|
|
|
|
 Far |
| WinNavigator |
| Frigate |
| Norton
Commander |
| WinNC |
| Dos
Navigator |
| Servant
Salamander |
| Turbo
Browser |
|
|
| Winamp,
Skins, Plugins |
| Необходимые
Утилиты |
| Текстовые
редакторы |
| Юмор |
|
|
|
File managers and best utilites |
Реферат на тему: «Солнечная энергия». Реферат на тему энергия
Реферат на тему Чистая энергия
1. Энергия. Почему она так необходима? Маленький Майк родился в августе 2005 года. Машина, которая привезла его маму рожать, работала на бензине. Электростанция, дающая в роддом свет - на угле. Центральное отопление, обогревающее комнату, где Майк сделал первый вдох,- на природном газе. Если бы один из этих источников энергии по какой-то причине прервался, жизнь маленького Майка оказалась бы в опасности. Само существование современной цивилизации, в которой родился Майк, зависит от различных источников энергии. Каждый день мы, так или иначе пользуемся разными видами ископаемого топлива: ездим на машине, готовим еду, отапливаем или освещаем свой дом. Институт мировых ресурсов сообщает, что «мировое энергопотребление на 90% удовлетворяется за счет ископаемого топлива». В отчете, опубликованном этим институтом в 2000 году, говорится: «Больше всего энергии вырабатывается из нефти- 40% далее следует уголь- 26%, и природный газ- 24%» Журналист Джеремая Кридон в статье «Когда кончится нефть» пишет: «Не все знают, что от нефти зависят продовольственные запасы всего мира. Нефть и природный газ играют огромную роль в сельском хозяйстве, начиная с производства удобрений и кончая перевозкой урожая». Но надолго ли хватит этих источников энергии, от которых зависит современное общество? И есть ли другие, более экономичные источники энергии?Зачем нужны новые источники энергии? «Если вы думаете, что сейчас нефти не хватает, подождите лет 20- вот тогда начнется полный кошмар»- Джереми Рифкин, Фонд изучения экономических тенденций (Вашингтон, август 2003 года) Лет через 20 – когда Майк станет взрослым и сможет водить машину - мировое энергопотребление, согласно выходящему в США «Международному энергетическому обозрению» за 2003 год (IЕО 2003), «вырастет на 58 %». В журнале «Нью сайентист» о предстоящем буме говорится как о «самом стремительном росте энергопотребления в истории». Смогут ли традиционные энергоносители удовлетворить такой спрос? Рассмотрим некоторые тревожные факторы.Уголь Из всех ископаемых видов топлива угля осталось больше всего, и его должно хватить на 1000 лет. Электростанции, работающие на угле, производят 40% электроэнергии в мире. Крупнейший экспортер угля – Австралия, на нее приходится почти треть мирового рынка угля. И все же в недавнем пресс-релизе института «Уорлдуоч» говорится: «Уголь- это самое насыщенное углеродом топливо, которое выделяет углекислого газа на 29% больше, чем нефть, и на 80% больше, чем природный газ. На его долю приходится 43% ежегодных выбросов углерода в атмосферу - примерно 2,7 миллиарда тонн». Помимо ущерба окружающей среде, сжигание угля отражается на здоровье людей. В одном из недавних докладов ООН «Глобальное экономическое обозрение» сообщается: «В 11 крупных городах Китая дым и мельчайшие частицы, выделяющиеся при сгорании угля, служит причиной более 50 000 преждевременных смертей и 400 000 новых случаев заболевания хроническим бронхитом»Нефть Ежедневно в мире расходуется 75 миллионов баррилей нефти. Из мировых запасов нефти, объем которых оценивают в 2 триллиона баррелей, около 900 миллиардов уже 2. использовано. При нынешнем уровне нефтедобычи запасов нефти еще должно хватить на 40 лет. Однако геологи Колин Кэмпбелл и Жан Лаэррер в 1998 году высказали прогноз: «Уже в ближайшие 10 лет добыча нефти не сможет угнаться за спросом на нее». Эти специалисты-нефтяники предупреждают: «Многие думают, что если нефть бьет фонтаном из скважин сегодня, то и последнее ведро нефти добыть из-под земли будет так же легко. Но практика показывает: идет ли речь об одной скважине, или целой стране, нефтедобыча всегда растет до максимума и потом, когда примерно половина нефти выкачана, начинает уменьшаться, постепенно падая до ноля. С экономической точки зрения важно знать не то, когда вся нефть иссякнет, а когда добыча нефти начнет сокращаться». Когда начнется ожидаемое падение нефтедобычи? Геолог-нефтяник Джозеф Рива говорит: «Планируемое увеличение нефтедобычи… в два раза меньше того, что нужно, чтобы удовлетворить тот спрос на нефть, который по прогнозам Международного энергетического агентства (IEA) будет в 2010 году». Журнал «Нью саентист» предупреждает: «Когда нефтедобыча снижается, а спрос на нефть растет, цены на нее резко поднимаются или стают неустойчивыми, что может прив5ести к экономическому хаосу, проблемам с транспортировкой продуктов и других запасов и даже к войне за нефть». В то время как одни специалисты считают проблемой снижение нефтедобычи, другие - само использование нефти. В «Утне ритер» Джеремая Кридон говорит: «Дефицит нефти - это не самое худшее. Сжигая топливо и получая тепло, мы производим углекислый газ, из-за которого температура повышается на всей планете, но экономические проблемы по-прежнему решаются отдельно от экологических». Например, Австралийская радиовещательная комиссия обращает внимание на последствие использования нефти в одной стране: «В Великобритании 26 миллионов транспортных средств. Они выделяют треть всего углекислого газа в стране, содействуя глобальному потеплению, и одну треть всех вредных выбросов в атмосферу, от которых ежегодно умирает примерно 10 000 человек».Природный газ В следующие 20 лет «во всем мире все большую роль как источника энергии будет играть природный газ», говорится в отчете «IEO 2003». Природный газ- это самый чистый вид ископаемого топлива и, по предварительным оценкам, есть еще большие запасы газа. Но, по мнению ассоциации газопромышленников (Вашингтон), «на самом деле никто не знает, насколько велики запасы природного газа, все оценки его количества основаны на предположениях…Поэтому оценить реальнее объемы газа достаточно трудно». Основной компонент природного газа - метан, который значительно усиливает парниковый эффект. «Метан задерживает тепло в 21 раз больше углекислого газа»,- заявляет упомянутая выше Ассоциация. Но, не смотря на это, масштабное исследование, проведенное в США Управлением по охране окружающей среды и Институтом исследования газа показало, что «при переходе на природный газ будет выделятся больше метана, но зато значительно снизится количество других выбросов».Атомная энергия «В мире существует примерно 430 ядерных реакторов, которые вырабатывают 16% всей электроэнергии»,- сообщается в «Острэлиан джиогрэфик». В докладе «IEO 2003» говорится, что помимо существующих реакторов, «в феврале 2003 года 17 из 35 строящихся во всем мире реакторов приходилось на развивающиеся страны Азии». Атомная энергетика завоевывает все большую популярность, даже, несмотря на возможность повторения аварии, произошедшей в 1986 году в Чернобыле. В «Нью 3. сайентист» сообщается, что «неполадки и повреждения стали серьезной проблемой для атомных реакторов в Америке» и что в марте 2002 года на реакторе Дэйвис-Бесси в Огайо «чуть было не произошла авария».Какие есть новые разработки в энергетике? Вакуумная картина мира разрешает принципиально переосмыслить подходы и методы получения энергий, которые сложились, и выйти на совсем новые технологии в области энергетики. На основе теории Вакуума авторами разработана новая энергетическая концепция - концепцию Вакуумной энергетики. Отличием от традиционных подходов есть использования вакуумных эффектов с целью получения высоких уровней энергии, так и проблемы экологической чистоты самого процесса получения энергии. Исследования показали, что наиэффективнее проходит возбуждение Вакуума в полевых образованиях, которые имеют цилиндрическую, коническую формы, а наиболее благоприятной средой есть жидкость. Вещество, которое используется как среда возбуждения выполняет двойную функцию. С одного стороны она есть средой для выбора энергии, с второй стороны она создает условия для реализации процесса возбуждения. Вакуумные эффекты открывают путь к новой энергетике иd разрешают сделать шаг за рамки традиционных подходов к способам получения энергии. Японские учении изобрели устройство для получения тепловой энергии в водной среде, которая названа "Лазером голубой воды". В устройстве использовано явление холодного ядерного синтеза. В водной среде создается акустическое поле и осуществляется концентрация ультрафиолетового света сферической линзой. Устройство планируется использовать как компактный генератор энергии для нагревания естественной воды до 50?