“У природі немає нічого недоцільного” - цікаві факти!

Проект  учнів  “Енергія Сонця”.

 

За 3 дні Сонце посилає на Землю стільки енер­гії, скільки міститься у всіх розвіданих запасах корисних копалин, а за 1 с — 170 млрд Дж. В кінці XIX ст. на Всесвітній виставці у Парижі винахідник О. Мушо демонстрував прилад для одержання механічної енергії, який приводив у рух друкарську машину. Прилад цей називався
інсолятор. Він перетворював сонячну енергію на ме­ханічну.

Проект учнів  “Енергія підземного тепла”.

Енергетика, що базується на використанні природного тепла Землі називається геотермальна. Зараз у світі 233 геотермальні електростанції, будують ще 117.

        Наприклад, в Ісландії  (це дуже цікава країна, її мешканці зверта­ються один до одного на ім'я, не зважаючи на вік та посаду, тому у всіх довідниках вказано тільки імена) майже половина населення мешкає у столиці, а будинки у столиці та інших містах опалюються за рахунок підземного тепла. Тому говорять , що Ісландія — країна вогню та льоду.

Проект  учнів “Енергія вітру”.

Найвітряніші місця земної кулі знаходяться в Антарктиді, особливо на її околицях. Так, у бухті Комонельс часто швидкість вітру сягає 90—100 м/с  або 320—360 км/год. Упродовж року вітер дме до 340 днів. За довгі дні він робить перерву лише на кілька годин, а потім знову дме з новою силою. Середня річна швидкість вітру сягає 20 м/с  (у нас— не перевищує 3—7 м/с). Цей район отримав на­зву «Полюс вітрів».

У нас в Україні найвітряніше  місце — це гора Ай-Петрі в Кримських горах. Тут швидкість вітру сягає 15 м/с. Кожен із нас знає, яку руйнівну силу має вітер, отже, здатний при цьому виконати роботу. В Україні річний технічний вітроенергетичний потенціал дорівнює 30 млрд кВт/год.

"Золоте правило механіки" ?

„ Золоте правило „ механіки говорить нам про те, що виграш у силі , який дають прості механізми обов’язково компенсується програшем  у відстані. Тому ніякого виграшу у роботі за допомогою простих механізмів ми не отримуємо, більше того, в реальних умовах ми програємо в роботі. Чому це так відбувається будемо з'ясовувати.

Припустимо треба підняти вантаж за допомогою нерухомого блока. До мотузки перекинутої через нього прикріплений вантаж, за другий кінець тягне людина, щоб піднявся вантаж на певну висоту. Вага вантажу Р, а людина прикладає силу F, яка більша за силу Р, тому, що треба подолати силу тертя в осі блока, сам блок має масу, та і мотузка також. Під  час підняття вантажу виконується корисна робота A_кор= Ph, а людина виконує роботу A_повна= Fh. Повна робота буде більшою, ніж корисна робота внаслідок тертя.

На практиці завжди корисна робота, яка виконується за допомогою будь-якого механізму менша за повну роботу. Тільки в ідеальних випадках корисна робота була б рівна повній, але такого бути не може.

Відношення корисної роботи до повної роботи називається коефіцієнтом корисної дії (ККД). ККД будь-якого механізму показує, яку частину повної роботи механізм перетворює на корисну. Оскільки корисна робота завжди менша за повну, то ККД будь-якого механізму завжди менший за 100%.

                                            Примітка

Конструюючи ті чи інші механізми, прагнуть збільшити їхній ККД. Для цього зменшують тертя в осях механізмів та їхню вагу.

Що таке простий механізм?

