РАБОТА
Выше мы говорили о том, что газ, находящийся в цилиндрическом сосуде с поршнем, может совершать работу. Какова эта работа? Сила, действующая на поршень со стороны газа, равна рА, где А …
ПЕРВЫЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ
Подведем некоторое количество Q теплоты к газу, находящему- ■ : цилиндре с адиабатическими стенками и поршнем внутри, который может ■сремещаться без трения. Наличие адиабатических стенок означает, что тепло - р …
УДЕЛЬНАЯ ТЕПЛОЕМКОСТЬ ПРИ ПОСТОЯННОМ ОБЪЕМЕ
При изменении температуры некоторого фиксированного количества газа будет меняться его внутренняя энергия. Если при этом объем газа остается постоянным (например, газ помещен в сосуд с жесткими стенками), то изменение его …
ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ
Полная внутренняя энергия U газа есть сумма энергии всех молекул, и - IXc, = Roi) = xN{]V-kT = ^-RT. (10) Таким образом, внутренняя энергия U некоторого количества р газа зависит …
ТЕМПЕРАТУРА
Необходимо различать две составляющие средней энергии молекул: <Wmdl lineai> и <WmoX_ spin & vibl>, <^moi> = <^mol , linear ^ ^ ^mol, Spjn & vibr ^‘ (i) Давление газа на …
ОСНОВЫ ТЕРМОДИНАМИКИ И КИНЕТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ ГАЗОВ
2.1. ДВИЖЕНИЕ МОЛЕКУЛ Любой газ представляет собой набор частиц (молекул), которые в первом приближении взаимодействуют только через упругие столкновения — другими словами, через столкновения, при которых сохраняется как энергия, так …
ЭКОНОМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ЭНЕРГЕТИКИ
Использование некоторых альтернативных источников, например термоядерной энергии, невозможно без осуществления дальнейших серьезных научных разработок. Другие требуют дополнительных технологических усовершенствований (волновые энергоустановки и др.). Для остальных, достигших уже довольно высокого уровня …
Холодный ядерный синтез
На момент написания данной книги проблема холодного ядерного синтеза остается нерешенной. Гипотезу о возможности реализации холодного термоядерного синтеза пока никто не смог ни уверенно подтвердить экспериментально, ни опровергнуть. Источником энергии …
Ядерный синтез
Основными недостатками реакторов ядерного деления являются не безопасность эксплуатации, радиоактивные отходы, недостаток ядерного топлива. Использование ядерных синтез-реакторов позволяет преодолеть указанные недостатки. Наиболее простой реакцией ядерного синтеза является реакция соединения дейтерия …
Реакции деления
На данный момент существует три наиболее популярных элемента, которые широко используются при ядерных реакциях: 235 U, 239 Ри и 233 U. Из них только 235 U можно добыть на Земле …
ЯДЕРНАЯ ЭНЕРГИЯ
Химические виды топлива, такие как метан и нефть, выделяют ;ргию за счет того, что молекулы перегруппировываются в конфигурации с меньшей внутренней энергией. При этом выделяется энергия молекулярных связей. измеряемая десятками …
Подводная система утилизации
Правительство Норвегии установило достаточно высокий на - 10г на выбросы углекислого газа. Эти деньги пошли на создание специальной экспериментальной подводной системы его утилизации. В этой системе жидкий диоксид углерода под …
Метод подземного хранения
Углекислым газом можно заполнять естественные подземные хранилища так же, как это делается для долгосрочного хранения нефти уже более 50 лет. Количество выбрасываемых продуктов сгорания органического топлива в энергетических установках сегодня …
Минеральный метод
Диоксид углерода может выводиться из воздуха путем образования карбонатов (преимущественно магния и кальция). Он извлекается из воздуха в результате реакции с силикатами. Однако этот естественный процесс протекает слишком медленно по …
Общие понятия
Атмосферный углерод Сколько же все-таки углерода содержится в атмосфере? Площадь поверхности Земли равна 510* 1012м2, а высота атмосферы около 8800 м. приведенный к атмосферному давлению, 510 • 1012 • 8800 …
ВОПРОСЫ экологии
Как отмечалось выше, в будущем энергопотребление будет только увеличиваться. В настоящее время 85 % всех энергоустановок работают на ископаемом органическом топливе. Было также показано, что запасы ископаемых источников энергии на …
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭНЕРГИИ
Распределение использования различных источников энергии, включая возобновляемые, по данным на 2001 г. для всего мира и для США в частности показано на рис. 1.9 и 1.10. Распределение используемых в США …
ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ ПЛАНЕТЫ ЗЕМЛЯ
В §1.5 было показано, что удельное энергопотребление в расчете на одного жителя в XX в. значительно увеличилось. Учитывая рост народонаселения планеты (§ 1.6) стоит задуматься о том, к каким последствиям …
ФУНКЦИЯ ПРОНИКНОВЕНИЯ НА РЫНОК
Новые технологии и устройства, конкурируя с уже имеющимися на рынке, не могут сразу занять значительную долю рынка из-за влияния большого числа факторов. Рассмотрим вопрос о том, каким образом происходит внедрение …
РОСТ НАРОДОНАСЕЛЕНИЯ
В предыдущем параграфе были рассмотрены темпы роста использования энергии в расчете на одного человека. Ясно, что суммарное энергопотребление пропорционально численности населения Земли, которая также растет ускоренными темпами^. Резкий рост населения …
ТЕМПЫ ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЯ
Темпы преобразования человеком энергии из одного её вида в другой в течение веков непрерывно возрастают. Так, в древние времена человек не умел использовать даже энергию огня. Он получал энергию исключительно …
ПЛАНЕТАРНЫЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ БАЛАНС
Относительная стабильность температуры Земли свидетельствуе о некотором балансе энергии, приходящей к ней из космоса и уходящей от не обратно в космическое пространство. Основную часть энергии, поступающей н Землю, составляет солнечное …
СОХРАНЕНИЕ ЭНЕРГИИ
Энергия не может быть полностью использована, она может быть только преобразована из одного вида в другой. Это один из фундаментальных законов природы — закон сохранения энергии. Так, при сжигании нефти …
ЭНЕРГИЯ И ЕЕ КАЧЕСТВО
В Северной Калифорнии, обладающей большими лесными массивами, в 1990 г. 1 м3дров стоил около 100 долл. Теплота сгорания древесины варьируется в диапазоне от 14 до 19 МДж/кг. Таким образом, в …
ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ И КОНСТАНТЫ
Для измерения энергии и работы существует множество единиц. Однако в этой книге мы будем стремиться пользоваться международной системой измерений СИ. Это означает, что в качестве основных единиц измерения энергии и …
Энергия — мировые источники
Данная книга посвящена рассмотрению фундаментальных основ преобразования возобновляемых и нетрадиционных источников энергии. В книге также приводится краткая информация о состоянии развития этих энергетических технологий на момент ее подготовки (2004-2005 гг.), …
Медленное сжатие
Можно ли адиабатически сжать газ таким образом, чтобы при расширении он вернулся точно в исходное состояние? Иными словами, может адиабатическое сжатие быть обратимым? Да, может, при условии, что сила прикладывается …
ОСМОТИЧЕСКИЕ ЭНЕРГОУСТАНОВКИ
Если описанные в предыдущем параграфе системы можно рассматривать как вполне жизнеспособные энергетические преобразователи, то осмотические энергоустановки, рассматриваемые ниже, вероятно, никогда не выйдут за рамки чисто академического интереса. Тем не менее …
ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГРАДИЕНТА СОЛЕНОСТИ МОРСКОЙ ВОДЫ
Оценки показывают, что большой энергетический потенциал океана связан с разностью соленостей пресной и морской воды и может быть использован в районах впадения рек в море. Осмотическое давление1* пресной воды по …
Большой крутящий момент
Вследствие высокой плотности среды турбины, работающие на морских течениях, вращаются с относительно малой частотой. Поэтому для обеспечения заданной мощности должен развиваться повышенный крутящий момент. В связи с этим требуется уделять …
Турбинные системы на морских течениях
Одна из известных компаний, занимающаяся проблемой энерге- тического использования океанических течений с помощью подводных гурбин, Marine Current Turbine, Ltd. (МСТ), продемонстрировала прототип энергоустановки (названный «Морской поток») мощностью 300 кВт, способной …
ЭНЕРГИЯ МОРСКИХ ТЕЧЕНИЙ
Океанические и морские течения являются примером огромных запасов энергии океана, которые, к сожалению, имеют весьма низкую энергетическую плотность. Как и в случае использования ветра и солнечного излучения, это обстоятельство, а …
ЭНЕРГИЯ ПРИЛИВОВ
Энергия приливов может быть преобразована в электроэнергию с использованием либо вызываемых ими водных течений, либо колебаний уровня моря. Более эффективным способом использования энергии этого природного явления, связанного с вертикальным перемещением …
Система Wavegen (OWC)
Другая интересная схема использования энергии морских волн была реализована шотландской компанией Wavegen и подготовлена к испытаниям в ноябре 2000 г. Она носит название LIMPET (Land Island Marine Powered Energy Transformed) …
Переливные преобразователи
Установка датской компании Wave Dragon ApS (рис. 14.4) является примером реализации простейшего принципа преобразования волновой энергии. Она состоит из большого плавающего резервуара или бассейна, приподнятого на несколько метров над уровнем …
