.

Types d'énergie connus aujourd'hui

• Mécanique
• Électrique
• Chimique
• Thermique
• Lumière (rayonnante)
• Nucléaire (atomique)
• Thermonucléaire (Fusion)

De plus, nous connaissons d'autres types d'énergie dont les noms ont une signification descriptive plutôt que physique, comme l'énergie éolienne ou l'énergie géothermique. Dans de tels cas, la forme physique de la nature de l’énergie est remplacée par le nom de sa source. Il est donc plus correct de parler de l'énergie mécanique du vent, de l'énergie du flux éolien ou de l'énergie thermique des sources géothermiques. Sinon, le nombre de pseudo-énergies peut être multiplié indéfiniment, inventant l'énergie des déchets, l'énergie de l'hydrogène, l'énergie mentale ou l'énergie vitale et l'énergie de la main. En combinant le mot « énergie » avec des objets spécifiques, nous privons cette connexion de sens physique. Il est impossible de mesurer la quantité d’énergie psychique ou d’énergie de la volonté. Tout ce qui reste est une indication que l’objet possède une sorte d’énergie, mais nous ne savons pas de quelle sorte. Il s'avère que le texte ou le discours est jonché d'un mot qui ne porte pas de charge sémantique, car chaque objet est porteur d'énergie et il est inutile de le mentionner. Et par analogie avec l'énergie de la pensée, la masse de la pensée, la longueur, la largeur et la hauteur de la pensée, ainsi que sa densité, devraient apparaître. En bref, de telles phrases sont une preuve évidente de la stupidité et de l'analphabétisme de l'auteur ou de l'orateur.

Notions physiques liées à la définition du mot « énergie »

Mais revenons aux véritables concepts physiques associés à la définition du mot « énergie ». Les types d’énergie énumérés ci-dessus sont connus de l’homme et ont été utilisés par lui tout au long de l’histoire de la civilisation. La seule exception est l'énergie de désintégration atomique, obtenue seulement au début du 20e siècle. Ainsi, nous utilisons encore aujourd’hui de l’énergie mécanique pour faire du vélo, utiliser des horloges à pendule ou soulever et abaisser des charges avec une grue. L'énergie électrique nous est connue depuis l'Antiquité sous la forme de la foudre et de l'électricité statique. Cependant, ce type d'énergie n'a commencé à être largement utilisé qu'au 19ème siècle, lorsque la colonne Voltaïque a été inventée - une batterie à courant continu et. Cependant, même dans les temps anciens, les gens connaissaient et utilisaient ce type d’énergie, mais pas partout. On connaît des bijoux et des objets de culte égyptiens anciens dont le revêtement ne pouvait se faire que par électrolyse. - peut-être le type d'énergie le plus courant et le plus utilisé, tant dans l'Antiquité que de nos jours. Un feu, des charbons, un brûleur, des allumettes et bien d'autres objets associés à la combustion reposent sur l'énergie de l'interaction chimique de la matière organique et de l'oxygène. Aujourd’hui, la « combustion » de haute technologie s’effectue dans et, dans et. Cependant, les appareils tels que les turbines et les moteurs à combustion interne ont un mauvais intermédiaire entre la matière première (énergie chimique) et le produit final (énergie électrique). Malheureusement, l'efficacité des moteurs thermiques est faible et les limites ne sont pas imposées par le matériau, mais par la théorie. Car la limite est de 40%. Le corps humain et tous les animaux fonctionnent sur la base d'interactions chimiques, d'énergie chimique. En mangeant des plantes, nous recevons d'elles l'énergie des liaisons chimiques formées grâce à l'absorption de l'énergie solaire. Autrement dit, indirectement, une personne se nourrit également de l’énergie solaire, tout comme tous les êtres vivants sur Terre s’en nourrissent. Le soleil est l’énergie sans laquelle il n’y aurait pas de vie sur notre planète. Presque tous les types et types d'énergie, à l'exception de l'énergie atomique et thermonucléaire, peuvent être considérés comme secondaires par rapport à l'énergie solaire rayonnante. L'énergie mécanique des marées, ainsi que l'énergie thermique des sources géothermiques, ne sont pas non plus associées au rayonnement solaire.

