Номер 9, страница 271 - гдз по физике 10 класс учебник часть 1 Генденштейн, Дик

Молекулярная физика и термодинамика. Глава 6. Термодинамика. Параграф 33. Второй закон термодинамики. Охрана окружающей среды - номер 9, страница 271.

Условие.

9. Объясните, почему существование энергетического кризиса не противоречит закону сохранения энергии.

Решение.

9. Закон сохранения энергии — это фундаментальный принцип, согласно которому полная энергия в изолированной системе остается постоянной. Она не может быть создана или уничтожена, а может только переходить из одной формы в другую. Например, химическая энергия топлива при сгорании превращается в тепловую и световую энергию.

Понятие «энергетический кризис» не означает, что энергия во Вселенной «заканчивается» или «исчезает». Этот кризис носит экономический и технологический характер и связан с исчерпанием легкодоступных и дешевых источников энергии (в первую очередь, ископаемого топлива — нефти, угля, газа), которые человечество научилось эффективно преобразовывать в нужные ему формы (электричество, механическое движение).

Противоречия с законом сохранения энергии здесь нет. Когда мы используем энергию, мы преобразуем ее из одной формы в другую. Например, в тепловой электростанции химическая энергия угля преобразуется в тепловую, затем в механическую энергию вращения турбины и, наконец, в электрическую. Согласно второму началу термодинамики, ни один из этих процессов не происходит со 100% эффективностью. Значительная часть первоначальной энергии неизбежно рассеивается в окружающую среду в виде низкопотенциального тепла, которое уже очень трудно или невозможно использовать для совершения полезной работы.

Таким образом, общее количество энергии сохраняется, но ее «качество», то есть способность производить полезную работу, снижается. Энергия из концентрированного и упорядоченного состояния переходит в рассеянное и хаотичное. Энергетический кризис — это кризис нехватки «качественной», доступной и удобной для использования энергии, а не нарушение закона ее сохранения.

Ответ: Энергетический кризис не противоречит закону сохранения энергии, потому что он связан не с исчезновением энергии, а с ее преобразованием из концентрированных, удобных для использования форм (как химическая энергия в ископаемом топливе) в рассеянную, низкокачественную тепловую энергию, которую сложно использовать для совершения полезной работы. Общее количество энергии при этом остается неизменным, но ее доступность и полезность для человека снижаются.