Download
1 / 76
760 likes | 1.02k Views
DANE INFORMACYJNE. ID grupy: T3 Kompetencja: Matematyczno-przyrodnicza Temat projektowy: Debata o Energii Atomowej Semestr/rok szkolny: 2010/2011, zimowy. ENERGIA SIŁA PRACA MOC.
E N D
DANE INFORMACYJNE ID grupy: T3 Kompetencja: Matematyczno-przyrodnicza Temat projektowy: Debata o Energii Atomowej Semestr/rok szkolny: 2010/2011, zimowy
Energia gr. ενεργεια (energeia) – skalarna wielkość fizyczna charakteryzująca stan układu fizycznego (materii) jako jego zdolność do wykonania pracy. • Energia występuje w różnych postaciach np: energia kinetyczna, energia sprężystości, energia cieplna, energia jądrowa.
SIŁA • Siła – wektorowa wielkość fizyczna będąca miarą oddziaływań fizycznych między ciałami. • Jednostką miary siły w układzie SI jest niuton [N]. Nazwa tej jednostki pochodzi od nazwiska wybitnego fizyka Isaaca Newtona. • Siła ma wartość 1 N, jeżeli nadaje ciału o masie 1 kg przyspieszenie 1 m/s².
Praca – skalarna wielkość fizyczna, miara ilości energii przekazywanej między układami fizycznymi w procesach mechanicznych, elektrycznych, termodynamicznych i innych. Jednostką miary pracy w układzie jednostek miar SI jest dżul (J) określany jako niuton·metr: 1J = 1N * 1 m PRACA
Jednostka pracy Dżul – jednostka pracy, energii oraz ciepła w układzie SI, oznaczana J. Jeden dżul to praca wykonana przez siłę o wartości 1 N przy przesunięciu punktu przyłożenia siły o 1 m w kierunku równoległym do kierunku działania siły. 1 J = 1 N · m Związek z mocą: 1 J = 1 W · s Nazwa dżul pochodzi od nazwiska angielskiego fizyka Jamesa Joule'a. Przeliczenie 1 dżula na inne jednostki pracy, energii i ciepła: * kaloria (cal), 1 J = 0,238846 cal,
MOC • Moc jest skalarną wielkością fizyczną określającą pracę wykonaną w jednostce czasu przez układ fizyczny. Z definicji, moc określa wzór: W P = ––– T gdzie: • P – moc, • W – praca, • t – czas. • Wzór ten jest prawdziwy, gdy praca wykonywana jest w tym samym tempie (nie zmienia się w czasie). W przeciwnym wypadku powyższy wzór będzie określał moc średnią.
Jednostką mocy w układzie SI jest wat (W). Moc jest równa 1 wat, jeśli praca 1 dżula wykonywana jest w czasie 1 sekundy
Pierwsze odkrycia • W 1837 r. Joule'a, jako 19-letni fizyk-amator pracownik browaru, ogłosił swoją pracę opisującą silnik elektryczny własnego pomysłu. Początkowo interesował się zagadnieniami ciepła, jednak w dalszych pracach podjął się wyjaśnienia właściwości termicznych prądu elektrycznego. Mając 22 lata odkrył prawo przemiany prądu elektrycznego na ciepło, które przedstawił w formie matematycznej znanej dziś jako prawo Joule'a (zwane również prawem Joule'a-Lenza).
Dalsze badania • Joule prowadził także badania nad bezpośrednią zamianą energii mechanicznej na ciepło oraz pośrednią poprzez sprężanie gazów. Wyznaczył równoważnik mechaniczny ciepła, a wraz z Thomsonem, odkrył tzw. zjawisko Joule'a-Thomsona.Dzięki swoim odkryciom w 1850 r. został członkiem Towarzystwa Królewskiego w Londynie, a dla uczczenia jego nazwiska jednostkę pracy nazwano joul (dżul).
Prawo Joule’a • Prawo Joule'a, zwane również prawem Joule'a-Lenza, pozwala wyznaczyć ilość ciepła, które wydziela się podczas przepływu prądu elektrycznego przez przewodnik elektryczny • Treść: Ilość ciepła wydzielanego w czasie przepływu prądu elektrycznego przez przewodnik elektryczny jest wprost proporcjonalna do iloczynu oporu elektrycznego przewodnika, kwadratu natężenia prądu i czasu jego przepływu.
Wzór Q=RI2t Gdzie: • Q – ilość wydzielonego ciepła; • I – natężenie prądu elektrycznego; • R – opór elektryczny przewodnika; • t – czas przepływu prądu.
Isaac Newton - (ur. 4 stycznia 1643, zm. 31 marca 1727) – angielski fizyk, matematyk, astronom, filozof, historyk, badacz Biblii i alchemik.