С, Именно к такой температуре сохраняются фокусуючи свойства водной сферической линзы, но для ультрафиолетового света. При этом сохраняется высокая плотность энергии, достаточная для реализации безнейтронной реакции синтеза. В разработанном нами способе е возможность делать выбор, как тепловой энергии так и електрики. Энергетика будущего не будет грунтоваться ни на энергетических гигантах, которые используют химическое или ядерное горючее, ни на дорого стоимостных системах транспортирования энергии. Компактные генераторы энергии, основанные на реализации вакуумных эффектов, расположенных в местах использования энергии, будут составлять основу энергетики третьего тысячелетия. Это будет вакуумная энергетика, которая будет использовать достижения электроники для получения высоких уровней экологически чистой энергии. Ветер Человечество уже давно использует силу ветра в мореплавании, для роботы мельниц и для перекачивания воды. В последние годы, однако, интерес к ветру снова возрождается. Изготовленные по новейшим технологиям ветроенергетические установки вырабатывают электричество для 35 миллионов человек. Ветер- это совершенно чистый, возобновляемый источник энергии. В Дании, например, уже 20% электричества вырабатывается силой ветра. Все большее распространение ветроэнергетика получает в Германии, Испании, а также Индии, которая претендует на пятое место в мире по использованию силы ветра. В США сейчас вырабатывается электричество 13 000 ветроустановок. А некоторые специалисты 4. считают, что если использовать все подходящие территории в США, то энергия ветра могла бы обеспечить 20% потребностей страны в электричестве.Солнце Сейчас выпускают фотоэлементы, которые преобразуют энергию солнечного света в электричество. Во всем мире суммарная мощность гелиоустановок составляет около 500 мегаватт, и потребность в фотоэлементах ежегодно увеличивается на 30%. Однако фотоэлектрические преобразователи пока еще не на столько эффективны, как хотелось бы, и вырабатываемое ими электричество дороже, чем получаемое при сжигании ископаемого топлива. Кроме того, при производстве фотоэлементов используются такие ядовитые вещества, как сульфид кадмия и арсенид галлия. Так как они сохраняются в природе столетиями, «Биосайенс» отмечает, что «переработка и утилизация отработавших фотоэлементов может стать большой проблемой».Геотермальная энергия Если к ядру нашей планеты, температуру которой оценивают в 4 000 градусов по Цельсию, сквозь земную кору прокопать туннель, температура в нем будет увеличиваться в среднем на 30 градусов на каждый километр. Для людей, которые живут радом с термальными источниками или вулканическими разломами, подземное тепло более доступно. В 58 странах мира исходящая из глубин земной коры горячая вода или пар используются, чтобы отапливать дома или вырабатывать электричество. Исландия примерно половину вырабатываемой энергии получает от геотермальных источников. В других странах, например в Австралии, обсуждается возможность извлекать энергию из раскаленных каменных пород, находящихся на глубине нескольких километров под землей. «Острэлиан джиогрэфик» сообщает: «Некоторые ученые предлагают закачивать под землю воду, и обратно она будет выходить горячей и уже под большим давлением, вращая турбины электрогенераторов. Это позволит получать электричество десятилетиями и даже веками». Вода Уже сейчас 6% электроэнергии всего мира вырабатывается гидроэлектростанциями. Согласно «Международному энергетическому обозрению» за 2003 год, в течении следующих двух десятилетий «развитие возобновляемых источников энергии будет происходить в основном за счет строительства крупных гидроэлектростанций в развивающихся странах, особенно в Азии. Однако «Биосайенс» предупреждает: «Водохранилища часто затапливают ценные плодородные земли. Кроме того, плотины значительно влияют на существующие экосистемы - на растения, животных и микроорганизмы».Водород Водород- это бесцветный, не имеющий запаха горючий газ, самый распространенный элемент во Вселенной. На земле водород входит в состав растительных и животных тканей, ископаемого топлива и воды. Он сгорает без выделения вредных веществ и более эффективно, чем ископаемое топливо. В журнале «Сайенс ньюс онлайн» говорится, что «пропуская через воду электричество, ее разлагают на водород и кислород». Хотя таким способом можно добывать водород в больших количествах, в журнале отмечается, что «этот простой метод пока не экономичен». 5. В мире вырабатывается примерно 45 миллионов тонн водорода, в основном для производства удобрений и чистящихся средств. Но этот водород производят с применением ископаемого топлива, а при этом выделяется ядовитый угарный газ и углекислый газ, способствующие глобальному потеплению. И все же многие считают водород одним из самых перспективных и многообещающих альтернативных источников энергии и полагают, что в будущем он сможет удовлетворить энергетические потребности человечества. Подобный оптимизм основан на значительных достижениях в разработке так называемого топливного элемента.Топливный элемент Каждая тысяча автомобилей сегодня выбрасывает в атмосферу более 3 тонны оксиду вуглецю и сотни других вредных веществ. Поэтому одно из главных задач ученых и инженеров было изобретение «чистого двигателя». «Топливный элемент- это устройство, которое вырабатывает электричество из водорода, но не путем сжигания, а путем соединения его с кислородом в ходе управляемой химической реакции. При использовании чистого водорода, в отличии от обогащенного водородом ископаемого топлива, выделяется только тепло и вода. В 1839 году Уильям Гров, английский судья и физик, сконструировал первый топливный элемент. Однако производить такие устройства было дорого, к тому же топливо и необходимые элементы было трудно достать. На какое-то время эта технология была забыта, пока в середине ХХ века не стали разрабатывать топливные элементы для обеспечения энергией американских космических кораблей. Сейчас такие устройства применяются как в космонавтике, так и для более земных задач. Сегодня разрабатываются топливные элементы, которые могли бы заменить двигатель внутреннего сгорания на автомобилях, обеспечивать электроэнергией жилые и производственные здания, а также питать небольшие электрические устройства, например сотовые телефоны или компьютеры. Польза для окружающей среды от применения более экологических источников энергии очевидна. Однако стоимость их слишком высока. В докладе «IEO 2003» говорится: «Предстоящий рост энергопотребления будет, скорее всего, будет удовлетворятся за счет ископаемых видов энергии (Нефти, угля, природного газа), потому что цены на них останутся относительно низкими, а вырабатывать энергию из других видов топлива может быть не выгодно». И все же самым дешевым и самым чистым источником энергии является солнце. Практически вся энергия на земле происходит от солнца. Уголь, нефть, по мнению ученых, не что иное, как разложившиеся остатки деревьев и др. растений, выросших благодаря энергии солнца. Использованная литература:- «Книга для чтения с физики. Тепловые явления»
- Журнал «Пробудитесь» 8.03.05.г. «Доступна ли нам более чистая энергия?»
bukvasha.ru
Реферат на тему Энергия - стр.4
 скачать работу |
referat.resurs.kz
Реферат На тему энергия в жизни человека
Всероссийская олимпиада исследовательских и учебно-исследовательских проектов детей и молодежи по проблемам защиты окружающей среды
«Человек- Земля- Космос»
Реферат
На тему:
ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ.
Положительное и отрицательное влияние на окружающую среду и человека.
