S třední škola stavební J i h l a v a Základy ekologie 18. Energie základní pojmy Digitální učební materiál projektu: SŠS Jihlava šablony registrační číslo projektu:cz.1.09/1.5.00/34.0284 Tomáš Krásenský Šablona: III/2 - inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky
Energie jako fyzikální veličina Jedna z nejdůležitějších fyzikálních veličin Platí zákon zachování: celkové množství energie v uzavřeném systému nelze změnit Celá řada podob: Mechanická práce: působení silou po určité dráze Kinetická energie: uložena v pohybu hmotnosti Polohová, deformační, tepelná (pohyb molekul), chemická, světelná,.
Zdroje energie dostupné na Zemi Sluneční energie Vlastní energie Země (geotermální, kinetická, ) Energie Měsíce a Sluneční soustavy Energie vesmíru
Energie Slunce a její proměny Přichází na Zemi v podobě elektromagnetického záření (zejména světelné a tepelné) Část se od Země odrazí, část se pohltí a přemění Pohlcená část se změní v teplo a to se dále různě transformuje Část se změní v chemické vazby, zejména fotosyntézou (podstatou jsou elektrické děje)
Větrná energie Pohybová energie proudícího vzduchu Vzniká rozdílem teplot různých částí atmosféry Vítr je nerovnoměrně rozložen v prostoru a čase: V některých místech vanou stálé nebo pravidelné větry (monzuny, pasáty, ) Obvykle je však směr a síla větru těžko předvídatelná
Vodní energie Energie říční vody Sluneční energie (teplo, vítr) přenese vodu na pevninu do vyšších poloh Polohová energie této vody se pak mění v pohybovou; obě mohou pomáhat i škodit (vodní mlýny, říční doprava, elektrárny, x záplavy, vodní eroze, ) Energie oceánských proudů (Golfský, ) Teplo vody: transport pod zem
Energie mořských vln Mořské vlny narážejí vždy na pobřeží přibližně kolmo (způsobeno zpomalením postupu vln ve vodě s nižší hloubkou) Vlny vyvolány třením větru o vodní hladinu (běžné vlny přenášejí energii, nikoli hmotu vody na rozdíl od tsunami!) Surfování na mořských vlnách Vlnolamy a vlnové elektrárny
Energie přílivu a odlivu Vzdutí a pokles mořské hladiny (desítky cm až několik m; zemské pevninské desky asi o 2 cm) Příliv a odliv způsoben přitažlivostí a vzájemnou rotací Země, Měsíce a Slunce Nejvyšší příliv a odliv při úplňku a novu (sčítá se přitažlivost Slunce a Měsíce) Nejnižší příliv při 1. a 3. čtvrti Měsíce Způsobuje zpomalování rotace Země a vzdalování Měsíce od Země (asi o 3 cm za rok)
Geotermální energie Původ z několika zdrojů Kinetická a polohová energie z období vzniku Sluneční soustavy (vyvržení trosek vyhořelé hvězdy při výbuchu supernovy) Energie rotace Měsíce a Země (deformace zeměkoule vytváří teplo) Teplo rozpadu jader radioaktivních prvků (uran, thorium, ) Na povrchu: vřídla, gejzíry, sopky, S hloubkou pod zem roste teplota asi o 3 C na 100 metrů
Fosilní paliva Uhlí, ropa, zemní plyn, rašelina, Energie chemických vazeb, vzniklá v dávné minulosti fotosyntézou, uložená do hlubin Země a fosilizovaná Především uhlovodíky dlouhé a mnohdy složitější řetězce uhlíkových atomů Zásoby omezené, o jejich velikosti a dostupnosti se vedou spory
Biomasa Energie slunečního záření, uložená do chemických vazeb především uhlíkových řetězců Vzniklá v současnosti nebo nedávné minulosti (dřevo, sláma, olej, ) Neustále se obnovuje fotosyntézou v zelených rostlinách
Energie atomového jádra Jaderné štěpení (těžká jádra: uran, thorium, plutonium) Atomová bomba Atomová elektrárna Jaderná fúze Vodíková bomba Fúzní elektrárna (ve výstavbě: ITER ve Francii) Lékařské účely (ozařování nádorů, ) a některé další (luminiscenční uranové barvy, )
Schéma štěpení a slučování atomových jader Jaderná syntéza - fúze Jaderné štěpení Lehčí atom: troska U 235 Těžký vodík - deuterium Těžký vodík - deuterium Teplota: 107 C Velké množství energie Hélium 2 3 rychlé neutrony Atom uranu 235 Velké množství energie Lehčí atom: troska U 235
Materiál je určen k bezplatnému používání pro potřeby výuky a vzdělávání na všech typech škol a školských zařízení. Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je : Tomáš Krásenský Pokud není uvedeno jinak, byly při tvorbě použity volně přístupné internetové zdroje. Autor souhlasí se sdílením vytvořených materiálů a jejich umístěním na www.ssstavji.cz.