Střední škola stavební Jihlava 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 Jaderná syntéza - fúze atomových jader „Těžký“ vodík deuterium
Jaderné štěpení
Lehčí atom: „troska“ U 235
2 – 3 rychlé neutrony
Atom uranu 235 Velké množství energie
Lehčí atom: „troska“ U 235
„Těžký“ vodík deuterium
Teplota: 107 °C
Hélium
Velké množství energie
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.