Выполнил Мазунин ф.и.о
Ученик 7А класса МОУ СОШ №13
Г. Оленегорска Мурманской области
Руководитель:
учитель географии МОУ СОШ 13
Сысоева Е.А.
Оленегорск -2010г.
ГЛАВЛЕНИЕ:
1.Введение 2. История открытия электричества 3. Добыча электроэнергии 3.1.Что такое электричество?
3.2.Типы электростанций
А)ТЭС
Б)ГЭС
В)ПЭС
Г)АЭС
4.Альтернативные источники энергии
А)Энергия солнца
Б)Ветровая энергия
В) Энергия Земли 5. Воздействия электроэнергии на человека и окружающую среду 6.Список литературы и Интернет-ресурсов, используемых в данном проекте
Введение.
Рождение энергетики произошло несколько миллионов лет тому назад, когда люди научились использовать огонь. Огонь давал им тепло и свет, был источником вдохновения и оптимизма, оружием против врагов и диких зверей, лечебным средством, помощником в земледелии, консервантом продуктов, технологическим средством и т.д.Прекрасный миф о Прометее, даровавшем людям огонь, появился в Древней Греции значительно позже того, как во многих частях света были освоены методы довольно изощренного обращения с огнем, его получением и тушением, сохранением огня и рациональным использованием топлива.На протяжении многих лет огонь поддерживался путем сжигания растительных энергоносителей (древесины, кустарников, камыша, травы, сухих водорослей и т.п.), а затем была обнаружена возможность использовать для поддержания огня ископаемые вещества: каменный уголь, нефть, сланцы, торф.На сегодняшний день энергия остается главной составляющей жизни человека. Она дает возможность создавать различные материалы, является одним из главных факторов при разработке новых технологий. Попросту говоря, без освоения различных видов энергии человек не способен полноценно существовать.
История открытия электричества
Открытие электрических явлений легенда приписывает мудрейшему из мыслителей древней Греции Фалесу, жившему более двух тысячелетий назад. Еще в те времена в окрестностях древнегреческого города Магнезия люди находили на берегу моря камешки, притягивавшие легкие железные предметы. По имени этого города их назвали Магнитами (оттуда пришло к нам слово магнит). Фалес же находил и другие, не менее таинственные камешки к тому же красивые и легкие.Эти привлекательные дары моря не притягивали, как магниты, железных предметов, но обладали не менее любопытным свойством: если их натирали шерстяной тряпочкой, то к ним прилипали пушинки, легкие кусочки дерева, травы. Такие камешки, выбрасываемые приливами и волнами морей, мы сейчас называем янтарем. Древние же греки янтарь называли электроном. Отсюда и образовалось слово электричество.Но ни Древние греки, ни другие мыслители и философы на протяжении многих столетий не могли объяснить это свойство янтаря и стекла. В XVII веке немецкому ученому Отто Герике удалось создать электрическую машину, извлекавшую из натираемого шара отлитого из серы, значительные искры, уколы которых могли быть даже болезненными. Однако разгадка тайн «электрической жидкости», как в то время называли это электрическое явление, не была тогда найдена. В середине XVII в. в Голландии, в Лейденском университете, ученые под руководством Питера ван Мушенбрука нашли способ накопления электрических зарядов. Таким накопителем электричества была лейденская банка (по названию университета) — стеклянный сосуд, стенки которого снаружи и изнутри оклеены свинцовой фольгой. Лейденская банка, подключенная обкладками к электрической машине, могла накапливать и долго сохранять значительное количество электричества. Если ее обкладки соединяли отрезком толстой проволоки, то в месте замыкания проскакивала сильная искра, и накопленный электрический заряд мгновенно исчезал. Если же обкладки заряженного прибора соединяли тонкой проволокой, она быстро нагревалась, вспыхивала и плавилась, т.е. перегорала, как мы часто говорим сейчас. Вывод мог быть один: по проволоке течет электрический ток, источником которого является электрически заряженная лейденская банка. Сейчас подобные приборы мы называем электрическими конденсаторами (слово конденсатор означает сгуститель), а их не соединяющиеся между собой полоски фольги — обкладками конденсаторов.
Более совершенный, а главное почти непрерывный источник электрического тока изобрел в конце XVIII в. итальянский физик Александр Вольта. Между небольшими дисками из меди и цинка он помещал суконку, смоченную раствором кислоты.
Пока прокладка влажная, между дисками и раствором происходит химическая реакция, создающая в проводнике, соединяющем диски, слабый электрический ток. Соединяя пары дисков в батарею, можно было получать уже значительный электрический ток. Такие батареи называли вольтовыми столбами. Они-то и положили начало электротехнике.
Добыча электроэнергии.
Что же такое электроэнергия?
Электроэнергия — физический термин, широко распространённый в технике и в быту для определения количества электрической энергии, выдаваемой генератором в электрическую сеть или получаемой из сети потребителем. Основной единицей измерения выработки и потребления электрической энергии служит киловатт-час (и кратные ему единицы). Для более точного описания используются такие параметры, как напряжение, частота и количество фаз (для переменного тока), номинальный и максимальный электрический ток.Электрическая энергия является также товаром, который приобретают участники оптового рынка (энергосбытовые компании и крупные потребители-участники опта) у генерирующих компаний и потребители электрической энергии на розничном рынке у энергосбытовых компаний. Цена на электрическую энергию выражается в рублях и копейках за потребленный киловатт-час (коп/кВт·ч, руб/кВт·ч) либо в рублях за тысячу киловатт-часов (руб/тыс кВт·ч). Последнее выражение цены используется обычно на оптовом рынке.
Типы электростанций.
