Menu
Menu
Żyjemy w momencie przełomu. Transformacja energetyczna jest jednym z najważniejszych wyzwań, przed jakim stajemy. Musimy zmienić sposób, w jaki wytwarzamy energię, rozwijając rozwiązania bardziej ekologiczne i przyjazne dla naszej planety.
Co będzie odpowiedzią na rosnące zapotrzebowanie na energię? Źródła odnawialne? Wodór? Energia jądrowa, a może jednak termojądrowa?
Zobacz też, jaką drogę przeszliśmy od silnika parowego, przez żarówkę, po magazyny energii – i jak te wynalazki zmieniały naszą cywilizację.
Energia to jedno z kluczowych i pierwotnych pojęć fizyki – nie jest jednak jednoznacznie zdefiniowana. Najkrócej to właściwość lub stan, który umożliwia wykonywanie pracy lub przeprowadzenie procesu fizycznego, wpływa na ruch i przemiany w materii.
Istnieje wiele różnych form energii: kinetyczna, potencjalna, cieplna, elektryczna, magnetyczna, chemiczna czy jądrowa. Energia nie może być zniszczona ani stworzona, ale może być przekształcona z jednej formy w inną.
A skąd pochodzi cała nasza energia biosfery? Otóż z naszej lokalnej gwiazdy macierzystej – Słońca!
Skąd ją naturalnie czerpiemy? Ze źródeł nieodnawialnych i odnawialnych energii.
Te nieodnawialne, czyli takie, których zasoby wyczerpują się, to: paliwa kopalne, czyli węgiel, ropa naftowa, czy gaz ziemny.
Z kolei odnawialne źródła energii to energia słoneczna, wiatrowa, geotermalna, wodna czy biomasa. Potężnymi źródłami energii są energia jądrowa i termojądrowa. Ta ostatnia – nazywana także fuzją lub syntezą jądrową – jest uważana za wymarzone źródło energii odnawialnej.
Śpiąc na wykładzie, wydatkujemy około 80 W mocy. Będąc w spoczynku, produkujemy moc około 150 W mocy, z czego aż około 40 W przypada na nasz mózg (!), a 15 W na serce.
Większość energii pochłania utrzymanie stałocieplności organizmu.
Łagodne ćwiczenia fizyczne generują w dużym przybliżeniu 500 W, intensywne do dwóch razy więcej, ale tylko 100W przypada wtedy na pracę mechaniczną.
Żywność jaką spożywamy, to energia chemiczna. Ponieważ 1 kaloria żywnościowa (czyli 1000 kalorii fizycznych) odpowiada 4180 J, można bardzo z grubsza oszacować, że minimalna energia, jaką musimy każdego dnia dostarczyć organizmowi to około 2000 kalorii żywnościowych.
A teraz przestroga: Aby spalić 500 g tłuszczu, musimy wytworzyć deficyt kaloryczny w organizmie, czyli spalić więcej kalorii niż się spożyć spożywamy. 1 g tłuszczu zawiera około 9 kalorii, co oznacza, że aby spalić 500 g tłuszczu, musimy spalić około 4500 kalorii więcej niż dostarczymy do organizmu. Średnio podczas treningu na siłowni można spalić około 300-500 kalorii na godzinę, w zależności od intensywności i rodzaju ćwiczeń. Oznacza to, że aby spalić 4500 kalorii, potrzebujemy około 9-15 godzin treningu na siłowni.
Zatem: uwaga na pączki….
Zagłębmy się w świat naukowej fantastyki. Jaka jest pozycja naszej (ludzkiej) cywilizacji w kosmosie? Czy istnieją we Wszechświecie inne cywilizacje, które znacznie przewyższają nas pod względem zaawansowania technicznego?
Zastanawiał się nad tym się rosyjski astrofizyk Nikołaj Kardaszew. W 1964 roku zaproponował skalę wyróżniającą trzy typy cywilizacji w zależności od poziomu wykorzystania energii.
Cywilizacja typu pierwszego wykorzystuje pełne zasoby energii dostępne na swojej planecie, kontroluje zjawiska naturalne (siły geologiczne, pogodowe i wodne) i wykorzystuje je w sposób maksymalnie efektywny.
Typ drugi to cywilizacja, która wykorzystuje całą energię emitowaną przez gwiazdę centralną, czyli np. równą energii Słońca.
Z kolei cywilizacja trzeciego typu korzysta z zasobów energii całej galaktyki. Jest w stanie czerpać energię z gwiazd, także z gwiazd neutronowych i czarnych dziur.
A jaką cywilizację tworzą mieszkańcy Ziemi? Okazuje się, że jesteśmy jeszcze formalnie poza skalą Kardaszewa! A dokładnie zaliczamy się do cywilizacji typu zero. Przejawiamy podstawowe umiejętności cywilizacyjne i wykorzystujemy tylko część dostępnych zasobów energii naszej planety.
Jednak niektórzy naukowcy uważają, że przy obecnym rozwoju technologicznym już za około 100 lat wskoczymy na pierwszy stopień Skali Kardaszewa.
Nieuchwytny cel, święty Gral wynalazców – Perpetuum mobile. Marzenie o maszynie, która będzie działać wiecznie bez żadnego źródła energii zewnętrznej.
Informacje o pierwszej – udokumentowanej – próbie stworzenia perpetuum mobile pochodzą ze średniowiecza.
Projekt takiego urządzenia pochodzi z 1150 roku. Hinduski filozof Bhaskara wymyślił koło wiecznie obracające się za sprawą ciężaru umieszczonego na obwodzie, który powoduje jego niezrównoważenie – wymuszające obrót. Bhaskara twierdził, że dzięki powtarzaniu ciągle tego procesu można wykonywać za darmo nieograniczoną pracę.
Nawet wielki malarz i uczony Leonardo da Vinci zainteresował się perpetuum mobile. Z jednej strony publicznie potępiał takie próby, porównując je do bezowocnego poszukiwania kamienia filozoficznego przez alchemików, ale sam po kryjomu szkicował samonapędzające się maszyny, m.in. pompę wirową i podnośnik kominowy, napędzany gorącym powietrzem – który miał obracać rożen nad ogniem.
Do 1775 r. zgłoszono tyle projektów „wiecznie działającej maszyny”, że Królewska Akademia Nauk w Paryżu ogłosiła, że „nie będzie już przyjmować ani rozważać propozycji związanych z perpetuum mobile”.
Idea ta wciąż pojawia się w kulturze popularnej oraz w dyskusjach na temat energii.