Тепловая энергия играет важную роль в нашей повседневной жизни. Без нее невозможно представить современную цивилизацию. Но откуда берется эта энергия и куда она уходит? Давайте разберемся!
Что такое тепловая энергия и откуда она берется
Тепловая энергия - это энергия, связанная с движением и взаимодействием частиц, из которых состоит вещество. Она характеризует среднюю кинетическую энергию хаотического теплового движения молекул, атомов и других частиц.
Основные источники тепловой энергии:
- Солнце - излучает огромное количество энергии, которая нагревает Землю
- Недра Земли - расплавленные породы мантии и ядра передают тепло на поверхность
- Химическая энергия органических веществ, выделяемая при их горении или окислении
- Ядерная энергия, выделяемая в результате распада радиоактивных элементов
Наиболее распространенный на сегодня способ получения тепловой энергии - это сжигание органического топлива: газа, угля, нефти, древесины. При их горении выделяется большое количество теплоты, которую можно использовать в разных целях.
Основные способы использования тепловой энергии
Куда же уходит вся эта тепловая энергия и как она используется:
-
Производство электроэнергии на тепловых электростанциях. Тепло от сжигания топлива превращается в механическую энергию вращения турбин, которые запускают генераторы.
-
Промышленные технологические процессы: нагрев и плавка металлов, обжиг керамики, выпаривание жидкостей и т.д.
-
Отопление зданий и сооружений, обеспечение горячего водоснабжения в быту и на производстве.
-
В сельском хозяйстве - для обогрева теплиц, животноводческих ферм и помещений.
Таким образом, тепловая энергия является универсальным источником энергии, который используется во всех сферах человеческой жизни. А куда же она уходит после использования?
Большая часть потребленной теплоты окончательно диссипирует, то есть безвозвратно рассеивается в окружающей среде. Это неизбежные тепловые потери при преобразовании одних видов энергии в другие. Так тепловая энергия постепенно исчезает, уходя в космическое пространство.
Однако часть теплоты можно уловить и использовать повторно. Например, вторичные энергетические ресурсы промпредприятий, тепло сбросных вод, выхлопные газы двигателей и тепловыделения электростанций.
Поэтому вопрос эффективного использования и экономии тепловой энергии по-прежнему остается актуальным.
Как экономить тепловую энергию дома и на производстве
Бережливое отношение к тепловой энергии - это важный шаг на пути к устойчивому развитию. Как же можно экономить тепло, не снижая уровня комфорта?
Энергоэффективные технологии
- Утепление зданий современными материалами
- Использование энергосберегающих окон и дверей
- Установка автоматизированных систем управления отоплением по температурному графику и погодным условиям
Альтернативные источники энергии
Возобновляемые источники позволяют снизить потребление ископаемого топлива:
- Солнечные коллекторы для нагрева воды
- Тепловые насосы, использующие тепло земли, воды и воздуха
- Котлы на биотопливе
Экономия тепла в быту
Простые советы для рационального использования тепловой энергии:
- Снижение температуры воздуха в помещениях ночью и в отсутствие людей
- Утепление окон на зиму
- Использование энергосберегающих ламп и бытовой техники
Перспективы развития теплоэнергетики
Какие технологии ждут нас в будущем?
Повышение эффективности традиционной генерации
Модернизация тепловых электростанций, внедрение инновационных разработок позволят увеличить их КПД и снизить удельный расход топлива.
Новые источники тепловой энергии
Активно ведутся работы по использованию энергии термоядерного синтеза. В будущем это может стать практически неисчерпаемым источником дешевой энергии.
Экологические аспекты теплоэнергетики
Наряду с очевидной пользой, традиционная теплоэнергетика несет и определенный экологический ущерб.
Воздействие на атмосферу
При сжигании органического топлива в атмосферу выбрасывается большое количество парниковых газов, золы и загрязняющих веществ.
Влияние на водные ресурсы
Сбросы нагретой технической воды от тепловых и атомных станций приводят к повышению температуры водоемов, что нарушает биологическое равновесие.
Загрязнение почв
Золоотвалы, хранилища отработанного ядерного топлива, разливы нефтепродуктов - все это источники радиоактивного и химического заражения почв.
Потребление природных ресурсов
Добыча ископаемого сырья для энергетики влечет за собой нарушение естественных ландшафтов и мест обитания животных.
Решение экологических проблем
Для снижения негативного влияния на природу необходим постепенный переход к безопасной низкоуглеродной энергетике на базе возобновляемых источников.