Тепловая электростанция (ТЭС) - электростанция, вырабатывающая электрическую энергию в результате преобразования тепловой энергии, выделяющейся при сжигании органического топлива. Первые ТЭС появились в конце 19 века и получили преимущественное распространение. В середине 70-х годов 20 века ТЭС — основной вид электрической станций.На тепловых электростанциях химическая энергия топлива преобразуется сначала в механическую, а затем в электрическую. Топливом для такой электростанции могут служить уголь, торф, газ, горючие сланцы, мазут.Тепловые электрические станции подразделяют на конденсационные (КЭС), предназначенные для выработки только электрической энергии, и теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), производящие кроме электрической тепловую энергию в виде горячей воды и пара. Крупные КЭС районного значения получили название государственных районных электростанций (ГРЭС).Простейшая принципиальная схема КЭС, работающей на угле, представлена на рисунке. Уголь подается в топливный бункер 1, а из него — в дробильную установку 2, где превращается в пыль. Угольная пыль поступает в топку парогенератора (парового котла) 3, имеющего систему трубок, в которых циркулирует химически очищенная вода, называемая питательной. В котле вода нагревается, испаряется, а образовавшийся насыщенный пар доводится до температуры 400—650 °С и под давлением 3—24 МПа поступает по паропроводу в паровую турбину 4. Параметры пара зависят от мощности агрегатов.Тепловые конденсационные электростанции имеют невысокий кпд (30— 40%), так как большая часть энергии теряется с отходящими топочными газами и охлаждающей водой конденсатора. Сооружать КЭС выгодно в непосредственной близости от мест добычи топлива. При этом потребители электроэнергии могут находиться на значительном расстоянии от станции.Теплоэлектроцентраль отличается от конденсационной станции установленной на ней специальной теплофикационной турбиной с отбором пара. На ТЭЦ одна часть пара полностью используется в турбине для выработки электроэнергии в генераторе 5 и затем поступает в конденсатор 6, а другая, имеющая большую температуру и давление, отбирается от промежуточной ступени турбины и используется для теплоснабжения. Конденсат насосом 7 через деаэратор 8 и далее питательным насосом 9 подается в парогенератор. Количество отбираемого пара зависит от потребности предприятий в тепловой энергии.Коэффициент полезного действия ТЭЦ достигает 60—70%. Такие станции строят обычно вблизи потребителей — промышленных предприятий или жилых массивов. Чаще всего они работают на привозном топливе.Значительно меньшее распространение получили тепловые станции с газотурбинными (ГТЭС), парогазовыми (ПГЭС) и дизельными установками.В камере сгорания ГТЭС сжигают газ или жидкое топливо; продукты сгорания с температурой 750—900 ?С поступают в газовую турбину, вращающую электрогенератор. Кпд таких ТЭС обычно составляет 26—28%, мощность — до нескольких сотен МВт. ГТЭС обычно применяются для покрытия пиков электрической нагрузки. Кпд ПГЭС может достигать 42 — 43%.Наиболее экономичными являются крупные тепловые паротурбинные электростанции (сокращенно ТЭС). Большинство ТЭС нашей страны используют в качестве топлива угольную пыль. Для выработки 1 кВт-ч электроэнергии затрачивается несколько сот граммов угля. В паровом котле свыше 90% выделяемой топливом энергии передается пару. В турбине кинетическая энергия струй пара передается ротору. Вал турбины жестко соединен с валом генератора.Современные паровые турбины для ТЭС — весьма совершенные, быстроходные, высокоэкономичные машины с большим ресурсом работы. Их мощность в одновальном исполнении достигает 1 млн. 200 тыс. кВт, и это не является пределом. Такие машины всегда бывают многоступенчатыми, т. е. имеют обычно несколько десятков дисков с рабочими лопатками и такое же количество, перед каждым диском, групп сопел, через которые протекает струя пара. Давление и температура пара постепенно снижаются.Из курса физики известно, что КПД тепловых двигателей увеличивается с ростом начальной температуры рабочего тела. Поэтому поступающий в турбину пар доводят до высоких параметров: температуру — почти до 550 °С и давление — до 25 МПа. Коэффициент полезного действия ТЭС достигает 40%. Большая часть энергии теряется вместе с горячим отработанным паром
ТЭС на рисунке слева
Гидроэлектрическая станция (ГЭС) - комплекс сооружений и оборудования, посредством которых энергия потока воды преобразуется в электрическую энергию. ГЭС состоит из последовательной цепи гидротехнических сооружений, обеспечивающих необходимую концентрацию потока воды и создание напора, и энергетического оборудования, преобразующего энергию движущейся под напором воды в механическую энергию вращения, которая, в свою очередь, преобразуется в электрическую энергию.Напор ГЭС создается концентрацией падения реки на используемом участке плотиной, либо деривацией, либо плотиной и деривацией совместно. Основное энергетическое оборудование ГЭС размещается в здании ГЭС: в машинном зале электростанции — гидроагрегаты, вспомогательное оборудование, устройства автоматического управления и контроля; в центральном посту управления — пульт оператора-диспетчера или автооператор гидроэлектростанции. Повышающая трансформаторная подстанция размещается как внутри здания ГЭС, так и в отдельных зданиях или на открытых площадках. Распределительные устройства зачастую располагаются на открытой площадке. Здание ГЭС может быть разделено на секции с одним или несколькими агрегатами и вспомогательным оборудованием, отделённые от смежных частей здания. При здании ГЭС или внутри него создаётся монтажная площадка для сборки и ремонта различного оборудования и для вспомогательных операций по обслуживанию ГЭС.По установленной мощности (в МВт) различают ГЭС мощные (св. 250), средние (до 25) и малые (до 5). Мощность ГЭС зависит от напора (разности уровней верхнего и нижнего бьефа), расхода воды, используемого в гидротурбинах, и кпд гидроагрегата. По ряду причин (вследствие, например, сезонных изменений уровня воды в водоёмах, непостоянства нагрузки энергосистемы, ремонта гидроагрегатов или гидротехнических сооружений и т. п.) напор и расход воды непрерывно меняются, а, кроме того, меняется расход при регулировании мощности ГЭС. Различают годичный, недельный и суточный циклы режима работы ГЭС.По максимально используемому напору ГЭС делятся на высоконапорные (более 60 м), средненапорные (от 25 до 60 м) и низконапорные (от 3 до 25 м). На равнинных реках напоры редко превышают 100 м, в горных условиях посредством плотины можно создавать напоры до 300 м и более, а с помощью деривации — до 1500 м. Подразделение ГЭС по используемому напору имеет приблизительный, условный характер.По схеме использования водных ресурсов и концентрации напоров ГЭС обычно подразделяют на русловые, приплотинные, деривационные с напорной и безнапорной деривацией, смешанные, гидроаккумулирующие и приливные.В русловых и приплотинных ГЭС напор воды создаётся плотиной, перегораживающей реку и поднимающей уровень воды в верхнем бьефе. При этом неизбежно некоторое затопление долины реки. Русловые и приплотинныс ГЭС строят и на равнинных многоводных реках и на горных реках, в узких сжатых долинах. Для русловых ГЭС характерны напоры до 30—40 м.При более высоких напорах оказывается нецелесообразным передавать на здание ГЭС гидростатичное давление воды. В этом случае применяется тип плотиной ГЭС, у которой напорный фронт на всём протяжении перекрывается плотиной, а здание ГЭС располагается за плотиной, примыкает к нижнему бьефу.Другой вид компоновки приплотинная ГЭС соответствует горным условиям при сравнительно малых расходах реки.В деривационных ГЭС концентрация падения реки создаётся посредством деривации; вода в начале используемого участка реки отводится из речного русла водоводом, с уклоном, значительно меньшим, чем средний уклон реки на этом участке и со спрямлением изгибов и поворотов русла. Конец деривации подводят к месту расположения здания ГЭС. Отработанная вода либо возвращается в реку, либо подводится к следующей деривационной ГЭС. Деривация выгодна тогда, когда уклон реки велик.Особое место среди ГЭС занимают гидроаккумулирующие электростанции (ГАЭС) и приливные электростанции (ПЭС). Сооружение ГАЭС обусловлено ростом потребности в пиковой мощности в крупных энергетических системах, что и определяет генераторную мощность, требующуюся для покрытия пиковых нагрузок. Способность ГАЭС аккумулировать энергию основана на том, что свободная в энергосистеме в некоторый период времени электрическая энергия используется агрегатами ГАЭС, которые, работая в режиме насоса, нагнетают воду из водохранилища в верхний аккумулирующий бассейн. В период пиков нагрузки аккумулированная энергия возвращается в энергосистему (вода из верхнего бассейна поступает в напорный трубопровод и вращает гидроагрегаты, работающие в режиме генератора тока).ПЭС преобразуют энергию морских приливов в электрическую. Электроэнергия приливных ГЭС в силу некоторых особенностей, связанных с периодичным характером приливов и отливов, может быть использована в энергосистемах лишь совместно с энергией регулирующих электростанций, которые восполняют провалы мощности приливных электростанций в течение суток или месяцев.Важнейшая особенность гидроэнергетических ресурсов по сравнению с топливно-энергетическими ресурсами — их непрерывная возобновляемость. Отсутствие потребности в топливе для ГЭС определяет низкую себестоимость вырабатываемой на ГЭС электроэнергии. Поэтому сооружению ГЭС, несмотря на значительные, удельные капиталовложения на 1 кВт установленной мощности и продолжительные сроки строительства, придавалось и придаётся большое значение, особенно когда это связано с размещением электроёмких производств.