L'énergie thermonucléaire est à la base du travail de notre luminaire central - le Soleil

Cela signifie que l’énergie solaire, à son tour, est un produit de l’énergie de fusion thermonucléaire libérée dans les profondeurs du Soleil. Ainsi, la grande majorité des types d’énergie que nous utilisons sur Terre ont leur principal ancêtre sous la forme d’énergie de fusion thermonucléaire. L’énergie nucléaire ou atomique est le seul type d’énergie qui ne fait pas partie du cycle énergétique naturel « standard ». Avant l'avènement de l'homme, la nature ne connaissait pas (à de rares exceptions près) les processus de désintégration ponctuelle et massive des noyaux atomiques avec libération d'une énorme énergie. L'exception est le « réacteur atomique » naturel africain - un gisement de minerais d'uranium, où se produisent des réactions de désintégration atomique avec le chauffage des roches environnantes. Cependant, dans la nature, la désintégration atomique dure des millions d’années, car les demi-vies de l’uranium et du plutonium sont très longues. Et bien que de nombreux autres atomes, outre l'uranium et le plutonium, soient également sujets à la désintégration atomique, en général, ces processus ne provoquent pas de changements significatifs dans la matière environnante par unité de temps. L’homme a modifié l’équilibre énergétique de la planète en faisant exploser des bombes, en construisant des centrales nucléaires, en brûlant du pétrole, du gaz et du charbon. Bien sûr, des processus similaires se sont produits avant l’homme, mais ils se sont étalés sur des millions d’années. Des météorites sont tombées, des forêts ont brûlé, du dioxyde de carbone a été libéré des marécages et de l'épaisseur des océans de la planète, et l'uranium s'est désintégré. Mais lentement - en petits volumes par unité de temps.

Sources alternatives

Aujourd'hui, les types d'énergie alternatifs et alternatifs se développent activement. Cependant, ces mêmes mots contiennent déjà une attitude erronée envers le mot « énergie ». En qualifiant les sources d’énergie d’« alternatives », nous les opposons aux sources « traditionnelles » – charbon, pétrole et gaz. Et cela est compréhensible. Mais quand nous disons « énergie alternative », nous disons des bêtises, car différents types d’énergie existent en dehors de nos désirs. Et on ne sait pas vraiment quelle est l’alternative à l’énergie éolienne, car elle existe tout simplement. Ou quelle est l’alternative à l’énergie solaire et thermonucléaire de notre étoile. Quoi qu’il en soit, nous l’utilisons, et il est étrange de le qualifier d’alternative, puisqu’il n’existe pas d’alternative. Dans les milliers d’années à venir, nous n’abandonnerons pas l’énergie solaire, puisque tout l’écosystème de la planète repose sur elle. Les mots « types d’énergie non traditionnels », « types d’énergie renouvelables » ou « types d’énergie respectueux de l’environnement » semblent tout aussi étranges. Quel type d’énergie est traditionnel ? Comment renouveler tel ou tel type d’énergie ? Comment vérifier l'énergie pour la propreté de l'environnement ? Il est plus raisonnable et plus correct d'évoquer la « tradition », la « renouvelabilité » et le « respect de l'environnement ». Alors tout deviendra immédiatement clair et compréhensible. Et puis, après avoir trié les relations de cause à effet, vous pouvez commencer la recherche. Des types non traditionnels de sources d’énergie peuvent être facilement trouvés en étudiant la nature et le monde qui nous entoure. Vous y trouverez du fumier pour le chauffage, du foin et un générateur utilisant la force musculaire.

Les sources d'énergie renouvelables ne devraient être recherchées que dans l'environnement des processus naturels

Il n'y a pas tellement de processus similaires et ils sont tous associés au mouvement de la matière autour de la planète - terre, eau, air, ainsi qu'aux activités des organismes vivants. Bien qu'à proprement parler, il n'existe pas de sources d'énergie renouvelables, puisque notre principale « batterie » - le Soleil - a une durée de vie limitée. Et pour rechercher des sources respectueuses de l'environnement, il faut d'abord définir clairement les critères de respect de l'environnement, car en effet, toute intervention humaine dans le bilan énergétique de la planète provoque des dommages à l'environnement. À proprement parler, il ne peut y avoir de sources d’énergie respectueuses de l’environnement, car elles auront de toute façon un impact sur l’environnement. Nous ne pouvons que réduire cette influence au minimum, ou la compenser. Dans ce cas, les éventuels effets compensatoires doivent être réalisés dans le cadre d'un modèle prévisionnel analytique global.

Le soleil joue un rôle exceptionnel dans la vie de la Terre. Le monde organique tout entier de notre planète doit son existence au Soleil. Le soleil n’est pas seulement une source de lumière et de chaleur, mais aussi la source originelle de nombreux autres types d’énergie (pétrole, charbon, eau, vent).

Constante solaire - la quantité d'énergie solaire arrivant sur une surface de 1 mètre carré, déployée perpendiculairement aux rayons du soleil dans l'espace.

