• Поглощение и выделение энергии


    Выделение и поглощение энергии при ядерных реакциях

    При ядерных реакциях происходит выделение или поглощение энергии - суммарная кинетическая энергия ядер и частиц после реакции отличается от их кинетической энергии до реакции.

    Так, в первом из приведенных выше примеров (бомбардировка азота частицами) суммарная кинетическая энергия протона и ядра кислорода меньше кинетической энергии частицы, налетающей на покоящийся атом азота, то есть происходит поглощение энергии. Во втором же примере (бомбардировка лития протонами) суммарная кинетическая энергия образовавшихся ядер гелия (частиц) больше кинетической энергии налетающего протона, то есть происходит выделение энергии.

    Из закона сохранения энергии следует, что при ядерных реакциях энергия превращается из одного вида в другой: при поглощении энергии кинетическая энергия начальных частиц частично превращается во внутреннюю энергию ядра, а при выделении энергии - начальная внутренняя энергия ядра частично превращается в кинетическую энергию образующихся частиц.

    Из курса химии вы уже знаете, что химические реакции также могут идти с поглощением и выделением энергии. Однако выделение энергии при ядерных реакциях в миллионы раз больше: так, при делении ядер одного грамма урана выделяется столько же энергии, сколько при сгорании трех тонн угля.

    Передача энергии и фазовые переходы

  • Энергия может передаваться между двумя системами либо
  • Как тепло
  • Через одну систему выполняется работа над другой системой.
  • Работа - это все формы передачи энергии, кроме передачи тепла. Например, это может быть механический (например, подъем веса), электрический (вызывающий протекание тока), давление-объем (изменение объема газа) ...
  • В AP Chemistry расчеты работы ограничиваются изменениями давления и объема.

  • Когда энергия передается из одной системы в другую:
  • Энергия, передаваемая из системы 1, равна по величине энергии, поглощаемой системой 2.
  • Другими словами, энергия не может быть создана или уничтожена, а только передана
  • Это называется «сохранение энергии» .
  • Пример: Каково изменение энергии в поршневой системе, над которой совершено 25 джоулей работы, и которая теряет 15 джоулей тепла в окружающую среду?
  • Поршень получил 25 Дж энергии и потерял 15 Дж, поэтому чистое изменение энергии в системе составляет +10 Дж.
  • В химических системах происходят три типа процессов, изменяющих их энергию.
  • Нагрев / охлаждение (например, нагрев жидкой воды от 10 ° C до 50 ° C)
  • Фазовые переходы (плавление льда в воду при 0 ° C, кипение воды в пар при 100 ° C)
  • Химические реакции.
  • Фазовые переходы связаны с поглощением или выделением энергии системой без изменения температуры.
  • Когда жидкость закипает, энергия поглощается для фазового перехода жидкость-газ.Количество энергии, необходимое для испарения одного моля вещества, равно молярной энтальпии испарения . Количество энергии, необходимое для испарения вещества данной массы m, составляет:
    ΔH = (m) (Δ H испарение )
  • Когда твердое тело плавится («плавление»), энергия поглощается для фазового перехода твердое тело в жидкость. Количество энергии, необходимое для плавления одного моля вещества, равно молярной энтальпии плавления . Количество энергии, необходимое для плавления данной массы m вещества, составляет:
    ΔH = (m) (Δ H плавление )
  • Количество энергии, поглощаемой при кипении и выделяющейся при конденсации того же количества вещества, одинаково.Точно так же количество энергии, поглощаемой при плавлении вещества и высвобождаемой при замерзании такого же количества вещества, одинаково.
  • Сублимация, когда вещество переходит прямо из твердой фазы в газовую, также включает поглощение энергии.
  • Пример задачи 1: Рассмотрим фазовый переход, показанный на диаграмме частиц ниже. Будет ли этот переход включать в себя поглощение или высвобождение энергии системой?
  • Показанный переход представляет собой переход твердого тела A в газ C или сублимацию.Это потребует поглощения энергии из окружающей среды.
  • Пример Задача 2: Сколько энергии было бы поглощено или высвобождено, если бы 100 г льда при 0 ° C были преобразованы в пар при 100 ° C? Используйте следующие значения.
  • молярная энтальпия плавления, ΔH плавления = 334 Дж / г
  • молярная энтальпия испарения, ΔH испарение = 2200 Дж / г
  • молярная теплоемкость воды, C p = 4.2 Дж / г ° C
  • Фазовый переход твердый в газ, поэтому энергия будет поглощена.
  • Процесс включает плавление льда в воду, нагрев воды от 0 ° C до 100 ° C, затем кипячение воды в пар.
  • Поглощенная энергия будет теплотой плавления + изменение температуры жидкости + теплота испарения, q плавление + q нагрев + q испарение
  • q сварка = 100 г x 334 Дж / г = 33400 Дж
  • q нагрев = 100 г x 4.2 Дж / г • ° C x 100 ° C = 42000 Дж
  • q испарение = 100 г x 2200 Дж / г = 220000 Дж
  • q плавление + q нагрев + q испарение = 33400 + 42000 + 220000 = 295400 Дж, или 295 кДж поглощено.
  • .