ГЭС на рисунке слева
Атомная электростанция (АЭС) - электростанция, в которой атомная (ядерная) энергия преобразуется в электрическую. Генератором энергии на АЭС является атомный реактор. Тепло, которое выделяется в реакторе в результате цепной реакции деления ядер некоторых тяжёлых элементов, затем так же, как и на обычных тепловых электростанциях (ТЭС), преобразуется в электроэнергию. В отличие от ТЭС, работающих на органическом топливе, АЭС работает на ядерном горючем (в основе 233U, 235U, 239Pu). Установлено, что мировые энергетические ресурсы ядерного горючего (уран, плутоний и др.) существенно превышают энергоресурсы природных запасов органического, топлива (нефть, уголь, природный газ и др.). Это открывает широкие перспективы для удовлетворения быстро растущих потребностей в топливе. Кроме того, необходимо учитывать всё увеличивающийся объём потребления угля и нефти для технологических целей мировой химической промышленности, которая становится серьёзным конкурентом тепловых электростанций. Несмотря на открытие новых месторождений органического топлива и совершенствование способов его добычи, в мире наблюдается тенденция к относительному, увеличению его стоимости. Это создаёт наиболее тяжёлые условия для стран, имеющих ограниченные запасы топлива органического происхождения. Очевидна необходимость быстрейшего развития атомной энергетики, которая уже занимает заметное место в энергетическом балансе ряда промышленных стран мира.Принципиальная схема АЭС с ядерным реактором, имеющим водяное охлаждение. Тепло, выделяемое в активной зоне реактора теплоносителем, вбирается водой 1-го контура, которая прокачивается через реактор циркуляционным насосом. Нагретая вода из реактора поступает в теплообменник (парогенератор) , где передаёт тепло, полученное в реакторе воде 2-го контура. Вода 2-го контура испаряется в парогенераторе, и образуется пар, который затем поступает в турбину .Наиболее часто на АЭС применяют 4 типа реакторов на тепловых нейтронах:1) водо-водяные с обычной водой в качестве замедлителя и теплоносителя;2) графитоводные с водяным теплоносителем и графитовым замедлителем;3) тяжеловодные с водяным теплоносителем и тяжёлой водой в качестве замедлителя;4) граффито - газовые с газовым теплоносителем и графитовым замедлителем.Выбор преимущественно применяемого типа реактора определяется главным образом накопленным опытом в реактороносителе, а также наличием необходимого промышленного оборудования, сырьевых запасов и т. д.К реактору и обслуживающим его системам относятся: собственно реактор с биологической защитой, теплообменники, насосы или газодувные установки, осуществляющие циркуляцию теплоносителя, трубопроводы и арматура циркуляции контура, устройства для перезагрузки ядерного горючего, системы специальной вентиляции, аварийного расхолаживания и др.Для предохранения персонала АЭС от радиационного облучения реактор окружают биологической защитой, основным материалом для которой служат бетон, вода, серпантиновый песок. Оборудование реакторного контура должно быть полностью герметичным. Предусматривается система контроля мест возможной утечки теплоносителя, принимают меры, чтобы появление не плотностей и разрывов контура не приводило к радиоактивным выбросам и загрязнению помещений АЭС и окружающей местности. Радиоактивный воздух и небольшое количество паров теплоносителя, обусловленное наличием протечек из контура, удаляют из необслуживаемых помещений АЭС специальной системой вентиляции, в которой для исключения возможности загрязнения атмосферы предусмотрены очистные фильтры и газгольдеры выдержки. За выполнением правил радиационной безопасности персоналом АЭС следит служба дозиметрического контроля.Наличие биологической защиты, систем специальной вентиляции и аварийного расхолаживания и службы дозиметрического контроля позволяет полностью обезопасить обслуживающий персонал АЭС от вредных воздействий радиоактивного облучения.АЭС, являющиеся наиболее современным видом электростанций, имеют ряд существенных преимуществ перед другими видами электростанций: при нормальных условиях функционирования они абсолютно не загрязняют окружающую среду, не требуют привязки к источнику сырья и соответственно могут быть размещены практически везде. Новые энергоблоки имеют мощность практически равную мощности средней ГЭС, однако коэффициент использования установленной мощности на АЭС (80%) значительно превышает этот показатель у ГЭС или ТЭС.Значительных недостатков АЭС при нормальных условиях функционирования практически не имеют. Однако нельзя не заметить опасность АЭС при возможных форс-мажорных обстоятельствах: землетрясениях, ураганах, и т. п. - здесь старые модели энергоблоков представляют потенциальную опасность радиационного заражения территорий из-за неконтролируемого перегрева реактора.
В последнее время в связи с экологическими проблемами, дефицитом ископаемого топлива и его неравномерного географического распределения становится целесообразным вырабатывать электроэнергию способом используя ветроэнергетические установоки, солнечные батарей, малые газогенераторы.
В некоторых государствах, например в Германии, приняты специальные программы, поощряющие инвестиции в производство электроэнергии домохозяйствами.
Альтернативные источники энергии.Энергия солнца.В последнее время интерес к проблеме использования солнечной энергии резко возрос, ведь потенциальные возможности энергетики, основанной на использование непосредственного солнечного излучения, чрезвычайно велики.Простейший коллектор солнечного излучения представляет собой зачерненный металлический (как правило, алюминиевый) лист, внутри которого располагаются трубы с циркулирующей в ней жидкостью. Нагретая за счет солнечной энергии, поглощенной коллектором, жидкость поступает для непосредственного использования.Солнечная энергетика относится к наиболее материалоемким видам производства энергии. Крупномасштабное использование солнечной энергии влечет за собой гигантское увеличение потребности в материалах, а, следовательно, и в трудовых ресурсах для добычи сырья, его обогащения, получения материалов, изготовления гелиостатов, коллекторов, другой аппаратуры, их перевозки.Пока еще электрическая энергия, рожденная солнечными лучами, обходится намного дороже, чем получаемая традиционными способами. Ученые надеются, что эксперименты, которые они проведут на опытных установках и станциях, помогут решить не только технические, но и экономические проблемы.
Ветровая энергия.Огромна энергия движущихся воздушных масс. Запасы энергии ветра более чем в сто раз превышают запасы гидроэнергии всех рек планеты. Постоянно и повсюду на земле дуют ветры. Климатические условия позволяют развивать ветроэнергетику на огромной территории.Но в наши дни двигатели, использующие ветер, покрывают всего одну тысячную мировых потребностей в энергии. Потому к созданию конструкций ветроколеса-сердца любой ветроэнергетической установки привлекаются специалисты-самолетостроители, умеющие выбрать наиболее целесообразный профиль лопасти, исследовать его в аэродинамической трубе. Усилиями ученых и инженеров созданы самые разнообразные конструкции современных ветровых установок.
Энергия Земли.Издавна люди знают о стихийных проявлениях гигантской энергии, таящейся в недрах земного шара. Память человечества хранит предания о катастрофических извержениях вулканов, унесших миллионы человеческих жизней, неузнаваемо изменивших облик многих мест на Земле. Мощность извержения даже сравнительно небольшого вулкана колоссальна, она многократно превышает мощность самых крупных энергетических установок, созданных руками человека. Правда, о непосредственном использовании энергии вулканических извержений говорить не приходится, нет пока у людей возможностей обуздать эту непокорную стихию.Энергия Земли пригодна не только для отопления помещений, как это происходит в Исландии, но и для получения электроэнергии. Уже давно работают электростанции, использующие горячие подземные источники. Первая такая электростанция, совсем еще маломощная, была построена в 1904 году в небольшом итальянском городке Лардерелло. Постепенно мощность электростанции росла, в строй вступали все новые агрегаты, использовались новые источники горячей воды, и в наши дни мощность станции достигла уже внушительной величины-360 тысяч киловатт.
Воздействия электроэнергия на человека и окружающую среду.
Современное общество невозможно представить без электрификации производственной деятельности. Уже в конце 80-х годов более 1/3 всего потребления энергии в мире осуществлялось в виде электрической энергии. К началу следующего века эта доля может увеличиться до 1/2. Такой рост потребления электроэнергии прежде всего связан с ростом ее потребления в промышленности. Основная часть промышленных предприятий работает на электрической энергии. Высокое потребление электроэнергии характерно для таких энергоемких отраслей, как металлургия, алюминиевая и машиностроительная промышленность.
При этом и загрязняется окружающая среда. АЭС сбрасывают радиоактивные отходы в реки, использованное радиоактивное топливо трудно хронить, и если произойдет авария то будут катастрофические последствия. ГЭС - это своеобразная плотина, которая может разрушиться под напором воды и унести с собой сотни человеческих жизней. ТЭС загрязняют воздух дымом и копотью.
