بخشی از پاورپوینت
اسلاید 1 :
به نام خدا
انرژي و توسعه پايدار
اسلاید 4 :
تاریخچه
در سال 1929 ژرژ کلود فرانسوی ، استفاده از انرژی حرارتی دریاها را به مرحله عمل در آورد. در ایالات متحده در سال 1979 با استفاده از اختلاف دمای میان آبهای سرد عمق اقیانوس و آبهای گرم سطح اقیانوس ، الکتریسیته تولید شد.
اولین مرکز کوچک آمریکایی 10 کیلو وات تولید کرده است و در چند سال آینده مراکزی با صدها مگاوات بوجود خواهد آمد.
در فرانسه مطالعاتی انجام شده و در دست تهیه است تا از آبهای آنتیل یا آبهای حوالی زلاندنو بصورت اقتصادی بهره برداری شود. دمای سطح اقیانوس در نواحی گرم معمولا 25 تا 28 درجه سانتیگراد است.
بنا به اصل دوم ترمودینامیک ، اصل کارنو ، یک ماشین حرراتی میتواند بین یک منبع گرم و یک منبع سرد کار کند.
اسلاید 5 :
از زمانی که انسانهای اولیه شروع به استفاده از انرژی کردهاند تا به حال ، انرژی به انرژیهای قدیمی و انرژیهای نو تقسیم بندی میشود.
انرژیهای قدیمی شامل: چوب ، زغال سنگ ، انرژی باد (برای کشتیهای بادی) ، نفت و . میباشند.
انرژیهای نو شامل: انرژی خورشید ، باد (برای ماشینهای بادی امروزی) ، هیدروژن ، اتم ، انرژی هستهای و . هستند.
این روزها همه صحبت از صرفه جویی در مصرف انرژی است و دانشمندان بیشترین تلاش خود را صرف پیدا کردن راههایی برای بدست آوردن انرژی بیشتر و ارزانتر میکنند و از باد ، خورشید ، جزر و مد دریاها و انرژی موجود در اتمها نیز مدد میجویند. اما جالب است بدانید که همین دانشمندان هم به سختی میتوانند، تعریف دقیقی از انرژی ارائه کنند.
اسلاید 6 :
اگر انرژی را به صورت "کار ذخیره شده" یا "توانایی انجام کار" تعریف کنیم، توانستهایم تا حدود زیادی تعریفی از انرژی ارائه نمائیم. هر چند که این تعریف چندان جامع و کامل نیست. در حقیقت وجود ما و دنیای اطراف ما بدون وجود انرژی و حتی تبدیل آن به صورتهای گوناگون امری محال است. لذا انرژی نه از بین میرود ونه به وجود میآید!
در تعریف انرژی میتوانیم بگوییم که: انرژی توانایی انجام کار است. یعنی تمامی موجودات برای انجام کار باید غذا مصرف کنند تا این غذا بصورت انرژی در ماهیچههای آنها ذخیره شود که در موقع لازم بتوانند از آن استفاده کنند. با پیشرفت و انقلاب تکنولوژیک تمامی دستگاهها و ماشینها به نوعی از انرژیهای مختلف استفاده میکنند. مثلا ماشین بنزین مصرف نکند برای ما نمیتواند کار انجام دهد یا یخچال انرژی الکتریکی مصرف نکند، نمیتواند عمل سرمایشی انجام دهد.
اسلاید 7 :
در حقیقت انرژی همواره از صورتی به صورت دیگر تبدیل میشود و همین امر کارها را به سرانجام میرساند. برای نمونه انرژی موجود در دریاچههای پشت سدها ، انرژی ارتفاعی است. خودورهای در حال حرکت ، مثل بسیاری از اشیا متحرک دیگر ، دارای انرژی حرکتی هستند. در کمان تیراندازی انرژی کششی نهفته است و در ابرهای باران زا نیز میتوانیم انرژی الکتریکی را بیابیم.
اسلاید 8 :
انرژی ( از واژه یونانی به معنی فعالیت ) یا کارمایه، در فیزیک و دیگر علوم، یک کمیت بنیادین فیزیکی است. انرژی کمیتی است که برای توصیف وضعیت یک ذره، شی یا سامانه به آن نسبت داده می شود.
تا به امروز گونههای متفاوتی از انرژی شناخته شده که با توجه به نحوهٔ آزاد سازی و تأثیر گذاری به دستههای متفاوتی طبقهبندی میشوند :
از آن جمله میتوان انرژی جنبشی، انرژی پتانسیل، انرژی گرمایی، انرژی الکترومغناطیسی، انرژی شیمیایی و انرژی الکتریکی و انرژی هستهای را نام برد.
انرژی الکترو مغناطیسی در آذرخش.
