Понятие энергии
Энергией называется скалярная физическая величина, которая является единой мерой разных форм взаимодействия и движения материи, а также мерой перехода движения материи из одних форм в другие.
Энергия - это способность системы тел, находящихся в данных условиях, к совершению какого-либо количества работы.
Понятие энергии определяется как мера разных форм движения материи и как мера перехода материи из одной формы в другую.
Исходя из этого, виды энергии различаются по форме движения материи.
Человек сталкивается с различными видами энергии. Можно сказать, что технологический процесс является преобразование одних видов энергии в другие.
В процессе прохождения технологической цепочки, энергия неоднократно преобразуется из одного вида в другой. Это приводит к уменьшению полезного количества энергии и рассеиванию ее в окружающей среде.
Виды энергии
На сегодняшний день различаются следующие виды энергии:
- электрическая
- химическая
- механическая
- световая
- тепловая
- ядерная
- термоядерная.
Существуют еще виды энергии, названия которых исходят не из физического смысла, а несут описательный характер. К ним относятся ветровая энергия, геотермальная энергия и другие.
В этих случаях физическая форма характера энергии заменяется названием ее источника. Поэтому правильно будет называть механической энергией ветра, тепловой энергией геотермальных источников и т.д.
Электрическая энергия является наиболее универсальным видом энергии. Источником электрической энергии является энергия воды на гидроэлектростанциях, преобразование тепловой энергии, полученной в процессе сгорания топлива на тепловых электростанциях. Также электрическая энергия вырабатывается в результате ядерных реакций на атомных электростанциях, когда ядерная энергия преобразуется в механическую, а механическая, в свою очередь, преобразуется в электрическую.
На химических предприятиях электроэнергия применяется для совершения электрохимических процессов – электролиз расплавов и растворов, электротермических процессов – нагревание, плавление и т. д., а также электромагнитных процессов.
В промышленности используются процессы, связанные с применением электростатических явлений, например, электрокрекинг углеводородов, осаждение туманов и разных видов пыли. Также в промышленности используются для контроля и автоматизации химических производств электроионные явления.
Широкое применение в химической промышленности получило превращение электрической энергии в механическую, что необходимо в основном для осуществления физических операций, таких как измельчение, смешение, дробление, работа компрессоров, насосов, вентиляторов и т.д.
Электроэнергия широко используется в повседневной бытовой деятельности.
Применение тепловой энергии в промышленности необходимо для осуществления различного рода физических операций, которые не сопровождаются химическими реакциями. К таким операциям относятся процессы дистилляции, нагрева, сушки, плавления, выпарки и т.д.
Большое количество тепловой энергии требуется для нагревания реагентов при проведении эндометрических процессов.
В процессе различных превращений атомных ядер или в процессе синтеза водорода в ядра гелия выделяется внутриядерная энергия. Внутриядерная энергия используется для производства электрической энергии на атомных электростанциях. Широкое распространение получили радиационно-химические процессы, в которых радиоактивное излучение применяется для осуществления различных химических реакций.
В результате экзотермических химических реакций выделяется химическая энергия, которая является важнейшим источником тепла. Это тепло используется для обогрева реагентов при проведении реакций. Также химическая энергия нашла широкое применение в аккумуляторах и гальванических элементах. В этом случае химическая энергия преобразуется в электрическую.
Световая энергия необходима при осуществлении различного рода фотохимических реакций, таких как галоидирование органических процессов, синтез хлористого водорода из элементов и других процессов.
В процессе фотоэлектрических явлений происходит преобразование световой энергии в электрическую. Это способность нашла применение в автоматическом контроле и управлении технологическими процессами.
Источники энергии
На промышленных предприятиях используются различные виды источников энергии. Они характеризуются по виду энергетических ресурсов, запасам, энергетической ценности.
По характеру энергетические ресурсы бывают возобновляемыми и невозобновляемыми.
Возобновляемыми источниками энергии являются энергия ветра, гидроэнергия, солнечная энергия, растительное топливо.
К невозобновляемым источникам энергии относятся природный газ, нефть, сланцы, уголь, которые после использования не могут быть воспроизведены снова.
Если рассматривать такую характеристику источников энергии, как энергетическая ценность, то она определяется количеством энергии, которое возможно получить при их применении. Например, для различных видов топлива энергетическая ценность характеризуется количеством квт×ч, которое получается при полном использовании теплоты сгорания килограмма либо кубического метра топлива. Для примера, энергетическая ценность каменного угля составляет 8 кВт×ч/кг, энергетическая ценность природного газа равна 10,6 кВт×ч/м3.
Использование энергетических ресурсов на практике определяется в первую очередь количеством запасов и географическим положением. Также влияет доступность использования, возможность транспортировки энергии на расстояния, возможность преобразования энергии и множеством других факторов.
На современном этапе возникла такая проблема, как поиск альтернативных источников энергии. Использование перечисленных традиционных источников энергии наносит вред окружающей среде. Кроме того, существует реальная угроза исчерпания топливных ресурсов для получения энергии.