В домашнем быту электроэнергия опасна в основном для человека (реже - когда из-за электроприборов загораются дома и весь дым уходит в атмосферу, загрязняя ее). Многие из нас познакомились с электричеством еще в далеком наивном детстве. Загадочная розетка электрическая внушали нам страх и любопытство одновременно, но, как правило, детям к ним подходить было строжайше запрещено.
Электротравма опасна прежде всего воздействием тока на сердечно-сосудистую систему. Напряжение от 36 вольт и выше вполне способно вызвать остановку сердца или дыхания, однако убивает не напряжение, а сила тока. Известные всем искорки статического электричества на одежде, которые мы практически не ощущаем, являются электрическими разрядами, достигающими напряжения в 7 000 В, а безобидная радиоточка может вполне чувствительно вас «укусить», хотя напряжение в радиосети не превышает 18 В. Смертельный исход вызывает электрический удар, при котором ток поражает все системы организма. Происходит резкий спазм скелетных и дыхательных мышц и внезапная остановка сердца. Наши мышцы реагируют на электрический потенциал максимальным сокращением именно по этой причине человек, пораженный ударом тока, уже не способен самостоятельно отпустить провод. Чем выше сила тока, тем сильнее конечности пострадавшего В«приклеиваютсяВ» к месту контакта.
Большое значение имеет и время воздействия электричества на организм. Длительный контакт, как правило, приводит к смертельному исходу либо на месте поражения, либо спустя некоторое время. Пострадавший может продолжать жить до тех пор, пока не остановится сердце.
Воздействие тока на мозг абсолютно безболезненно, но мгновенно и разрушительно у многих пострадавших при вскрытии мозговое вещество оказывалось в буквальном смысле изжаренным, точно голова человека побывала в СВЧ-печи.
В медицинской литературе описаны феномены, когда некоторые из людей оказывались совершенно не чувствительны к воздействию безусловно смертельных величин силы тока и напряжения. Как оказалось, причиной всему является сопротивление верхнего слоя кожи. Этот показатель чрезвычайно высок у птиц, которые, как известно, свободно сидят на проводах троллейбусных и трамвайных линий. Вы скорее всего замечали, что некоторые из ваших друзей равнодушно чинят розетки и прочую электрическую арматуру, совершенно не заботясь о том, отключен ли в квартире ток. Наверняка ранее они уже познакомились с напряжением в 220 вольт, которое не вызвало у них сильной боли или других неприятных ощущений. Это произошло потому, что кожа этих людей отличается высоким сопротивлением и не проводит электричество.
На степень поражения влияет, конечно, сила тока, а также влажность рук, путь тока и общее состояние организма. Известен случай, когда женщина, занятая мытьем окон, наступила на работающий холодильник именно в этот момент и произошел удар током. Все было бы не так опасно, если бы она не держалась левой рукой за трубу отопления электричество прошло прямо через сердце.
Сопротивление кожи во время воздействия электрического тока резко падает, поэтому так важно время контакта тела с проводником. Своевременное отключение рубильника спасает жизнь лучше любой реанимационной бригады, присутствие которой возле человека, долгое время находившегося под напряжением, может оказаться уже бесполезным.
Резко снижает порог электрического сопротивления кожи нервное возбуждение и состояние алко- I гольного опьянения, поэтому никогда не прикасайтесь к электричеству в подобном состоянии.
Для работы следует применять изолирующие перчатки и коврик из резины, но всегда помните на любую изоляцию может найтись и соответствующая сила тока. В сети электроснабжения часто случаются скачки напряжения, при которых сила тока "возрастает до нескольких десятков ампер.
Электричество высоких напряжений по своему воздействию на организм подобно удару лазерного луча. Ткани в месте контакта обугливаются и прожигаются, а по всему пути следования тока образуется зона поражения, как при ожоге пламенем.
Хорошим изолирующим средством являются обычные резиновые калоши или сапоги. Напряжение и сила тока в городской сети не нанесут вам вреда, если вы в момент контакта не замкнете собой электрическую цепь.
Народная медицина дает разные советы, направленные на спасение жизни пострадавшего от электротока, но лучше вам запомнить некоторые основные правила современной реанимации.
Если вы стали свидетелем того, как человек пострадал от тока, то в первую очередь постарайтесь как можно быстрее отключить ток поднимите рубильник или выдерните из розетки штепсель. Отодвинуть провод, находящийся под током, можно сухой деревянной палкой или любым другим достаточно длинным предметом.
Всегда следует помнить о так называемой критической зоне. Она представляет из себя пространство вокруг лежащего на земле электрического провода, который продолжает оставаться под напряжением.
Трансформаторные будки оснащены специальной релейной системой, которая должна отключать ток при повреждении магистрали, но практика показывает, что это происходит не всегда.
Электричество от упавшего провода растекается по земле в радиусе 1 м. Напряжение падает пропорционально расстоянию, но и по краям опасного пространства силы тока вполне достаточно для нанесения человеку электрической травмы.
Главным образом это имеет значение для зоны, которая создается вокруг оборвавшегося провода ЛЭП, так как релейная защита не срабатывает по большей части именно в подобных случаях. Понятно, что пострадавшего уже никак не удастся спасти, ведь в этих линиях течет ток колоссальной силы.
Известны случаи, когда люди расставались с жизнью, забравшись на крышу вагона электропоезда. Контактная сеть, имея напряжение в 27 000 В, образует вокруг фазового провода, который как раз и находится вверху, полуметровое смертельное пространство: человека просто-напросто подтягивает к токонесущей магистрали присутствующее вокруг нее мощное магнитное поле.
Во время оказания первой помощи пострадавшему от электрического тока, который все еще продолжает оставаться в контакте с проводником, ни в коем случае не касайтесь открытой поверхности его тела. Вы подвергнетесь точь-в-точь такому же электрическому удару и нуждающихся в помощи людей станет уже двое. В этих условиях человека следует оттаскивать только за одежду! Прервав контакт и. вытащив пострадавшего из опасной зоны, вы должны немедленно уложить его на ровную и твердую поверхность, так как весьма вероятно, что возникнет необходимость в проведении искусственного дыхания.
У многих в течение ближайших минут после электрического удара развивается шок. Если вы видите, что у пострадавшего имеется выраженное двигательное и речевое возбуждение: например, он многословен и пытается бежать, то его необходимо насильно удерживать на месте до прибытия врача или бригады скорой медицинской помощи. При всех случаях шока вероятность смертельного исхода увеличивается во много раз.
Правила оказания помощи пострадавшему от электрического тока:
- прежде всего постарайтесь отключить подачу электроэнергии;
- в том случае, когда это не удается, попробуйте прервать контакт конечностей пострадавшего с источником тока;
- человека следует оттаскивать исключительно за одежду и ни в коем случае не касаться его кожи;
4 . в тех случаях, когда напряжение и сила тока в сети неизвестны, следует предполагать диаметр критической зоны в 1,5 м на сухой земле и 3 м на мокрой или влажной.
unit.photogdz.ru
Реферат на тему: «Солнечная энергия»
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФФедеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ЯДЕРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ «МИФИ»
ОБНИНСКИЙ ИНСТИТУТ АТОМНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ (ИАТЭ НИЯУ МИФИ)
Факультет заочного обученияРеферат
на тему: «Солнечная энергия»
| Выполнил: | студент гр.АЭС-08 Сорокин А.С. | |
| Проверил: | Мурогов В.М. |
О солнце и его энергии написаны сотни книг. О нём пишут физики и
химики, астрономы и астрофизики, географы и геологи, биологи и инженеры. И
в этом нет ничего удивительного. Ведь солнце является источником жизни для
всего земного. Солнце испаряет воду с океанов, морей, с земной поверхности.