اسلاید 9 :
منابع انرژی
ما برای تأمین انرژی مورد نیاز خود سه گروه انرژی را در اختیار داریم :
گروه اول مواد سوختی سنگوارهای ، از قبیل زغال سنگ ، نفت و گاز طبیعی هستند که بازمانده گیاهان و جانورانی میباشند که میلیونها سال قبل میزیستهاند.
جالب اینکه ، این منابع بسیار مهم انرژی ، که میتوان از آنها دارو و بسیاری از مواد مصنوعی ارزشمند دیگر را تهیه کرد، در حجم وسیعی سوزانده میشوند.
اسلاید 10 :
گروه دوم منابع انرژی تجدید شدنی است. مانند خورشید ، باد ، جزر و مد ، نیروی آب و گرمای محیط ، که بدون دخالت انسان خود به خود تجدید میشوند و به محیط زیست نیز صدمه نمیزنند.
گروه سوم نیز "مواد سوختنی هستهای" مانند "اورانیوم" و "پلوتونیوم" هستند که انرژی عظیم و شگفت آوری را برای ما به ارمغان میآورند و این انرژی از هسته اتم به عمل میآید.
از سوختن یک کیلوگرم زغال سنگ تقریبا هشت کیلو وات ساعت حرارت بدست میآید، در صورتی که از یک کیلوگرم اورانیم 23000000 کیلو وات ساعت حرارت حاصل میشود.
البته این انرژی در صورت استفاده نادرست خطرات غیر قابل باوری را به همراه میآورد.
متأسفانه استفاده چندانی از اینگونه انرژیها به عمل نمیآید.
اسلاید 11 :
انرژی را به صورت دیگر نیز دسته بندی میکنند.
برای نمونه آن را به دو دسته انرژی اولیه و ثانویه تقسیم بندی میکنند.
"انرژی اولیه" انرژی بدست آمده از موادی است که بطور طبیعی وجود دارند، که از جمله میتوان از نفت خام ، گاز و زغال سنگ نام برد. در حالی که "انرژی ثانویه" آن دسته از انرژیهایی هستند که از ناقلان انرژی اولیه بدست میآیند. مانند جریان الکتریکی ، بنزین و مواد سوختنی گرمازا.
متأسفانه ، هنوز علم انسان آنقدر پیشرفت نکرده است که از قسمت اعظم انرژی استفاده کند، زیرا تنها قسمت بسیار کوچکی از آن بصورت مفید به مصرف میرسد که از این مقدار کم ، بیشترین سهم به مصرف در لوازم خانگی اختصاص دارد و صنایع در ردیف دوم قرار دارند و وسایل نقلیه عمومی در ردیف بعد قرار دارند.
اسلاید 12 :
۱- اکسرژی (بخش مفید انرژی)
۲-انرژی ( بخش غیر مفید انرژی ( انرژی در واقع به نوعی از انرژی تبدیل می شود که در آن شرایط برای ما مفید نمیباشد )).
عامل، حامل و منبع همه گونه انرژی هایی که بشر از آن استفاده میکند (انرژی مواد فسیل، انرژی آبی و غیره) خورشید است، بجز انرژی هسته ای.
در علم فیزیک انرژی را به دو بخش تقسیم می کنند:
انرژی خورشیدی (حاصل جوشش هستهای اتمهای هیدروژن)
اسلاید 13 :
طبق نظریهٔ نسبیت مجموع"جرم و انرژی" پایدار و تغییر ناپذیر است (و آن را قانون پایستگی انرژی می نامند)؛ بدین معنا که انرژی از شکلی به شکل دیگر و یا به جرم تبدیل شود ولی هرگز تولید یا نابود نمیشود.
بر طبق تئوری نور، بقای جرم و انرژی پیامدی از این اصل است که قوانین فیزیکی در طول زمان بدون تغییر باقی میمانند. انرژی هر جسم (طبق نسبیت خاص) جنبش ذرات بنیادی آن جسم است و مقدار آن از معادلهٔ معروف آلبرت اینشتین بدست می آید:
(باید توجه کرد که این معادله تنها انرژی موجود ذرات را بدست میدهد و نه دیگر گونههای انرژی (مانند جنبشی یا پتانسیل).
اسلاید 14 :
با توجه به نیاز روز افزون به منابع انرژی و کاهش منابع سوخت فسیلی ضرورت سالم نگهداشتن محیط زیست، کاهش آلودگی هوا، محدودیتهای برق رسانی و تامین سوخت برای نقاط روستایی دور افتاده و. استفاده از انرژیهای نو مانند، انرژی آب، انرژی باد، انرژی خورشید، انرژی هیدروترمال و. میتواند جایگاه ویژهای داشته باشد.