Jako pierwszy wykazał, że te same prawa rządzą ruchem ciał na Ziemi jak i ruchem ciał niebieskich. Jego dociekania doprowadziły do rewolucji naukowej i przyjęcia teorii heliocentryzmu. Podał matematyczne uzasadnienie dla praw Keplera i rozszerzył je udowadniając, że orbity (w większości komety) są nie tylko eliptyczne, ale mogą być też hiperboliczne i paraboliczne. Głosił, że światło ma naturę korpuskularną, czyli że składa się z cząstek. Był pierwszym, który zdał sobie sprawę, że widmo barw obserwowane podczas padania białego światła na pryzmat jest cechą padającego światła, a nie pryzmatu, jak głosił 400 lat wcześniej Roger Bacon.
I zasada dynamiki (zasada bezwładności) W inercjalnym układzie odniesienia, jeśli na ciało nie działa żadna siła lub siły działające równoważą się, to ciało pozostaje w spoczynku lub porusza się ruchem jednostajnym prostoliniowym. II zasada dynamiki Jeżeli na ciało działa siła wypadkowa różna od zera, to ciało porusza się z przyspieszeniem wprost proporcjonalnym do tej wypadkowej siły, a odwrotnie proporcjonalnym do masy tego ciała. III zasada dynamiki Jeżeli ciało A działa na ciało B pewną siłą, to ciało B oddziaływuje na ciało A siłą o takiej samej wartości, tym samym kierunku, lecz przeciwnym zwrocie. siła akcji = siła reakcji
James Watt Pracownia James’a Watt’a w Muzeum Nauki w Londynie James Watt pędzla Henry Howarda
James Watt(19 stycznia 1736 - 19 sierpnia 1819) - szkocki matematyki i wynalazca. Urodził sie w szkockim mieście portowym Greenock , ze względu na zły stan zdrowia nie uczęszczał do szkół, jakkolwiek wykazywał uzdolnienia w kierunku naprawy i budowy urządzeń. Dzięki tym umiejętnościom podejmuje w roku 1754 prace na uniwersytecie w Glasgow, gdzie zdobywa wykształcenie i rozwija swoje umiejętności.Zmarł w wieku 83 lat i został pochowany na cmentarzu w Westminsterze. Automatyczny regulator obrotów silnika parowego Maszyna parowa James’a Watt’a
Najważniejsze dokonania • 1763 – pierwsze ulepszenia w silniku parowym Newcomena • 1769 – opatentowanie wydzielonej komory skraplania • 1775 – założenie wspólnie z Matthew Boultonem w Soho pod Birminghamem pierwszej na świecie wytwórni maszyn parowych, do 1800 zbudowano ok. 250 maszyn • 1776 - pokaz działania pompy w kopalni Bloomfield • 1781 – wynalezienie zespołu przekładni do zamiany ruchu postępowo-zwrotnego na obrotowy (umożliwiło to zastosowanie silnika parowego w pojazdach) • 1782 – zakończenie budowy parowego silnika dwustronnego działania – pierwszy przemysłowy silnik parowy • 1788 – skonstruowanie regulatora prędkości obrotowej (zwana regulatorem Watta) dla silnika parowego
Surowce energetyczne Wycieczka do elekktrociepłownii Cergia S.A. w Toruniu
Węgiel kamienny Wykonali: Mateusz KroskowskiPaweł Leszczyński
Powstanie węgla kamiennego. Większość złóż węgla formowała się od 360 do 286 milionów lat temu i właśnie z tego powodu ten okres w dziejach Ziemi został nazwany karbonem. Węgiel powstał na bagnistych obszarach, które w tamtych czasach porastały wilgotne lasy tropikalne. Drzewa z tamtego okresu w bardzo małym stopniu przypominały jednak te, które spotykamy współcześnie. Do największych należały gigantyczne paprocie, skrzypy i widłaki.
Przydatność węgla kamiennego dla gospodarki człowieka. Węgiel jest przede wszystkim popularnym surowcem energetycznym. W niektórych domach do dziś używa się go do ogrzewania. Obecnie jednak większość węgla zużywana jest w przemyśle lub w elektrowniach. Zanim zaczęto wydobywać na szeroką skale gaz ziemny, uzyskiwano go z węgla. Dzieje się tak do dziś w krajach pozbawionych naturalnych złóż gazu. Produktorem wysokotemperaturowego odgazowywania węgla kamiennego jest koks- paliwo niezbędne do wytapiania rud żelaza. Aby uzyskać koks, podgrzewa się węgiel w szczelnie zamkniętych piecach koksowniczych. Bez dostępu tlenu nie dochodzi do spalania, a jedynie do wytrącenia lekkich olejów, związków amoniaku, smoły węglowej i gazu. Pozostała substancja to koks.
Wydobycie węgla kamiennego w Polsce Wydobycie węgla kamiennego na świecie
Najwięksi producenci węgla kamiennego na świecie. Miejsce wydobycia surowców energetycznych w Polsce (lokalizacja).
