Химическая энергия
Материальными носителями химической энергии являются электронные оболочки и атомов и молекул.
Любое вещество является накопителем химической энергии.
Химическая энергия топлива – нефть, уголь, газ.
Из всей энергии Солнца, попадающей на землю, 1% связан с органическим веществом - фотосинтез.
“Формула Жизни”
свет газ вода кислород углеводы
-
сахар (глюкоза),
- метан
+искра→взрыв
Процесс фотосинтеза: земные растения – 1%, водоросли – 10%.
На Земле сложились условия аккумулирования химической энергии.
Химическая энергия – это преобразованная ЭМ энергия Солнца.
Транспортировка
Газопроводы, трубопроводы, ёмкости.
Преобразование химической энергии соединение энергетического вещества с окислителем.
Бензин 42МДж/кг
Потребность воздуха – 14.8=>λ=1[кг/кг].
Богатая смесь >14.8, бедная смесь<14.8
,
1тонна угля – 1 тонна условного топлива
КПД мышцы η=0.5
Сокращение происходит за счёт притягивания электростатическими силами электрических зарядов молекул.
КПД топливных элементов η=0.6-0.7
Соотношение массы водорода и кислорода 1:8.
Ядерная Энергия
Источник – радиоактивные вещества, ядра которых неустойчивы.
период
полураспада
лет.
При распаде 1 ядра выделяется
эV
энергии. В реакторах с замедлителем
уран выделяет тепло 9,8 Вт/г.
При критической массе урана 20кг
произойдет взрыв- цепная реакция деления.
Pu(плутоний) – искусственное вещество. Для Pu критическая масса 8 кг. При синтезе (водородная бомба) критической массы нет, поэтому мощность водородной бомбы выше.
Задача
ДВС приводит во вращение генератор.
Бензин 0.4кг/кВтчас – 7руб/кг
Дизельное топливо 0.25кг/кВтчас – 3.5руб/кг
Подсчитать экономию при замене бензина на дизель.
Экономия: 1кВтчас бензина – 0.4*7=2.8руб/кВтчас, 1кВтчас дизеля – 0.25*3.5=0.9руб/кВтчас.
2.8-0.9=1.9руб/кВтчас.
Вопросы по курсу “Методы Преобразования Энергии”
Виды энергии, единицы измерения, матрица преобразования видов энергии.
Механическая энергия твёрдых тел, газа, жидкости: преобразование качества, потенциальная и кинетическая энергия.
Потери механической энергии и методы их снижения. Коэффициент полезного действия преобразователя энергии.
Волновые и колебательные движения – энергетические процессы в них, резонансные явления в механических системах.
Источник механической энергии, методы её транспортировки и накопления.
Источник тепловой энергии, методы её транспортировки и накопления.
Термодинамический КПД тепловой машины. Двигатели внутреннего и внешнего сгорания.
Энтропия, статический вес, закон увеличения энтропии. Системы охлаждения и обогрева.
Источники электрической энергии и методы её транспортировки и накопления.
Уравнение Максвелла и их использование в преобразователях и накопителях электрической энергии: трансформаторы, конденсаторы, индуктивности.
Движение тел с переменной массой, реактивный двигатель: тяга, скорость.
КПД реактивного двигателя, принцип многоступенчатой ракеты.
Сверхпроводимость и её использование в преобразователях энергии.
Химическая энергия: источники транспортировка и накопление.
Электрохимические источники и накопители электроэнергии: элементы и аккумуляторы.
Электрохимические процессы в человеческом организме. Преобразование химической энергии в механическую в живом организме.
Электрохимические топливные элементы. Принцип водородной энергетики.
Атомная энергия. Взрывной характер использования энергии деления и синтеза ядер.
Атомная энергия и её использование в атомных теплоэлектроцентралях и в радиоизотопных источниках.
Атомная энергия: источники, транспортировка, хранение.
Электромагнитная энергия поля: источники, транспортировка, хранение.
Преобразование энергии солнечного света в электрическую энергию.
Обеспечение безопасности при работе с радиоактивными материалами и с источниками излучения.
Преобразование электрической энергии в пьезоэлектрических кристаллах.
Методы повышения КПД преобразования энергии света солнечными элементами.
Лазеры и активные материалы с инверсией населённости. Накопление и излучение когерентного электромагнитного излучения.