Le soleil est notre étoile. En étudiant le Soleil, nous découvrons de nombreux phénomènes et processus qui se produisent sur d’autres étoiles et qui sont inaccessibles à l’observation directe en raison des énormes distances qui nous séparent des étoiles.

Le soleil est la principale source d’énergie sur terre et la cause profonde qui a créé la plupart des autres ressources énergétiques de notre planète, telles que les réserves de charbon, le pétrole, le gaz, l’énergie éolienne et hydraulique, l’énergie électrique, etc.

L'énergie du Soleil, qui est principalement libérée sous forme d'énergie rayonnante, est si grande qu'elle est même difficile à imaginer. Il suffit de dire que seulement un deux milliardième de cette énergie atteint la Terre, mais il s'agit d'environ 2,5 * 10 18 cal./min. Par rapport à cela, toutes les autres sources d’énergie, tant externes (rayonnement de la lune, des étoiles, rayons cosmiques) qu’internes (chaleur interne de la Terre, rayonnement radioactif, réserves de charbon, de pétrole, etc.) sont négligeables.

Le Soleil est l'étoile la plus proche de nous, qui est une énorme boule de gaz lumineuse dont le diamètre est environ 109 fois le diamètre de la Terre et son volume est environ 1 million 300 mille fois supérieur au volume de la Terre. La densité moyenne du Soleil est d'environ 0,25 celle de notre planète.

Puisque le Soleil n'est pas une boule solide, mais une boule gazeuse, il faut parler de ses dimensions de manière conditionnelle, c'est-à-dire les dimensions du disque solaire visible depuis la Terre.

L'intérieur du soleil n'est pas observable. Il s'agit d'une sorte de chaudron atomique aux proportions gigantesques, où se déroulent des réactions nucléaires complexes sous une pression d'environ 100 milliards d'atmosphères, au cours desquelles l'hydrogène est transformé en hélium. Ils sont la source de l'énergie solaire. La température à l’intérieur du soleil est estimée à 16 millions de degrés.

Chaînes trophiques. Concepts de base, éléments.

1. Définition des notions « chaîne alimentaire », « niveau trophique », « consommateurs ». Au sein d'un écosystème, les substances organiques contenant de l'énergie sont créées par des organismes autotrophes et servent de nourriture (source de matière et d'énergie) aux hétérotrophes. Exemple : un animal mange des plantes, cet animal peut à son tour être mangé par un autre animal, et l'énergie peut également être transférée à travers un certain nombre d'organismes - chacun des organismes suivants se nourrit du précédent, qui lui fournit des matières premières et de l'énergie. Cette séquence est appelée chaîne alimentaire, et chacun de ses liens est niveau trophique(Trophos grec - nourriture). Consommateurs: primaire - se nourrit des producteurs primaires, c'est-à-dire ce sont des herbivores ; inconvénients secondaires. - se nourrissent d'herbivores, ce sont donc des carnivores ude, ainsi que des cons. tertiaires, mangeurs de cons. deuxième ordre.

2 . Les organismes vivants qui participent à la biocénose dans un écosystème ne sont pas les mêmes quant à la spécificité de leur assimilation de matière et d'énergie. Contrairement aux plantes et aux bactéries, les animaux ne sont pas capables de réactions de photo- et de chimiosynthèse, mais sont obligés d'utiliser l'énergie solaire indirectement - via la matière organique créée par les photo- et chimiosynthétiques. Ainsi, dans la biocénose, se forme une chaîne de transfert séquentiel de matière et de son énergie équivalente d'un organisme à un autre, ou ce qu'on appelle la chaîne trophique (du grec «trophe» - je mange).

Étant donné que les plantes construisent leurs organismes sans intermédiaires, elles sont appelées autotrophes ou autotrophes. Étant autotrophes, ils créent de la matière organique primaire à partir de matière inorganique, ils sont producteurs. Les organismes qui ne peuvent pas construire leur propre substance à partir de composants minéraux utilisent la matière organique créée par les autotrophes et la consomment comme nourriture. On les appelle hétérotrophes, ce qui signifie « nourris par les autres », ainsi que consommateurs (du latin « consumo » - je consomme). Les carnivores utilisent des protéines animales avec un ensemble spécifique d'acides aminés. Ce sont aussi des consommateurs, mais contrairement aux herbivores, ils sont des consommateurs secondaires, ou de second ordre. Mais même là, la chaîne trophique ne se termine pas toujours, puisqu'un consommateur secondaire peut servir de source de nutrition à un consommateur de troisième ordre, etc. Mais dans une chaîne trophique, il n'y a pas de consommateurs supérieurs au cinquième ordre en raison de la dissipation d'énergie.

Lors de l’alimentation, des « déchets » apparaissent à tous les niveaux trophiques. Les plantes vertes perdent partiellement ou totalement leurs feuilles chaque année. Une partie importante des organismes meurt constamment pour une raison ou une autre. En fin de compte, la matière organique créée d’une manière ou d’une autre doit être partiellement ou totalement remplacée. Ce remplacement s'effectue grâce à un maillon particulier de la chaîne trophique : les décomposeurs (du latin « réduction » - retour). Ces organismes - principalement des bactéries, des champignons, des protozoaires, de petits invertébrés - au cours de leur activité vitale, décomposent les restes organiques de tous les niveaux trophiques des producteurs et des consommateurs en substances minérales. Les minéraux, ainsi que le dioxyde de carbone libéré lors de la respiration des décomposeurs, retournent aux producteurs.

Différentes chaînes trophiques, à leur tour, sont interconnectées par des liens communs, formant un système très complexe appelé réseau trophique.

La chaîne trophique dans une biogéocénose est en même temps une chaîne énergétique, c'est-à-dire un flux cohérent et ordonné de transfert d’énergie solaire des producteurs vers tous les autres maillons. Le flux d'énergie à travers un écosystème peut être mesuré à différents points de l'écosystème, établissant ainsi la quantité d'énergie solaire contenue dans la matière organique formée lors de la photosynthèse ; quelle quantité d’énergie contenue dans la matière végétale peut être utilisée par l’herbivore ; quelle quantité de cette énergie l'herbivore parvient-il à utiliser avant d'être mangée par le carnivore, et ainsi de suite, d'un niveau trophique à l'autre.

Ou dans ses profondeurs. Par exemple, dans de nombreux pays sous-développés, le bois est brûlé pour chauffer et éclairer les maisons, tandis que dans les pays développés, diverses sources de combustibles fossiles sont brûlées pour produire de l'électricité. Les combustibles fossiles sont des sources d'énergie non renouvelables. Leurs réserves ne peuvent pas être reconstituées. Les scientifiques étudient désormais les possibilités d'utiliser des sources d'énergie inépuisables.

Combustibles fossiles

Le charbon et le gaz sont des sources d'énergie non renouvelables qui ont été formées à partir des restes de plantes et d'animaux anciens qui vivaient sur Terre il y a des millions d'années (plus de détails dans l'article « »). Ces combustibles sont extraits de la terre et brûlés pour produire de l'électricité. Cependant, l’utilisation des énergies fossiles pose de sérieux problèmes. Au rythme actuel de consommation, les réserves connues de pétrole et de gaz seront épuisées dans les 50 prochaines années. Les réserves de charbon dureront 250 ans. Lorsque ces types de combustibles sont brûlés, des gaz se forment, sous l'influence desquels se produit un effet de serre et des pluies acides.

Énergie renouvelable

À mesure que la population augmente (voir article « »), les gens ont de plus en plus besoin d'énergie et de nombreux pays se tournent vers l'utilisation de sources d'énergie renouvelables - solaire, éolienne, etc. L'idée de les utiliser est très populaire, car ce sont des sources respectueuses de l'environnement, dont l'utilisation ne nuit pas à l'environnement.

Centrales hydroélectriques

L’énergie hydraulique est utilisée depuis de nombreux siècles. L'eau transformait des roues hydrauliques, qui étaient utilisées à diverses fins. De nos jours, d’immenses barrages et réservoirs sont construits et l’eau est utilisée pour produire de l’électricité. Le débit de la rivière fait tourner les roues des turbines, convertissant l'énergie de l'eau en électricité. La turbine est reliée à un générateur qui produit de l'électricité.

La terre en reçoit énormément. La technologie moderne permet aux scientifiques de développer de nouvelles méthodes d’utilisation de l’énergie solaire. La plus grande centrale solaire du monde a été construite dans le désert californien. Il couvre pleinement les besoins énergétiques de 2 000 foyers. Les miroirs reflètent les rayons du soleil et les dirigent vers la chaudière à eau centrale. L'eau y bout et se transforme en vapeur, qui fait tourner une turbine reliée à un générateur électrique.

L’énergie éolienne est utilisée par l’homme depuis des milliers d’années. Le vent gonflait les voiles et faisait tourner les moulins. Pour utiliser l'énergie éolienne, une grande variété d'appareils ont été créés pour produire de l'électricité et à d'autres fins. Le vent fait tourner les pales d'un moulin à vent, qui entraînent un arbre de turbine relié à un générateur électrique.

L'énergie atomique est l'énergie thermique libérée lors de la désintégration des plus petites particules de matière. Le principal combustible utilisé pour produire de l'énergie atomique est contenu dans la croûte terrestre. Beaucoup considèrent l’énergie nucléaire comme l’énergie de l’avenir, mais son application pratique pose de sérieux problèmes. Les centrales nucléaires n’émettent pas de gaz toxiques, mais elles peuvent créer de nombreux problèmes car le combustible est radioactif. Il émet des radiations qui tuent tout. Si les radiations pénètrent dans le sol ou dans l’eau, elles ont des conséquences catastrophiques.

Les accidents de réacteurs nucléaires et les rejets de substances radioactives dans l'atmosphère constituent un grand danger. L'accident de la centrale nucléaire de Tchernobyl (Ukraine), survenu en 1986, a entraîné la mort de nombreuses personnes et la contamination d'une vaste zone. Les déchets radioactifs menacent toute vie depuis des milliers d’années. Ils sont généralement enterrés au fond de la mer, mais les cas d'enfouissement de déchets en profondeur sont également fréquents.

Autres sources d'énergie renouvelables

À l’avenir, les gens pourront utiliser de nombreuses sources d’énergie naturelles différentes. Par exemple, dans les zones volcaniques, des technologies sont en cours de développement pour utiliser l'énergie géothermique (chaleur provenant de l'intérieur de la Terre). Une autre source d’énergie est le biogaz produit par les déchets en décomposition. Il peut être utilisé pour chauffer les maisons et chauffer l’eau. Des centrales marémotrices ont déjà été créées. Les barrages sont souvent construits à l’embouchure des rivières (estuaires). Des turbines spéciales, entraînées par le flux et le reflux des marées, produisent de l'électricité.

Comment fabriquer un rotor Savonia :

Le rotor Savonia est un mécanisme utilisé par les agriculteurs d'Asie et d'Afrique pour fournir de l'eau pour l'irrigation. Pour fabriquer votre propre rotor, vous aurez besoin de quelques punaises, d'une grande bouteille en plastique, d'un bouchon, de deux joints, d'une tige de 1 m de long et 5 mm d'épaisseur et de deux anneaux métalliques.

Comment faire:

1. Pour fabriquer les lames, coupez le haut de la bouteille et coupez-la en deux dans le sens de la longueur.

2. À l'aide de punaises, fixez les moitiés de la bouteille au bouchon. Soyez prudent lorsque vous manipulez les boutons.

3. Collez les joints sur le couvercle et insérez la tige dedans.

4. Vissez les anneaux au socle en bois et placez votre rotor face au vent. Insérez la tige dans les anneaux et vérifiez la rotation du rotor. Après avoir choisi la position optimale pour la moitié de la bouteille, collez-les sur le bouchon avec une colle forte hydrofuge.

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Les principales sources d'énergie utilisées par l'homme.

La principale source d'énergie utilisée par les autotrophes est le Soleil. Au sens figuré, les autotrophes sont les soutiens de famille de la biosphère : non seulement ils se nourrissent eux-mêmes, mais ils nourrissent également (avec leur corps) les autres. C'est pourquoi on les appelle producteurs. La biomasse qu'ils créent est dite primaire.

Les principales sources d'énergie dans les raffineries de pétrole sont la chaleur, la vapeur et l'électricité. Pour obtenir tous les types d'énergie, jusqu'à 6 % du pétrole raffiné est consommé, et la moitié de cette quantité est brûlée dans les centrales thermiques et l'autre moitié dans les fours tubulaires des installations technologiques. À cet égard, l’un des problèmes les plus importants du traitement du pétrole et du gaz consiste à accroître l’efficacité technique et économique de tous les processus technologiques.

Lignes d'émission de certains lasers.| Les raies d'émission de certains lasers sont faiblement ou modérément absorbées dans l'atmosphère.

La principale source d'énergie pour tous les processus se produisant dans la biosphère est le rayonnement solaire. L'atmosphère entourant la Terre absorbe faiblement le rayonnement à ondes courtes du Soleil, qui atteint principalement la surface de la Terre. Une partie du rayonnement solaire est absorbée et diffusée par l'atmosphère. L'absorption du rayonnement solaire incident est due à la présence d'ozone, de dioxyde de carbone, de vapeur d'eau et d'aérosols dans l'atmosphère.

La principale source d’énergie stockée dans l’adénosine triphosphate (ATP) est le glucose. Dans les cellules, le glucose, à l'aide de systèmes enzymatiques, subit d'abord une division sans oxygène en deux molécules d'acide lactique CH3CH (OH) COOH. L'énergie libérée lors de la dégradation d'une molécule de glucose pendant la glycolyse est accumulée dans deux molécules d'ATP nouvellement formées. Selon les besoins, l'ATP est hydrolysé en adénosine diphosphate (ADP) et en acide phosphorique, libérant environ 10 kcal d'énergie thermique. L'acide lactique subit une décomposition supplémentaire de l'oxygène lors de réactions redox successives en dioxyde de carbone et en hydrogène, qui, à son tour, est oxydé par l'oxygène atmosphérique en eau. L'énergie libérée dans ce cas est dépensée pour la régénération de l'ATP, c'est-à-dire pour l'ajout du troisième résidu d'acide phosphorique à l'ADP. À la suite de la dégradation complète de deux molécules d'acide lactique, une énergie suffisante est libérée pour la synthèse de 36 molécules d'ATP à partir de l'ADP.

La principale source d'énergie sur Terre est le Soleil.

Les principales sources d'énergie consommées par l'industrie sont les combustibles fossiles et leurs produits, l'énergie hydraulique, la biomasse et le combustible nucléaire. Les énergies éolienne, solaire, marémotrice et géothermique sont utilisées dans une bien moindre mesure. Les réserves mondiales des principaux types de combustibles sont estimées entre 1,28 et 1 013 tonnes de combustible, dont 1,12 à 1013 tonnes de charbon fossile, 7,4 à 111 tonnes de pétrole et 6,3 à 111 tonnes de gaz naturel.

La principale source d'énergie (chaleur) dans le processus de nitruration est la réaction de nitruration, qui fournit jusqu'à 96 % de l'apport énergétique total. L'électricité fournie lors du chauffage du four ne représente que 2 à 3 % de l'apport énergétique total.

La principale source d’énergie atteignant la Terre est le Soleil. Le rayonnement solaire se forme à la suite d'une interaction intense avec la matière dans les couches supérieures du Soleil et est en équilibre avec elle. Le rayonnement électromagnétique du Soleil peut être caractérisé par deux températures : l'énergie, déterminée par la loi de Stefan-Boltzmann, et la température spectrale, déterminée par la loi de Wien. Pour le rayonnement à l’équilibre, ces températures sont égales. Un indicateur de déséquilibre de rayonnement peut être la différence entre les températures énergétiques et spectrales. À mesure que l’on s’éloigne de la surface du Soleil, la température énergétique diminue, mais la température spectrale reste inchangée. Ainsi, le déséquilibre du rayonnement augmente avec la distance au Soleil. Par conséquent, à mesure que l’on s’éloigne du Soleil, des conditions plus favorables sont créées pour les processus d’auto-organisation qui se produisent dans des conditions de non-équilibre. En revanche, la complexité des systèmes formés dépend de la température. À mesure que la distance au Soleil augmente, la température diminue, il existe donc une certaine distance optimale à laquelle des systèmes d'une complexité maximale peuvent se former. Le niveau d'auto-organisation du système est déterminé par le degré d'écart par rapport à l'état d'équilibre et le niveau de complexité. Dans le système solaire, la combinaison la plus optimale de ces paramètres s’observe à des distances correspondant à l’orbite terrestre. Ainsi, dans le système solaire, le plus haut niveau d’auto-organisation peut être atteint sur Terre.

Les principales sources d'énergie dans les formations sont la pression de l'eau marginale, de l'eau de fond, du gaz et du bouchon du gaz ; pression du gaz dissous dans le pétrole au moment de la libération du gaz de la solution ; la gravité; l'élasticité de la formation et du pétrole, de l'eau et du gaz qui la saturent. Ces forces peuvent se manifester séparément ou ensemble.

Les principales sources d'énergie dans les formations sont la pression de l'eau marginale, de l'eau de fond, du gaz de couverture, la pression du gaz dissous dans le pétrole au moment de la libération du gaz de la solution, la gravité, l'élasticité de la formation et le pétrole, l'eau. et du gaz le saturant. Ces forces peuvent se manifester séparément ou ensemble. Ainsi, les ressources énergétiques d'une formation pétrolifère sont caractérisées par la pression qui y règne. Plus la pression est élevée, plus, toutes choses égales par ailleurs, les réserves d'énergie sont grandes et plus le gisement de pétrole peut être pleinement exploité.

La principale source d'énergie dans l'industrie, l'agriculture et d'autres secteurs de l'économie nationale est le carburant. Selon son état physique, le combustible est divisé en solide, liquide et gazeux.