З давніх-давен людина для того, щоб полегшити свою працю, винаходила  і використовувала різні пристрої. Якщо ми зайдемо на сучасну кухню, то побачимо різні „машини” – м’ясорубку, тістомішалку, ніж для відкривання консервних банок, часникодавку, кухонний комбайн; у швейній майстерні зустрінемось з різними ножицями, відвідавши майстерню, побачимо набір інструментів - молоток, пасатижі, щіпці, гвинти, коловороти, клини, ножиці по металу; на заводі чи фабриці побачимо ряд машин різних розмірів, починаючи від велетенських пресів до маленьких складних автоматів. Вивчаючи будову всіх цих машин, ми побачимо, що багато з них складається із простих механізмів: важелів, похилих площин, коловоротів, клинів, гвинтів і блоків. З деякими з них ми вже знайомі.
  Історична довідка

 Важелем користувалися в Стародавньому Єгипті під ч ас будівництва пірамід і храмів.. У Росії в 1654 р. майстри ливарники вилили відомий „Цар-дзвін” масою 8000 пудів (128 т), який на дзвіницю за допомогою важелів піднімали 9 місяців.

У скелетах тварин і людини всі кістки є важелями. Наприклад, у людини – кістки кінцівок нижня щелепа, череп ( точка опори – перший хребець хребта), фаланги пальців. У котів важелями є рухомі кігті, у багатьох риб – колючки спинного плавника. Багато важелів можна знайти  у тілі комах, птахів, вони є і в рослин. Типовий важіль – стовбур дерева і його продовження – корінь. Важелі в живих організмах дають виграш у силі. Наприклад, довгі ноги оленя дають йому можливість швидко бігати, короткі лапи крота розраховані на затрату великих сил за малої швидкості, довгі щелепи мисливських собак дозволяють їм швидко схопити здобич під час бігу

Проект «Біоенергетичні технології» учениці 8 класу Махобей Яни

Життя та діяльність людей супроводжується утворенням великої кількості різноманітних твер­дих і рідких відходів. Це побутові відходи, каналі­заційні стоки міст, стоки та відходи виробництва й переробки сільськогосподарської продукції, величезна кількість органічних залишків після лісозаготівель і переробки деревини. Навколо ве­ликих міст і малих містечок уже ніде розміщувати сміттєві звалища, які вже займають тисячі гектарів земель і отруюють воду й повітря. А разом з тим існують технології, що дозволяють одержувати з усієї цієї колосальної маси органічних решток енергію.

Найпростіша установка, що продукує біогаз, — це бочка, куди закидають органічні відходи, та кілька деталей. Для фермера, який тримає худобу, працює на полі, такий прилад — знахідка. По-перше, установка переробляє органіку й «викидає» високоефективне добриво, після розсипання якого на полі немає бур'янів, адже під високим тиском і при бродінні «паливної маси» знищується насіння бур'янів, яке в ній є. По-друге, під час бродіння гною «виробляється» біогаз: з однієї тонни сухого гною можна отримати 300—600 м³ біогазу, з тонни «мокрого» — 50—80 м³. По-третє, установка еко­логічно безпечна, бо працює без доступу повітря: закинувши гній, закривши герметично кришку, чекаєш виходу газу.

Як і солярка, біодизельне пальне придатне для застосування в автомобілях із дизельними двигу­нами. Ріпак та соняшник—посіяв і чекай на готову сировину. З кожної тонни ріпаку можна отримати близько 300 кг ріпакової олії, а з неї—близько 270 кг біодизельного пального. На базі комбікормового заводу в Мишкивичах Тернопільського району змонтували лінію з виробництва біодизеля. Поки що нове для України пальне отримуємо із соняш­никової та ріпакової олії. Але це тільки початок.

Дослідники з Гентського університету (Бельгія) знають, як перетворити бруд на світло. Для цього вони експлуатують мікробів, якими кишать стічні води. Вони навчилися вловлювати й перетворюва­ти на електричний струм енергію, що виробляють бактерії під час переробки ними відходів.