براساس پیش بینی دانشمندان و آژانس بینالمللی انرژی تقاضای مصرف و تولید انرژی در آینده نیز افزایش سریع و نگران کنندهای خواهد داشت. به طوری که از سال ۱۹۹۸ تا ۲۰۱۰ تقاضای جهانی برای برق با ۳۰٪ افزایش به ۲۰۵۸۲ تراوات و با ۵۰٪ افزایش به ۲۷۳۲۶ تراوات رسیده است. از سویی بر اساس مطالعات دانشمندان تا سال ۲۰۴۰ نیروی باد ۲۰٪الکتریسیته جهان را تامین میکند.
اسلاید 15 :
انرژی باد نسبت به سایر منابع انرژی بازگشت نا پذیر از ویژگیهایی و مزایایی بالاتری میباشد. که اهم آنها عبارتند از:
عدم نیاز به تامین نیروی انسانی زیاد،
عدم نیاز به سوختهای فسیلی رایگان و صرفه اقتصادی بودن،
تداوم و همیشگی بودن تولید انرژی،
تامین کننده بخشی از تقاضای انرژی جامعه،
استهلاک سرمایه گذاری کمتر،
بازده اقتصادی بالاتر در مدت بلند،
تنوع بخشیدن به منابع انرژی،
عدم نیاز به آب فراوان،
عدم نیاز به زمین برای نصب توربینهای بادی،
عدم آلودگی زیست محیطی
اسلاید 16 :
انرژی نو یا انرژی جایگزین به آن دسته از انرژیها گفته میشود که برای تولیدشان از منابع بدون کربن استفاده میگردد؛ مانند انرژی خورشیدی، انرژی بادی، انرژی دریایی، زمین گرمایی، نیروگاههای آبی و کربن خنثی مانند زیست توده. از هیدروژن نیز که در پیلهای هیدروژنی قادر به ذخیره انرژی است، به عنوان انرژی نو نام برده میشود.
این نوع انرژیها معایب سوختهای فسیلی مانند افزایش غلظت دیاکسیدکربن و در نتیجه افزایش دمای کره زمین و تغییرات آب و هوایی و آلودگی زیست محیطی را ندارد علاوه بر این منابع تولید آنها تمام ناشدنی و بدون محدودیت است.
توسعهٔ این نوع از انرژیها با توجه به عوامل مختلف بهویژه هزینه اولیه و قیمت تمام شده بالا و نبود سیاستهای حمایتی، با مشکلاتی مواجهاست.
انرژی هاي نو
اسلاید 17 :
انرژی خورشید
طبیعت انرژی خورشید
خورشید، گوی غول پیکر درخشانی در وسط منظومه شمسی و تامین کننده نور، گرما و انرژی های دیگر زمین است. تقریبا تمامی منابع انرژی روی زمین بوسیله خورشید تامین می گردد.
فقط انرژی اتمی، انرژی داخل زمین و آن قسمتی از انرژی جذر و مد که بوسیله نیروی جاذبه ماه می باشد بوسیله خورشید تامین نمی شود.
اسلاید 18 :
انرژی خورشید به واسطه واکنش های ترکیبی اتمی در اعماق هسته آن تامین می شود.
در یک واکنش ترکیبی دو هسته اتم با یکدیگر همراه شده و هسته ای جدید را به وجود می آورند.
ترکیب هسته ای در مرکز خورشید به دلیل دما و تراکم فوق العاده زیاد می تواند صورت پذیرد.
از آنجائیکه بار ذرات مثبت است، تمایل به دفع یکدیگر دارند اما دما و تراکم هسته خورشید به قدری زیاد است که می تواند آنها را در کنار یکدیگر نگاه دارد.
اسلاید 19 :
رایج ترین ترکیب هسته ای در مرکز خورشید زنجیره پروتون-پروتون نام دارد.
این فرایند زمانی انجام می گیرد که ساده ترین شکل از هسته های هیدروژن (دارای یک پروتون) در یک آن کنار هم قرار می گیرند.
نخست، هسته ای متشکل از دو ذره به وجود می آید، سپس هسته ای با سه ذره و در نهایت هسته ای با چهار ذره شکل می گیرد.
در این فرایند همچنین یک ذره الکتریکی خنثی به نام نوترینو پدیدار می گردد.
اسلاید 20 :
هسته نهایی شامل دو پروتون و دو نوترون است که در واقع هسته هلیوم می باشد.
جرم این هسته به مقدار بسیار اندکی کمتر از جرم چهار پروتونیست که هسته از آن تشکیل شده است.
جرم از دست رفته به انرژی تبدیل شده است. این مقدار از انرژی به کمک فرمول مشهور فیزیکدان آلمانی، آلبرت انیشتین، E=mc2 قابل محاسبه است.
در این معادله E به معنای انرژی، m به معنای جرم و c به معنای سرعت نور می باشد.