Les principales sources d'énergie de l'humanité étaient la force musculaire des humains et des animaux de trait, et le bois et les excréments d'animaux domestiques étaient utilisés pour chauffer les maisons et préparer la nourriture. Cependant, la part du bois et du charbon de bois était importante et la force musculaire des humains et des animaux était toujours utilisée.

Les sources d’énergie actuellement consommées ne sont en aucun cas inépuisables. À cet égard, il convient de réfléchir sérieusement à la manière dont nous obtiendrons l'énergie de demain - dans 50 ou 100 ans. L'énergie, c'est le chauffage, l'éclairage, les transports. Ce sont des produits industriels et agricoles. La population mondiale augmente. Des centaines de millions de personnes qui souffrent aujourd’hui de la faim et de la pauvreté veulent – ​​et elles en ont parfaitement le droit – échapper à cet état. Cependant, tout cela nécessite non seulement du temps, des efforts, de l'argent, mais aussi une quantité d'énergie suffisante.

La Revue statistique des Nations Unies a publié des estimations des ressources énergétiques sur la planète. Il s'est avéré qu'avec la croissance actuelle de la demande énergétique, il y aura suffisamment de réserves minérales, environ :
- le charbon jusqu'en 2500 ;
- le pétrole jusqu'à 21h00 ;
- le gaz naturel jusqu'en 2035.
Toutefois, les données statistiques ne racontent pas toute l’histoire des ressources en matières premières. Par exemple, il est plus facile d’extraire, de stocker et de transporter du pétrole que d’extraire et de transporter du charbon. De plus, il existe différentes qualités d’huile. Le pétrole de certains gisements ne contient pas d’impuretés nocives qui doivent être éliminées. Le pétrole des autres nécessite une purification coûteuse. Il est plus facile d’extraire le pétrole des puits situés sur le continent, mais plus difficile et plus coûteux de l’extraire des fonds marins. Mais dans la mer, dans des zones côtières relativement peu profondes, de nombreux gisements riches ont été découverts.
Il existe deux autres types d'énergie : le nucléaire et l'hydroélectricité. L'utilisation de ces types d'énergie pour résoudre des problèmes difficiles liés à la satisfaction de la demande énergétique est associée au niveau de développement de la science et de la technologie. Les ressources hydroélectriques sont pratiquement inépuisables, mais la quantité d’énergie que l’eau peut fournir est limitée par des obstacles techniques. S’il était possible d’utiliser les courants marins à des fins énergétiques, la part de l’hydroélectricité dans la couverture de la demande énergétique serait bien plus élevée.
Il en va de même avec l’énergie nucléaire. Les centrales nucléaires de conception antérieure, dans lesquelles la source d'énergie est la désintégration radioactive de l'uranium, ne résoudront pas le problème, ne serait-ce que parce que les gisements d'uranium explorés ne dureront que jusqu'au milieu de ce siècle. Un problème encore plus important dans le domaine de l’énergie nucléaire consiste à garantir sa sécurité pour les personnes et l’environnement. Malheureusement, la communauté internationale n’a pas encore élaboré une orientation stratégique unifiée pour le développement de cette industrie importante.
Il existe des sources d’énergie qui ne sont que peu utilisées par l’humanité. Cela s'applique principalement à l'énergie solaire.
La Terre en reçoit du soleil une quantité colossale, environ 170 000 fois supérieure à notre demande. Un mètre carré de Terre éclairé par le soleil reçoit environ un kilowatt d'énergie. Si nous couvrions plusieurs centaines de kilomètres carrés de désert avec des convertisseurs d’énergie solaire suffisamment productifs, cela suffirait à satisfaire pleinement la demande d’un grand pays hautement développé.
Il reste deux problèmes non résolus qui freinent l’utilisation de l’énergie solaire. Tout d’abord, cette énergie ne vient pas constamment. Le deuxième problème reste la dissipation de l’énergie solaire. Et bien qu'il y en ait beaucoup, la quantité d'énergie qui peut être obtenue dans des endroits individuels s'avère très faible, de sorte qu'elle peut être largement utilisée. Il faut donc d’une manière ou d’une autre collecter cette énergie et la rendre adaptée à une utilisation plus intensive.
Dans les pays où il existe de nombreuses zones ensoleillées tout au long de l'année, principalement aux États-Unis, en Australie, en France et au Japon, les systèmes de chauffe-eau solaires sont utilisés depuis longtemps pour les besoins domestiques ordinaires. Leurs plaques d'eau chaude noires spéciales sont visibles sur les toits des maisons.