Оно превращает эту влагу в водяные капли, образуя облака и туманы, а затем
заставляет её снова падать на Землю в виде дождя, снега, росы или инея,
создавая, таким образом, гигантский круговорот влаги в атмосфере. Солнечная
энергия является источником общей циркуляции атмосферы и циркуляции воды в
океанах. Она как бы создаёт гигантскую систему водяного и воздушного
отопления нашей планеты, перераспределяя тепло по земной поверхности.
Солнечный свет, попадая на растения, вызывает у него процесс фотосинтеза,
определяет рост и развитие растений; попадая на почву, он превращается в
тепло, нагревает её, формирует почвенный климат, давая тем самым жизненную
силу находящимся в почве семенам растений, микроорганизмам и населяющим её
живым существам, которые без этого тепла пребывали бы в состоянии анабиоза
(спячки).
А разве могли бы обойтись без солнца люди и животные? Конечно, нет.
Они, если не прямо, то косвенно зависят от него, поскольку не могут жить
без воды и без пищи.
Итак, Солнце – это основной источник энергии на земле и первопричина,
создавшая большинство других энергетических ресурсов нашей планеты, таких,
как запасы каменного угля, нефти, газа, энергии ветра и падающей воды,
электрической энергии и т.д.
Энергия Солнца, которая в основном выделяется в виде лучистой энергии,
так велика, что её трудно даже себе представить. Достаточно сказать, что на
Землю поступает только одна двухмиллиардная доля этой энергии, но она
составляет около 2,5(1018 кал./мин. По сравнению с этим все остальные
источники энергии, как внешние (излучение луны, звёзд, космические лучи),
так и внутренние (внутренние тепло Земли, радиоактивное излучение, запасы
каменного угля, нефти и т.д.) пренебрежительно малы.
Солнце - самая близкая к нам звезда представляющая собой огромный
светящийся газовый шар, диаметр которого примерно в 109 раз больше диаметра
Земли, а его объём больше объёма Земли примерно в 1 млн. 300 тыс. раз.
Средняя плотность Солнца составляет около 0,25 от плотности нашей планеты.
Поскольку солнце не твёрдый, а газовый шар, говорить о его размерах
следует условно, понимая под ними размеры видимого с Земли солнечного
диска.
Внутренняя часть солнца не доступна наблюдению. Она представляет собой
своеобразный атомный котёл гигантских размеров, где под давлением около 100
миллиардов атмосфер происходят сложные ядерные реакции, во время которых
водород превращается в гелий. Они-то и являются источником энергии солнца.
Температура внутри солнца оценивается в 16 миллионов градусов.
О том, что это за температура, английский учёный Д.Джинс в книге
«Вселенная вокруг нас» говорит следующие: «… булавочная головка вещества,
нагретого до температуры, которое царит в центре солнца, излучала бы
столько тепла, что человек, находящийся на расстоянии в 150 км от неё
сгорел бы мгновенно». Газ, который бушует в недрах Солнца, не только
необычайно горяч, но и очень тяжёл. Его плотность в 11,4 раза превышает
плотность Солнца. В этом атомном котле возникают невидимые рентгеновские
лучи. Прежде чем достигнуть поверхности Солнца, они проходят очень
извилистый путь, преодоление которого занимает около 20 тыс. лет. Чем ближе
они приближаются к поверхности Солнца, тем всё больше увеличиваются длины
волн, а частота колебаний уменьшается, пока они не превращаются в
ультрафиолетовый и видимый свет.
По мере изменения характера лучистой энергии меняется и температура
Солнца. На расстоянии ѕ радиуса от центра она снижается примерно до 150
тыс. градусов. Наблюдать с Земли можно только внешнюю оболочку Солнца
(фотосферу). Она-то и излучает солнечную радиацию. Толщина фотосферы всего
около 300 км, а температура её поверхности 5700 градусов.
Выше слоя фотосферы располагается солнечная атмосфера. Солнечную
атмосферу учёные разделяют на две части. Нижний её слой, где вспыхивают
языки пламени солнечного газа, называется хромосферой, а верхний –
практически безграничный слой – солнечной короной. Температура её газов
достигает миллионов градусов, то есть в тысячи раз выше, чем температура
фотосферы.
Столь огромное повышение (а не понижение) температуры солнечных газов
по мере удаления от солнца учёные объясняют возникновением ударных волн,
рождающихся чудовищной силой шумом, который происходит на поверхности
светила.
Современные исследования космических станций показывают, что газы
солнечной короны заполняют всё межпланетное пространство солнечной системы.
Газовые частицы, непрерывно излучаемые солнечной короной (корпускулы),
образуют в межпланетном пространстве своеобразный «солнечный ветер». О
некоторых свойствах этого ветра можно узнать, наблюдая поведение комет или
магнитное возмущения в верхних слоях атмосферы, расположенных в близи
магнитных полюсов Земли.
Скорость газовых частиц, образующих «солнечный ветер» 300 – 500, а по
некоторым данным даже 800 км в секунду. Благодаря этому «ветру» Солнце
непрерывно теряет не только энергию, но и массу. Он ежегодно уносит от
Солнца около 1,4(1013 тонн вещества. Но, хотя эта цифра и астрономическая,
потери солнечной материи, по сравнению с общей массой Солнца, так малы, что
могут привести к уменьшению её на 1% лишь через 100 миллиардов лет.
Земля, как, впрочем, и все планеты солнечной системы окружена не
безвоздушным холодным пространством, а раскалённым корональным газом,
температура которого достигает десятков тысяч градусов. Верхний разряжённый
слой атмосферы Земли (экзосфера) как бы сливается с этим потоком летящих от
солнца горячих газов. Поэтому и температура частиц воздуха здесь достигает
сотен градусов ниже нуля.
Помимо газовых частиц (корпускул), которые, как я сказал, летят от
Солнца со скоростью 300 – 500 и более км/сек. и достигают поверхности Земли
примерно через 8 – 10 минут, Солнце излучает энергию в виде
электромагнитных волн различной длины и частоты, начиная от нескольких
Ангстрем (1 микрон = 10000 Ангстрем) и заканчивая очень длинными
радиоволнами. Основная часть приходящей на Землю солнечной радиации лежит в
пределах 0,17 – 24 микрона, причём 99% этой радиации приходится на участок
спектра от 0,17 до 4 микрон. Радиация Солнца с длинами волн меньше 0,17
микрон поглощается верхними слоями атмосферы, и измерить её можно только
поднявшись на большие высоты. Эта коротковолновая ультрафиолетовая радиация
Солнца является очень опасной для жизни живых организмов. Если бы атмосфера
не предохраняла нас от неё, то жизнь на Земле была бы невозможной.
Солнечная радиация с длинами волн больше 24 микрон составляет
ничтожно малую величину и в практических расчётах не учитывается. Весь
остальной спектр радиации Солнца (от 0,17 до 4 микрон) обычно делят на три
части. Первая часть – ультрафиолетовая радиация (от 0,17 до 0,35 микрона).
За сильное воздействие на живые организмы её иногда называют химической
радиацией. Именно она вызывает изменения в составе кожного пигмента и
образует солнечный загар, а при длительном воздействии – эритему или ожог.
При длительном облучении она губительно действует на многие микроорганизмы.
Однако, несмотря на значимость этой радиации в жизни растений и животных,
её доля в энергетическом балансе Земли не превышает 7 процентов.
Вторую часть солнечного спектра (от 0,35 до 0,75 микрона) составляет
световая радиация, то есть то, что мы называем солнечным светом. На долю
этой радиации в энергетическом балансе приходится уже 46 процентов.
И наконец, третью часть солнечного спектра (от 0,76 до 4 микрон и
далее) образует так называемая инфракрасная, уже невидимая для глаза,
радиация (47 процентов).
Если смотреть на Солнце через тёмное стекло, туман или дымку
(особенно, когда оно находится близко к горизонту), то можно увидеть
огромное тёмное пятно. В действительности оказывается, что это пятно,
являющееся основанием фотосферы, отнюдь не сплошное и по внешнему виду
напоминает вымощенную булыжником мостовую.