    видов энергии - банк знаний

    Энергия может быть преобразована из одной формы в другую по-разному.

    Кинетическая энергия - это энергия движущегося объекта.

    Потенциальная энергия - это энергия, которая хранится в объекте или веществе.

    Закон сохранения энергии гласит, что энергия может быть преобразована из одной формы в другую, но не может быть ни создана, ни уничтожена.

    Energy Transformations см. Диаграмму…

    Обратите внимание, , что эти примеры передачи энергии показывают только полезные передачи энергии. Однако автомобильные двигатели также являются шумными (звуковая энергия) и горячими (тепловая энергия), а электрические лампы также выделяют тепловую энергию.

    .

    Каковы примеры возобновляемых источников энергии?

    Время чтения: 5 минут

    Такие технологии, как солнечная и ветровая энергия, становятся все более распространенными во всем мире и являются примерами возобновляемых источников энергии. Есть несколько способов получения энергии из возобновляемых источников. Эти альтернативы ископаемому топливу станут еще более важной частью нашей структуры производства электроэнергии в ближайшие годы.

    Узнайте, сколько будут стоить солнечные панели в вашем районе в 2020 г.

    Что такое возобновляемые источники энергии?

    Возобновляемые источники энергии - это источники энергии, которые постоянно пополняются за счет естественных процессов.Эти ресурсы часто также называют альтернативными или возобновляемыми источниками энергии, главным образом потому, что они представляют собой вариант топлива, который может заменить традиционные невозобновляемые ископаемые виды топлива. Ископаемые виды топлива, такие как нефть и уголь, при сжигании производят энергию, но их запасы ограничены, потому что они естественным образом не восполняются в достаточно короткие сроки, чтобы люди могли их использовать.

    Возобновляемые источники энергии полезны, потому что они оказывают очень ограниченное негативное воздействие на окружающую среду по сравнению с ископаемым топливом.В прошлом они были слишком дорогими для широкого использования. Однако это меняется - многие возобновляемые источники энергии экономически эффективны, а некоторые даже могут быть разумным финансовым решением для домовладельцев, предприятий и правительств. В частности, солнечная энергия - отличный вариант для владельцев недвижимости, которые хотят уменьшить воздействие на окружающую среду и сэкономить деньги. Вы можете узнать, сколько солнечной энергии сэкономит вам, помогая окружающей среде, с помощью солнечного калькулятора EnergySage.

    5 основных альтернатив ископаемому топливу

    Существует пять основных технологий, которые считаются «возобновляемыми источниками энергии».Ниже мы собрали инфографику, чтобы сравнить пять основных вариантов использования возобновляемых источников энергии »:

    Инфографика: 5 типов возобновляемых источников энергии

    Читайте еще более подробную информацию об этих возобновляемых источниках:

    Солнечная энергия

    Одним из самых популярных видов возобновляемой энергии является солнечная энергия. Солнечная энергия исходит от солнца, которое снабжает всю нашу планету энергией, необходимой для выживания. Используя солнечные панели, мы можем собирать энергию непосредственно из солнечного света и преобразовывать ее в электричество, которое питает наши дома и предприятия.Солнечная энергия также может использоваться для производства горячей воды или зарядки аккумуляторных систем.

    Солнечная энергия приносит пользу как вашему банковскому счету, так и окружающей среде. Стоимость солнечной энергии постоянно снижается, и установка солнечной энергии в вашем доме почти всегда сэкономит вам деньги в течение всего срока службы вашей установки. Кроме того, производство солнечной энергии не загрязняет окружающую среду и не выделяет ископаемое топливо, а это означает, что вы можете значительно снизить воздействие на окружающую среду, установив солнечную батарею.

    Энергия ветра

    Другой тип возобновляемой энергии, с которым мы взаимодействуем каждый день, - это ветер.Когда вы чувствуете ветер, вы просто чувствуете, как воздух движется с места на место из-за неравномерного нагрева поверхности Земли. Мы можем уловить силу ветра с помощью массивных турбин, которые вырабатывают электричество при вращении.

    Хотя это не всегда практичный вариант для индивидуального домовладельца, энергия ветра становится все более популярной для применения в коммунальном хозяйстве. Огромные ветряные электростанции, занимающие много квадратных миль, можно увидеть по всему миру. Как и солнечная энергия, ветровая энергия практически не загрязняет окружающую среду и является растущим и важным возобновляемым источником энергии, поставляющим электричество в сети по всему миру.В 2017 году ветряные фермы произвели более шести процентов электроэнергии, используемой в США.

    Гидроэнергетика

    . Мы можем производить возобновляемую энергию из движущейся воды так же, как мы можем из движущегося воздуха. Энергия генерируется, когда вода проходит через турбину, вращая ее для производства электроэнергии. Это часто случается у больших плотин или водопадов, где вода значительно падает на высоте. Два важных места, где производится гидроэнергия (также известная как гидроэлектроэнергия), - это плотина Гувера на реке Колорадо и Ниагарский водопад на границе между Нью-Йорком и Канадой.

    Многие возобновляемые источники энергии еще не оказали существенного влияния на общую структуру электроэнергии США, но гидроэнергетика уже является основным игроком. На долю крупных гидроэлектростанций по всей стране в 2017 году пришлось 7,5% электроэнергии, использованной в США, и эта цифра растет. В дополнение к масштабным проектам, таким как плотина Гувера, гидроэлектроэнергия может производиться за счет более мелких проектов, таких как подводные турбины и нижние плотины на небольших реках и ручьях.

    Гидроэнергетика также является экологически чистым источником энергии, так как гидроэлектростанции не производят выбросов.Однако гидроэнергетика оказывает большее воздействие на окружающую среду, чем некоторые другие возобновляемые источники энергии, поскольку они могут изменять уровни воды, течения и пути миграции рыб и других пресноводных организмов.

    Геотермальная энергия

    Земля содержит в себе огромный источник энергии. Тепло, захваченное при формировании нашей планеты, в сочетании с теплом, выделяемым в результате радиоактивного распада в породах глубоко под земной корой, приводит к огромному количеству геотермальной тепловой энергии. Иногда это тепло выходит сразу в больших количествах, что мы видим как извержения вулканов на поверхности.

    Мы можем улавливать и использовать геотермальную энергию, используя пар из нагретой воды для вращения турбины. В системе геотермальных источников вода перекачивается под землю. Как только он нагревается, он поднимается обратно на поверхность в виде пара и вращает турбину для выработки электроэнергии.

    Кроме того, геотермальное тепло можно использовать непосредственно для отопления или охлаждения зданий. С помощью этой технологии, известной как грунтовый тепловой насос, жидкость закачивается под поверхность земли для нагрева или охлаждения, где температура постоянна круглый год и составляет около 50 градусов.

    Хотя геотермальная энергия по-прежнему является небольшой частью нашего энергобаланса, она является многообещающим возобновляемым источником энергии с огромным потенциалом энергоснабжения. В Исландии, например, геотермальная энергия уже обеспечивает 90 процентов потребностей в отоплении домов и 25 процентов потребностей в электроэнергии. Однако есть некоторые опасения по поводу геотермальной энергии, включая стоимость строительства электростанции и ее связь с нестабильностью поверхности и землетрясениями.

    Биомасса

    Последний пример возобновляемой энергии - биомасса.Энергия биомассы относится к любой энергии, произведенной из недавно живущих органических веществ, таких как растения или животные. Биомасса является возобновляемым ресурсом, потому что растения можно отрастить относительно быстро, и они растут с использованием возобновляемой энергии солнца. Такие виды топлива, как этанол и биодизель (как для легковых, так и для грузовых автомобилей), также производятся из биомассы.

    Топливо из биомассы также считается «углеродно-нейтральным», что означает, что оно не выделяет в атмосферу дополнительного количества углекислого газа. Предполагается, что это правда, потому что, в принципе, до тех пор, пока новые растения высаживаются и выращиваются всякий раз, когда растения собирают и сжигают для получения энергии, эти новые растения будут поглощать углерод, образующийся в результате сгорания, что не приведет к дополнительному добавлению углерода в атмосферу. .Однако возобновление жизни растений требует времени, и вопрос о том, насколько топливо из биомассы является действительно углеродно-нейтральным, является предметом споров.

    Солнечная энергия - наиболее практичный возобновляемый источник энергии для домовладельцев

    Если вы хотите уменьшить воздействие на окружающую среду и сэкономить деньги, возможно, вам стоит обратить внимание на солнечную энергию. Поскольку цены на солнечную энергию продолжают падать, пришло время начать вырабатывать солнечную энергию.

    На торговой площадке EnergySage Solar Marketplace вы можете запросить расценки у ближайших к вам высококачественных, прошедших предварительную проверку специалистов по установке солнечных батарей.Сравнивая цены на солнечную энергию, вы можете быть уверены, что получаете лучшую сделку на солнечную энергию. Если вы находитесь на ранних стадиях покупки солнечной энергии и хотите приблизительную оценку установки, ознакомьтесь с нашим солнечным калькулятором, который может показать вам первоначальные затраты и долгосрочную экономию, которую вы можете получить от солнечной энергетической системы.

    Экологичность

    Узнайте, сколько будут стоить солнечные панели в вашем районе в 2020 г.

    .

    Возобновляемые источники энергии, факты и информация

    Солнечная, ветровая, гидроэлектроэнергия, энергия биомассы и геотермальная энергия могут обеспечивать энергию без воздействия ископаемого топлива на нагревание планеты.

    Возобновляемые источники энергии 101Использование возобновляемых источников энергии дает множество преимуществ, но что именно? Узнайте больше об альтернативной энергии, самом быстрорастущем источнике энергии в мире, от солнца до ветра, и о том, как мы можем использовать ее для борьбы с изменением климата.

    Избранные кадры любезно предоставлены NASA

    Солнечная, ветровая, гидроэлектростанция, энергия биомассы и геотермальная энергия могут обеспечивать энергию без воздействия ископаемого топлива на нагревание планеты.

    Возобновляемые источники энергии 101Использование возобновляемых источников энергии дает множество преимуществ, но что именно? Узнайте больше об альтернативной энергии, самом быстрорастущем источнике энергии в мире, от солнца до ветра, и о том, как мы можем использовать ее для борьбы с изменением климата.

    Избранные кадры любезно предоставлены NASA

    ОПУБЛИКОВАНО

    В любой дискуссии об изменении климата возобновляемые источники энергии обычно возглавляют список изменений, которые мир может осуществить для предотвращения наихудших последствий повышения температуры.Это потому, что возобновляемые источники энергии, такие как солнце и ветер, не выделяют углекислый газ и другие парниковые газы, которые способствуют глобальному потеплению.

    Чистая энергия может рекомендовать гораздо больше, чем просто быть «зеленой». Растущий сектор создает рабочие места, делает электрические сети более устойчивыми, расширяет доступ к энергии в развивающихся странах и помогает снизить счета за электроэнергию. Все эти факторы способствовали возрождению возобновляемых источников энергии в последние годы, когда ветер и солнце устанавливают новые рекорды для производства электроэнергии.

    В течение последних 150 лет или около того люди в значительной степени полагались на уголь, нефть и другие ископаемые виды топлива для питания всего, от лампочек до автомобилей и заводов. Ископаемое топливо встроено почти во все, что мы делаем, и в результате выбросы парниковых газов при сжигании этого топлива достигли исторически высоких уровней.

    Поскольку парниковые газы улавливают в атмосфере тепло, которое в противном случае могло бы уйти в космос, средняя температура на поверхности растет. Глобальное потепление является одним из симптомов изменения климата, этим термином ученые теперь предпочитают описывать сложные сдвиги, влияющие на погодные и климатические системы нашей планеты.Изменение климата включает в себя не только повышение средних температур, но и экстремальные погодные явления, изменение популяций и мест обитания диких животных, повышение уровня моря и ряд других воздействий.

    Конечно, у возобновляемых источников энергии - как и у любого другого источника энергии - есть свои компромиссы и связанные с ними дискуссии. Один из них посвящен определению возобновляемой энергии. Строго говоря, возобновляемые источники энергии - это то, что вы могли подумать: они доступны постоянно, или, по выражению Управления энергетической информации США, «практически неисчерпаемы».«Но« возобновляемая энергия »не обязательно означает экологичность, как часто утверждают противники этанола на основе кукурузы или крупных плотин гидроэлектростанций. Она также не включает другие ресурсы с низким или нулевым уровнем выбросов, у которых есть свои сторонники, включая энергоэффективность и ядерная энергетика.

    Смотрите все наши видео о возобновляемых источниках энергии здесь.
    .

    Смотрите также