Web design by Aleksey D. Zolotarenko | Contact Us




предыдущая страница                                              следующая страница


Від насосів до потягів

Коли ми спалюємо вугілля або дрова, то одержуємо тепло. Але як тепло – одна із форм енергії – перетворюється в механічну енергію, придатну для здійснення роботи?



Ідея машини Ньюкомена полягала в тому, що вода нагрівалася і кипіла, а пара під тиском подавалася в циліндр із поршнем всередині. Коли пара під великим тиском потрапляла всередину, вона відразу намагалася вирватися з циліндру, і єдиним виходом для неї було штовхати поршень, обертаючи таким чином вал насоса. Якби поршень був з’єднаний з колесом, а не з насосом, колесо б крутилося. Саме так і працював двигун першого паровоза «Ракета», винайденого у 1814 р. Джорджем Стефенсоном.

Внутрішнє згоряння замість пари

У паровому двигуні Ньюкомена вогонь горів зовні котла, полум’я лизало його оболонку, нагріваючи і випаровуючи воду в ньому. Це було надто марнотратно, тому що значна частина тепла втрачалася, а конструкція двигуна була громіздка. Через деякий час з’явився більш компактний двигун внутрішнього згоряння, той самий, котрий працює в сучасних автомобілях.
Новий двигун виявився більш складним за конструкцією, тому що тепло повинно було вироблятися в серії дуже швидких спалахів – один спалах на один хід поршня. Пара вже не підходила, і для досягнення успіху треба було з’єднати в циліндрі два гази, утворивши вибухову суміш, яка б при розширенні рухала поршень і обертала колеса. Повторюючи такі вибухи з частотою приблизно 50 разів на секунду, можна змусити автомобіль рухатися.
У двигуні внутрішнього згоряння застосовують суміш кисню і пари бензину. Іскра провокує вибух, і в результаті гази (продукти згоряння), значно гарячіші, ніж холодні кисень і пара бензину, розширюються і намагаються зайняти якомога більший об’єм. І знову ж, рухати поршень – єдиний спосіб зробити це. Поршень у свою чергу обертає колінчатий вал, який передає рух колесам.

Електроенергія

Чи задумувалися ви над тим, як багато пристроїв у вашому будинку використовують електроенергію? Електричні лампочки, телевізор, музичний центр і холодильник – перше, що приходить на думку. Але не варто забувати і про кавоварку, фен, міксер, м’ясорубку або кухонний комбайн. В офісі або на іншому робочому місці безліч задач виконують комп’ютери, що використовують електроенергію, і найчастіше до кожного з них приєднаний принтер, який також використовує електроенергію. Але ж ще існують електричні друкарські машинки, телетайпи, електронні ваги і багато чого іншого. В усьому світі робота, яка раніше виконувалася на заводах людьми, тепер усе частіше доручається роботам. І якщо на банківському документі є факсимільний підпис, то велика ймовірність того, що вона була поміщена туди електричною машиною – протектографом. Більшість згаданого об’єднує одне – вони або приводяться в дію електричним мотором або ще якимось чином залежать від нього.
Людину, яка винайшла у 1888 р. електричний мотор змінного струму – попередника нинішніх моторів, звали Нікола Тесла. Малоймовірно, що наша потреба в електроенергії коли-небудь почне зменшуватися. Тому ми повинні знати, яким чином виробляється електроенергія.
Сьогодні, як і в показових проектах XIX ст., одержання електричної енергії засновано на використанні вугілля. У 1866 р. Йохан фон Сіменс винайшов динамо-машину, здатну перетворю¬вати теплову енергію вугілля, що спалюється, в електроенергію. Згоряючи, вугілля нагрівало повітря, яке, розширюючись, із силою штовхало поршень, змушуючи його обертати ротор, на якому були навиті проводи. При обертанні витка проводу в магнітному полі в ньому виникав електричний струм. Принцип динамо-машини дотепер залишається одним з основних способів одержання електроенергії, яку ми використовуємо для приведення в рух моторів, від яких так залежимо, не говорячи вже про пристрої на зразок лампочок і телевізорів, де моторів немає.
Електроенергія – чудовий і гнучкий носій енергії, але все-таки не варто губити навколишнє середовище заради наших пральних машин або офісного устаткування. Тому ми повинні знайти спосіб виробляти електроенергію, не забруднюючи навколишнє середовище.

предыдущая страница                                              следующая страница





ЕНЕРГЕТИЧНО-ЕКОЛОГІЧНА РЕЗОЛЮЦІЯ


Оскільки країни світу борються за поліпшення своїх стандартів життя і, таким чином, вони в довгостроковій перспективі повинні збільшувати своє енергоспоживання на додаток до всіх відповідних зусиль по енергозбереженню;
оскільки на даний час основним джерелом енергії є викопне паливо;
оскільки запаси викопного палива вичерпні і зрештою закінчаться, а зниження виробництва очікується вже на початку XXI століття;
оскільки поміркованість вимагає спланувати і розпочати перехід до майбутньої енергетичної системи з використанням викопних ресурсів, що залишились, (та інших традиційних ресурсів, таких як атомна енергія і т. д.), для того щоб зміни були плавними і зайняли приблизно півсторіччя або близько того;
оскільки розсудливо зберегти запаси копалин, що зменшуються, для задоволення непаливних потреб (таких як мастила, синтетичні волокна, пластики та добрива), для яких може не знайтися гідної заміни;
оскільки продукти згоряння викопного палива заподіюють усе зростаючої шкоди нашій біосфері (єдиному відомому нам місцю у Всесвіті, де можливе життя) і всьому живому через забруднення, кислотні дощі, СО2 і канцерогени;
оскільки продукти згоряння і їхній згубний вплив не мають національних меж;
оскільки конче важливо зберегти біосферу чистою і придатною для життя, і з цього випливає: джерела і носії енергії повинні бути екологічно чистішими настільки, наскільки це можливо; оскільки існують «чисті» первинні джерела енергії;
оскільки існує потреба в двох видах енергоносіїв, а саме: в електриці (що покриває 1/4 частину потреб) і паливі (приблизно 3/4 потреб);
оскільки існують технології виробництва та утилізації максимально сприятливого по відношенню до навколишнього середовища паливного енергоносія – водню;
оскільки для того щоб продукти діяльності людини не шкодили біосфері і не загрожували життю, необхідна саморегулююча система.

Дійсним ухвалюється:
Як при прямому використанні енергоносіїв, так і при їхньому виробництві та утилізації потрібно нести відповідальність за шкоду, яку вони заподіюють біосфері та життю. Ціна на кожен продукт повинна враховувати «екологічну надбавку», яка покриває збитки, нанесені навколишньому середовищу.
Екологічна надбавка повинна використовуватися відповідними уповноваженими особами для відшкодування збитків біосфері, життю і спорудам, для покриття витрат на медичне обслуговування, реконструкцію, соціальну допомогу, виплати компенсацій потерпілим.
Це питання повинно вирішуватись на основі міжнародної кооперації, щоб існувала впевненість у справедливому і рівному розподілі екологічної надбавки.

Виконання викладеного надасть наступні довгострокові і глобальні вигоди:

— гарантії того, що зрештою сучасна система енергозабезпечення, заснована на викопному паливі, буде замінена екологічно чистою і погодженою енергетичною системою – Водневою Енергетичною Системою;

— гарантії того, що непоновлюваним первинним джерелам енергії (викопним, ядерним і т. д.) є заміна, перехід до якої можливо здійснити без потрясінь;

— гарантії того, що запаси копалин будуть збережені для непаливних застосувань, яким може не виявитися заміни;

— стимулює в усьому світі економічний розвиток та міжнародну злагоду, оскільки знадобиться все менше і менше непродуктивних зусиль для відшкодування збитків, нанесених навколишньому середовищу;

— врятує біосферу і саме життя від вимирання шляхом гарантування того, що продукти, методи їхнього виробництва та утилізації будуть екологічно сумісні.