Наблюдения показывают, что поверхность Солнца никогда не бывает
спокойна. Углубления на этой «мостовой» иногда сливаются между собой,
образуя большие тёмные пятна, свидетельствующие о сильных вертикальных
движениях солнечных газов; во время солнечной активности таких пятен
одновременно может насчитываться несколько, в спокойные же периоды
поверхность Солнца месяцами может оставаться чистой. Изучая частоту и
интенсивность полярных сияний, которые увеличиваются и усиливаются в период
солнечной активности, учёные установили, что солнечная активность имеет
свою периодичность 2, 6, 11, 26, и около 100 лет. Особенно хорошо
прослеживается 11-летний цикл.
В те годы, когда максимумы или гребни этих волн накладываются друг
на друга, усиление солнечной активности происходит наиболее резко. Такая
ситуация произошла в 1957 году, который учёные выбрали в качестве
Международного геофизического года для организации своих аблюдений
одновременно на всём земном шаре. В этот год число пятен (оно измеряется в
условных единицах, называемых числами Вольфа) достигло рекордного за
последние 250 лет значение
Активность Солнца влияет на процессы, происходящие как на Земле, так и
в атмосфере. С её усилением в атмосфере происходят магнитные возмущения,
магнитные бури, ухудшается или даже прекращается прохождение радиоволн.
Установлено большое влияние солнечной активности на погоду и даже на
климат, а также на геофизические процессы, происходящие в твёрдой оболочке
Земли.
Дело в том, что так называемая плоскость эклиптики, в которой
происходит вращение Земли вокруг Солнца, наклонена к солнечному экватору
всего на 70 . Это означает, что к Земле поступает лучистая энергия и
корпускулярное излучение только из узкой экваториальной области Солнца.
Вместе с тем астрономами установлено, что в период усиления солнечной
активности образовавшиеся на Солнце пятна постепенно сползают от солнечных
полюсов в зону солнечного экватора. Это приводит к тому, что в эти периоды
к Земле приходит значительно больше ультрафиолетовых лучей и радиации
сверхкоротких длин волн. Их влияние сказывается главным образом, на высоких
слоях атмосферы и мало отражается на интенсивности прямой радиации,
приходящей к земной поверхности.
В высоких слоях атмосферы под влиянием ультрафиолетовой радиации
Солнца молекулы кислорода О2 расщепляются пополам, или, как говорят,
диссоциируются (О2 ( О + О). Образовавшиеся в результате диссоциации
свободные атомы кислорода очень неустойчивы, они быстро присоединяются к
какой-либо другой молекуле кислорода, образуя новый газ, называемый озоном
(О3).
Наибольшая концентрация озона наблюдается в слое атмосферы от 10 до 30
км над поверхностью. Поэтому его часто называют озоновым слоем. Этот слой
озона имеет очень высокое значение при формировании климата не только в
свободной атмосфере, но и земной поверхности. Дело в том, что озон
поглощает значительную часть тепловых лучей, испускаемых земной
поверхностью в мировое пространство. Поглотив их, он, во-первых, нагревает
слой воздуха, в котором содержится, а во-вторых, возвращает тепло обратно
на Землю, препятствуя её охлаждению. Он действует наподобие рамы в парнике,
таким образом, возникает тепловой эффект, который он оказывает на
поверхность нашей планеты этот эффект называется парниковым.
С увеличением интенсивности солнечного излучения количество озона в
атмосфере увеличивается, а его максимальная интенсивность перемещается с
высоты 28 – 30 км на высоту 10 – 11 км. Благодаря такому перераспределению
озона при ясном небе равновесная температура у поверхности Земли может
повыситься на несколько градусов, что в свою очередь, сказывается на
изменении давления воздуха у земной поверхности, а вместе с ним – на общей
циркуляции атмосферы. Примерно каждые два года, а точнее каждые 26 месяцев,
ветры от западных переходят к восточным, а затем снова к западным.
Но солнечная активность связана не только с количеством и площадью
солнечных пятен. Имеются и другие астрономические условия, усиливающие или
ослабляющие поступление солнечной радиации к границам земной атмосферы и
создающие свою цикличность. Одним из таких условий является 27-дневный
период вращения Солнца вокруг своей оси. В связи с этим вращением возникшие
или скопившиеся в какой-либо части солнечного экватора тёмные пятна
появляются или исчезают с видимого диска Солнца, изменяя тем самым
количество солнечной радиации, излучаемой в сторону Земли. Такой 27-дневный
цикл не может не повлиять на погоду и другие геофизические процессы,
происходящие на земной поверхности и в атмосфере.
Вот какие данные о волнах холода в Петербурге приводит, например,
доктор геофизических наук Т.В. Покровская (1967 г.). В первый день
календаря каждого месяца среднее число волн холода равно двадцати, на
десятый день – двенадцати, на девятнадцатый – сорока, на двадцать шестой –
тридцати семи. Как видно из сказанного, в первую половину любого месяца
года вероятность тёплой погоды в Петербурге примерно в 2 - 3 раза выше, чем
в конце месяца.
С ещё более продолжительными циклами солнечной активности, равными в
среднем 7 годам, связанны, по-видимому, дождливые годы на западном
побережье Южной Америки, которые повторяются через каждые 7 лет, а также
суровые зимы на северо-западе России, наблюдающиеся через такой же
промежуток времени.
Не без влияния Солнца образуются в атмосфере и на Земле известные в
народе ещё с древнейших времён так называемые крещенские и сретенские
морозы или частые грозы в ильин день (2 августа). Ученые, обработав записи
грозорегистраторов за последние годы, обнаружили, что они имеют чёткую
периодичность, причём наибольшая активность гроз из года в год наблюдается,
если не в те дни, которые установлены народными приметами (ильин день, день
Самсона и т.д.), то близко от них.
Значительное влияние указывает усиление солнечной активности не только
на процессы, но и на состояние самого человека. Ещё в середине века химики
заметили любопытное явление: некоторые коллоидные растворы ни с того ни с
сего начинают терять коллоидную устойчивость. Взвешенные в них вещества
вдруг выпадают в виде осадка, а красители обесцвечиваются. Специалисты
фетрового и войлочного производств ещё раньше заметили, что при
определённых условиях фетр и войлок очень трудно выделывается. В цементной
промышленности в тоже время высококачественные сорта цемента плохо
цементируются и т.д.
Итальянскому химику Пикарди удалось установить тесную связь этих
оригинальных явлений с магнитными бурями, а через них - и с солнечной
активностью. Оказалось, что нарушение коллоидального равновесия некоторых
растворов всегда связано с усилением солнечной активности и увеличением
корпускулярного излучения Солнца. Позднее врачи установили, что состояние
людей с сердечно-сосидистыми заболеваниями ухудшается при повышении
солнечной активности. Причина здесь кроется в изменении состоянии крови,
которая, будучи своеобразным коллоидом, также оказалась подвержена
воздействию повышенного излучения Солнца. Медики уже нашли некоторые
способы защиты от их вредного действия. Иное влияние оказывает солнечное
излучение в периоды спокойного Солнца. В это время увеличивается
поступление солнечной энергии в световой части спектра, а вместе с ней
возрастает и интенсивность прямой радиации у земной поверхности. Поэтому
становится понятным такое, казавшиеся раньше необъяснимым, явление природы,
как увеличение на Земле в 3 – 4 раза числа жестоких засух. Они наблюдаются
как раз в периоды минимума солнечной активности или предшествуют этим
периодам.
Список литературы:
1. Г.А. Гуреев «Земля и небо».
2. Лилия Алексеева «Небесные сполохи и земные заботы».
3. Н.П. Русин, Л.Л. Флит «Солнце на земле».
100-bal.ru
|
|
..:::Счетчики:::.. |
|
|
|
|
|
|
|
|