De même, l’énergie solaire est utilisée pour alimenter les unités de climatisation, dont il est difficile de se passer dans les pays chauds. De tels appareils, alimentés par l'énergie solaire, fonctionnent avec beaucoup de succès. Plus il fait chaud dehors, mieux ils rafraîchissent la pièce. Les cuiseurs solaires, les appareils de dessalement de l’eau de mer et autres appareils fonctionnant à l’énergie solaire ne sont peut-être plus le fruit de l’imagination, mais ils ne sont pas encore produits à grande échelle.
La direction la plus prometteuse est la conversion directe de l’énergie solaire en énergie électrique conventionnelle. Des cellules solaires sont utilisées à cet effet. Leur principal avantage est l'absence de pièces et de mécanismes mobiles dans la conception : rien ne fuit, ne brûle et ne s'use pratiquement pas. Ce serait un moyen idéal de recevoir de l'énergie gratuite (après tout, le soleil ne facture pas les factures d'électricité) sous la forme la plus pratique, si...
Si, premièrement, les cellules solaires étaient moins chères qu’aujourd’hui, et deuxièmement, s’il était possible de « capter » les rayons du soleil 24 heures sur 24. Seulement dans ce cas, d’immenses « plantations de cellules solaires » fourniraient de l’électricité aussi bien par temps nuageux que la nuit.
Résoudre tous ces problèmes est certes très difficile, mais possible. Grâce aux développements technologiques et aux améliorations de la production industrielle, les cellules solaires pourraient devenir moins chères et leurs immenses « plantations » ne doivent pas nécessairement être installées au sol. Les projets avancés par certains scientifiques et ingénieurs, spécialistes de ces questions, bien qu'ils ressemblent à des récits de science-fiction, il est fort possible qu'ils soient mis en œuvre bien plus tôt qu'on ne le pense.
Selon l'un de ces projets, un « champ de cellules solaires » devrait couvrir la surface d'un satellite situé à une altitude d'environ 35 000 kilomètres au-dessus de la surface de la Terre dans le plan équatorial et en orbite autour de la Terre dans le sens de sa rotation chaque 24 heures. Autrement dit, un tel satellite nous semble être situé immobile au-dessus de la Terre. Les convertisseurs situés sur le satellite pourraient avoir une puissance de 3 000 à 20 000 mégawatts. L'électricité pourrait être envoyée sur Terre à l'aide d'un faisceau de rayons à très haute fréquence. Convertir cette énergie en courant électrique industriel et l’envoyer est une affaire beaucoup moins compliquée.
Selon un autre projet, présenté par l'académicien soviétique et scientifique N.N. Semenov, autrefois lauréat du prix Nobel, de tels champs énormes de batteries solaires peuvent être placés sur la Lune et l'énergie résultante peut être envoyée sur Terre à l'aide d'un faisceau laser.
Un autre groupe d'ingénieurs russes a proposé de placer des centrales éoliennes à une altitude de dix kilomètres au-dessus de la surface de la Terre, en utilisant les courants d'air à vitesse constante qui existent à cette altitude. Il a été proposé de soulever ces centrales dans les airs à l'aide de ballons fixés au sol par des câbles en fibres synthétiques solides et flexibles.
À première vue, tous ces projets peuvent paraître complètement incroyables. Mais l'histoire de la technologie est riche en inventions diverses, qui semblaient d'abord complètement incroyables, puis difficiles à mettre en œuvre, puis mises en œuvre uniquement à une échelle limitée et, enfin, ont trouvé une large application et sont devenues tout à fait évidentes pour tout le monde.
Si les résidents islandais, à une échelle relativement limitée, utilisent l'eau chaude des geysers pour chauffer les appartements, alors pourquoi ne pas penser à utiliser d'immenses piscines d'eau chaude souterraine pour leurs besoins énergétiques, dont plusieurs dizaines sont disponibles dans les territoires d'Extrême-Orient de la Russie.
Cela semble-t-il vraiment si fou, exprimé il y a quelques années, que l'idée de pomper de l'eau dans le sol à une profondeur suffisante afin d'utiliser la température existant à l'intérieur de la terre pour créer quelque chose comme des geysers artificiels ?
Nous pouvons supposer avec beaucoup d’optimisme que l’humanité parviendra à faire face aux difficultés énergétiques. Si ce n’est dans un an, dans dix ans ou plus, peut-être, on développera des sources d’énergie qui semblent aujourd’hui inaccessibles ou très difficiles à utiliser. Cet optimisme repose sur le fait que notre civilisation n’a tout simplement pas d’autre choix. L’humanité devra encore résoudre le problème de l’approvisionnement énergétique.
Nous devons nous rappeler que l'énergie est le pain de la civilisation. Et comme tout pain, il doit non seulement être protégé et apprécié, mais aussi multiplié.