Японські дослідники оголосили, що ось-ось запустять електростанції, які працюють на гнилих водоростях. Це традиційна пожива бактерій і голов­ний засмічувач морського узбережжя. Тож учені створили цілу систему бродіння біомаси морських водоростей із застосуванням специфічних мікро­організмів, унаслідок чого виділяється метан. Його скеровують у газовий двигун, який обертає електричний генератор. Експериментальна уста­новка переробляє тонну водоростей за добу і видає 20 тис. л метану. А генератор установки розвиває потужність 10 кВт, чого досить для енергозабезпе­чення 20 будинків.

Не тільки бельгійці та японці можуть мати енергетичний прибуток з нічого. Брати Петро та В'ячеслав Родіонови винайшли біогазову уста­новку, що дає чистий метан із будь-якого сміття органічного  походження:  перегною,  шкаралупи

насіння соняшника, лушпиння картоплі та буряка, соломи, трави, листя. її дуже вигідно встановлю­вати на різних підприємствах, на фермах, на пи­лорамах. З однієї тонни відходів можна видобути щонайменше 250 м³ метану. Крім того, продукт переробки газоустановки — прекрасне органічне добриво.

Енергетична сенсація на смітті сталася в Сарнах. На місцевому науково-виробничому підприємстві «Фантомаш» навчилися добувати одночасно нафту, газ і деревне вугілля із твердих побутових відходів. Конструкція досить проста. Це — реактор, «посаджений» у спеціальний утеп­лювач та металеву сорочку, система трубопрово­дів, конденсатор і діжечка для накопичення газу. В реактор завантажуємо тверді побутові відходи (папір, поліетиленові пляшки, лушпиння картоп­лі, огірків, шматки гуми та тканини тощо), добре втрамбовуємо сировину і герметично закриваємо. Агрегат займає площу меншу, ніж 1 м². У соплі, сполученому з установкою, спалахує газ. Через годину в реакторі, нагрітому до 400—450 °С, поч­неться процес піролізу, тобто розкладання органічних речовин на різні сполуки. 6—7 т непотребу досить, щоб отримати 2 тис. т дизельного пального, 1,5 тис. т деревного вугілля та 180—200 м³ газу

Які тіла здатні виконати роботу?

Робота пов’язана з переміщенням, тому вона може відбуватися тільки за умови, що тіла рухаються. Якщо робота виконується під час руху тіл, які взаємодіють, змінюється їхнє взаємне розташування. Крім того, при виконанні роботи може змінюватися швидкість тіла.Висновок: тіло виконує роботу тільки в разі зміни свого механічного стану: змінюється або взаємне розташування тіл або їхні швидкості, або те й друге.Приклади: зігнута жердина може під час розправлення надати швидкості метальному снаряду, деформація при цьому зменшиться; кинутий м’яч збиває кеглі, зменшуючи свою швидкість; стиснута пружина надасть швидкості кульці, яка покладена на неї.Якщо на нитці до штатива підвісити тягарець, коли він виконає роботу? Виконає роботу, коли перепалимо нитку, на якій він висить і тягар падаючи виконає роботу, наприклад утвориться ямка у піску.Якщо тіла або система тіл можуть виконати роботу, то кажуть, що вони мають енергію.Здатність тіла виконувати роботу внаслідок зміни свого стану характеризують фізичною величиною, що називається енергією.

Де можна добути енергію?

Енергію на сьогодні можна здобути різними способами а саме: 

• природним 
•  штучним 

 До природного способу ми можеио віднести такі джерела з яких ми можемо отримати енергію 

• енергія вітру
• енергія Сонця
• енергія підземного тепла (гейзери, вулкани)
• енергія води
• енергію можна добути з природнього матеріалу (деревина ...)

До штучного виду енергії можна віднести різні види хімічних реакцій тощо,  головним джерелом штучної енергії на сьогодні є хімічна реакція урану тобто речовимна яка використовується на АЕС.

Усучасному світі без енергії важко уявити життя.

Чи є енергія та робота найбільшим багатством людства?