Источники энергии солнце, земля и луна
В этой и предыдущих главах мы уже обсуждали различные формы энергии или по крайней мере упоминали о них. Важнейшими формами энергии являются: химическая (энтальпия, внутренняя энергия), электрическая, энергия электромагнитного излучения (света), тепловая (энергия, переносимая в форме тепла), механическая (энергия движения) и ядерная энергия.
Кроме того, мы уже знаем, что механическая энергия, обусловленная движением тела, называется кинетической энергией, а энергия, запасенная телом, называется потенциальной энергией. Вообще говоря, поскольку энергия-это способность выполнять работу, всю энергию можно было бы рассматривать как запасенную энергию. Первый закон термодинамики утверждает, что энергия может превращаться из одной формы в другую без всяких потерь. Полный запас энергии остается при этом неизменным. Однако, когда энергия превращается из одной формы в другую, часть ее бесполезно рассеивается. Другими словами, после каждого превращения энергии количество полезной энергии всегда уменьшается. Таким образом, по мере осуществления различных превращений энергии во Вселенной количество полезной энергии уменьшается, а количество бесполезно рассеянной энергии увеличивается. Мерой бесполезно рассеянной энергии является энтропия, а она возрастает после каждого превращения энергии.
Маловероятно, что в ближайшие несколько миллионов лет окажутся исчерпанными все запасы полезной энергии. Проблема заключается в том, что некоторые источники энергии легко доступны, а другие оказываются все более труднодоступными. По мере приближения к двадцать первому веку человечество быстро исчерпывает все легкодоступные источники энергии и по необходимости все больше и больше обращается к менее доступным источникам.
На рис. 5.19 указаны важнейшие источники энергии и их происхождение, связанное с Солнцем, Землей или Луной. Среди них самым главным источником энергии является Солнце. Приблизительно 30% солнечной энергии, падающей на Землю, отражается обратно в космос частицами пыли и облаками, 47% расходуется на нагревание земной поверхности и 22%-на круговорот воды в природе. Не более 0,1% солнечной энергии расходуется на образование ветра, волн и океанических течений и лишь крохотная часть, 0,03%, поглощается в процессе фотосинтеза. Однако именно благодаря фотосинтезу мы располагаем нашими главными формами запасенной энергии-горючими ископаемыми и биомассой (см. ниже).
Ежегодно земная поверхность получает от Солнца энергию в количестве 3 • 102* Дж. Если сопоставить эту величину с оценками энергии, содержащейся в разведанных запасах природного газа, угля, нефти и урана, то станет ясно, что за одну неделю Земля получает от Солнца такое количество энергии, которое в два с лишним раза превышает все известные запасы энергии на Земле.
Оглавление: