Post on 12-Jun-2020
ENERGETYKA A ŚRODOWISKO
„Energia”„w pracy, w działaniu”
Publikacja współfinansowana ze środków UNII EUROPEJSKIEJ
w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Projekt „Plan Rozwoju Politechniki Częstochowskiej”
Prof. dr hab. inż. Wojciech Nowak
ENERGIA A EKOLOGIA
Energia zawarta w naszych mięśniach
jest przetwarzana w energięruchu, niezbędną do biegania
i rzucania piłki
Snedden R. Energia. Horyzaonty Nauki, 1998
ENERGIA A EKOLOGIA
Człowiek pełen energii może wykonać więcej pracy
ENERGIA
ENERGIA
ENERGIA
Snedden R. Energia. Horyzaonty Nauki, 1998
Vis Viva – żywa siła
• W 1686 roku niemiecki matematyk Gottfried Leibniz wprowadził termin vis viva – żywa siła, która tak jak wprowadzona znacznie później energia kinetyczna była zależna od masy ciała i prędkości
ENERGIAOgromny wkład do badań nad energią wniósł
Izaak Newton (1642-1727). Do jego szczytowych osiągnięćnależy zaliczyć prawa ruchu
Snedden R. Energia. Horyzonty Nauki, 1998
„Cieplik” – Antoine Lavoisier (1743-1794)
Idealny silnik Carnota (1796-1832)
Snedden R. Energia. Horyzaonty Nauki, 1998
ENERGIA
Snedden R. Energia. Horyzaonty Nauki, 1998
Teoria względności
• Opublikowana w 1905 roku praca Einsteina radykalnie zmieniła poglądy na świat, zawierała bowiem wykład szczególnej teorii względności.
• Teoria ta ustanawia fundamentalny związek pomiędzy materią a energią, wyrażony słownym wzorem: E = mc2 gdzie E – całkowita energia, m – masa ciała, c – prędkość światła
ENERGIA
Snedden R. Energia. Horyzaonty Nauki, 1998
Energia z paliw
Para wodna H2O Dwutlenek węgla CO2
kJ/kg
Fontanna energii
Zasoby węgla i ropy naftowej
Zgazowanie węgla
Produkcja paliw płynnych z węgla
Ogniwo paliwowe
Gaz ze zgazowania węglaw czystym tlenie
CO + H2O = CO2 + H2
Membrana ceramiczna
CO2
H2
O2
O2+H2O
H2+H2O
ElektrodawodorowaAnoda
ElektrodatlenowaKatoda
- +
Anoda + H2 + 2OH (Anoda + 2e) + 2H2O(Katoda + 2e) +0.5O2 + H2O Katoda + 2OH
W styczniu 2000 r Siemens WestinghousePower Co., ogłosił, że pomyślnie zakończono roczny test 100 kW ogniwa paliwowego SOFC pracującego w Westervoot w Holandii. Od marca 2000 działa 250 kW SOFC w układzie hybrydowym w Kalifornii. Fuel CellEnergy planuje budowę 2 MW MCFC
ENERGIA ODNAWIALNA
ENERGIA A EKOLOGIA
Snedden R. Energia. Horyzonty Nauki, 1998
Czy można zastąpić elektrownie węgloweenergią Słońca
ENERGIA SŁOŃCA
ENERGIA
ENERGIA GEOTERMALNA
ENERGIA GEOTERMALNA
STRATY ENERGII
Zużycie energii w typowymgospodarstwie domowym
Zużycie energii przez organizm ludzkiMatabolic equivalent MET
MET – miara zużycia tlenu przez organizm na minutęim większy MET, tym więcej energii zużywa organizm
1 MET jest równy energii potrzebnej organizmowi w spoczynku w ciągu 1 min
Aby osiągnąć sprawność układu sercowo-naczyniowegowiększości ludzi wystarczy aktywność fizycznaw zakresie 3-6 równoważników metabolicznych
Najbardziej wskazane dla serca są ćwiczenia,w których MET wynosi 3-6
Teksaski Instytut Kardioloogii, Twoje serce, Amber, 1997
Poziom MET dla różnych ćwiczeń
Spacer (3.2 km/h) 2.5Taniec wolny 2.9Żeglarstwo 3.0Spacer (4.8 km/h) 3.3Spokojna jazda rowerem 3.5Uprawianie ogródka bez dźwigania 4.4Pływanie 4.5Spacer (6.4 km/h) 4.5Gra w badmintona 5.5Szybki taniec 5.5Aerobik lub balet 6.0Jazda na łyżwach 5.5Tenis 6.0Karate, judo 6.5Jazda na wrotkach 6.5Jazda na nartach 6.8Wchodzenie bez obciążenia 6.9Wchodzenie z obciążeniem 7.4Pływanie (szybkie) 7.0Bieganie (9.7 km/h) 10.2
Dlaczego chudniesz lub tyjesz ?
Pokarm, który przyjmujesz służy do pokrycia zapotrzebowania energetycznego organizmu w czasiecodziennej aktywności. Tą energię mierzymy w kaloriach.
Jeżeli przyjmiesz więcej kalorii niż ich zużywasz,nadmiar jest magazynowany w postaci tłuszczów.
Na każde 3600 nie spalonych kalorii przybierasz na wadze 0.5 kg. Kopanie rowu łopatą musiałoby trwać9 godzin, aby organizm spalił 3600 cal. Lekkoatleta musibiegać bez przerwy 4 godziny aby spalić 3600 cal.
Dlaczego chudniesz lub tyjesz ?
Jazda na rowerze z prędkością 10 km/h,marsz z prędkością 3 km/h,uprawianie ogródka,koszenie trawy
spalasz 120 cal w ciągu 30 min
Gra w tenisa,jazda na rowerze 20 km/h,szybki marsz 5 km/h
spalasz 150 cal w ciągu 30 min
Energetyczna wartość pokarmów(kaloryczność)
• Miernik wartości odżywczej żywności i pasz; ilośćenergii (ciepła) wyrażona w kJ lub cal jaką wnosi pokarm po jego strawieniu i przemianie w organizmie
• Dla poszczególnych składników pokarmu wartośćenergetyczna wynosi:1 g białka – 17.2 kJ (4.1 kcal)1 g tłuszczów – 35 kJ (9.3 kcal)
ENERGIA A EKOLOGIA
Koniec prezentacji
ENERGIA
ENERGIA
ENERGIA
Fale elektromagnetyczneJames Clerk Maxwell (1831-1879)
Snedden R. Energia. Horyzaonty Nauki, 1998
Spalanie węgla w kotle pyłowymw atmosferze O2/CO2
tlen
O2+CO2
młyn węglowy
węgiel
pył węglowy
ESP ekonomizer
GAHGGH
GGH suszarka
recyrkulacjaspalin
PT
powietrze
separacja tlenu
sprężarka
sprężarka
filtrsuszarka
suszarka
Proces upłynniania CO2
reaktorupłynniania
zbiornik
suszarka
Proces sprężania CO2
Transport CO2rurociągami
Transport CO2zbiornikowcamilub rurociągami
GAH – wymiennik spaliny – powietrzeGGH – wymiennik spaliny-spalinyPT – podgrzewacz tlenu
IHI Eng. Review, 4, 160, 1995