Gospodarka • Jest podstawowym surowcem przemysłu petrochemicznego stosowanym do otrzymywania m.in. benzyny, nafty, olejów, parafiny, smarów, asfaltów, mazutów, wazelin i wielu materiałów syntetycznych. Przetwórstwem ropy naftowej zajmuje się przemysł rafineryjny, który przerabia ją w rafineriach. Aby wyodrębnić z ropy jej poszczególne składniki (np. benzynę) stosuje się destylację frakcyjną. Ropę rozdziela się na frakcje dzięki różnicy w temperaturach wrzenia poszczególnych jej składników.
Świat (dane na rok) 2006 • Wydobycie ropy naftowej w Polsce na rok 2006 wynosiło ok. 0,8 mln ton, czego na wykresie nie widać .
Eksport ropy (baryłki) 1 baryłka = ~159 l
Zagrożenia • Skażenie środowiska (np. Zatoka Meksykańska, wyciek z 20 kwietnia 2010 ) Zwalczanie wycieku
Gaz ziemny • Gaz ziemny jest w gospodarce światowej najważniejszym paliwem gazowym. Są różne teorie dotyczące pochodzenia geologicznego tego surowca. Jedna z tych teorii mówi, że gaz ziemny i ropa naftowa maja to samo pochodzenie. Identyczna jak dla ropy naftowej jest także technika poszukiwań złóż oraz wierceń. Pokłady gazu ziemnego są przeważnie związane ze skałami osadowymi (takimi jak piaski, gliny, piaskowce oraz skały węglanowe), rzadziej natomiast ze skałami magmowymi lub skałami metamorficznymi (czyli przeobrażonymi).
Zastosowanie gazu ziemnego Gaz ziemny służy przede wszystkim jako surowiec energetyczny (jest on tańszym od węgla kamiennego i ropy naftowej surowcem), oraz w małej skali jako surowiec w przemyśle chemicznym (m.in. z niektórych jego odmian wyodrębnia się hel). Gaz ziemny nie jest poddawany przeróbce. Gaz ziemny wysokometanowy jest bardzo dobrym paliwem silnikowym. W silniku samochodu podczas spalania: wydziela się 3-krotnie mniej toksycznych związków niż w przypadku benzyny, nie występuje zjawisko dymienia, nie powstają substancje stałe, silnik pracuje ciszej o 10 Db i ma większą żywotność (nie występuje efekt zmywania filmu olejowego ze ścianek cylindra), paliwo metanowe jest bezpieczniejsze od benzyny, gaz ziemny jest tani i łatwo dostępny
Transport Transport gazociągami jest łatwy; surowiec ten jest odpowiedni do ogrzewania mieszkań i podgrzewania wody. Ma wiele zastosowań petrochemicznych; stosuje się go do produkcji nawozów w sektorze rolniczym. Gaz w formie ciekłej może służyć jako paliwo w dziedzinie transportu
Fotosynteza - proces biochemiczny redukcji dwutlenku węgla wodorem pochodzącym ze związków nieorganicznych z wykorzystaniem promieniowania słonecznego przy udziale barwników asymilacyjnych i enzymów, prowadzącym do powstania związków organicznych. Jest to jedna z najważniejszych przemian biochemicznych na Ziemi. Proces ten utrzymuje wysoki poziom tlenu w atmosferze oraz przyczynia się do wzrostu ilości węgla organicznego w puli węgla zwiększając masą materii organicznej, kosztem materii nieorganicznej.
Czynniki wpływające na przebieg fotosyntezy: Intensywność procesu fotosyntezy modyfikowana jest przez wiele czynników zewnętrznych i wewnętrznych. Do zewnętrznych należą: dwutlenek węgla, światło, temperatura, tlen, woda, wiatr, składniki mineralne, pestycydy i herbicydy oraz zanieczyszczenia powietrza. Spośród czynników wewnętrznych fotosyntezy wymienić należy budowę anatomiczną organu fotosyntetycznego, budowę aparatów szparkowych, zawartość barwników fotosyntetycznych oraz układ i ruchy chloroplastów. • Dwutlenek węgla • Temperatura • Tlen • Woda Do ważniejszych czynników wewnętrznych fotosyntezy możemy zaliczyć: • układ chloroplastów, • zawartość chlorofilu, • wiek organu asymilacyjnego.
Czy wiesz, że?... • Energia wprowadzana jest do ekosystemu przez rośliny, które pobierają energię słoneczną i w nich jest jej najwięcej.
Odżywianie Skąd zwierzęta czerpią energię? Wszystkie zwierzęta czerpią energię z pożywienia. Przechodzi ono przez układ pokarmowy i zostaje strawione. To czego nie dało się strawić nasz organizm wydala w postaci kału.
