Номер 3, страница 424 - гдз по физике 10 класс учебник Касьянов

Творческие задания. Параграф 93. Энергия электростатического поля. 15. Энергия электромагнитного взаимодействия неподвижных зарядов. Электростатика - номер 3, страница 424.

Условие.

3. Подготовьте дискуссию «Электротранспорт — это транспорт будущего или игрушка для исследователя?».

Решение.

Дискуссия на тему «Электротранспорт — это транспорт будущего или игрушка для исследователя?» требует всестороннего рассмотрения аргументов с обеих позиций. Ниже представлены ключевые тезисы для каждой из сторон, а также итоговый вывод.

Аргументы за то, что электротранспорт — это транспорт будущего

• Экологичность. Электромобили не имеют выхлопных газов (CO₂, NOx, сажа), что напрямую способствует улучшению качества воздуха в городах и снижению уровня шума. В глобальном масштабе они помогают бороться с изменением климата, особенно при использовании электроэнергии, произведенной из возобновляемых источников (солнечная, ветровая, гидроэнергетика).
• Экономичность в эксплуатации. Стоимость километра пробега на электромобиле значительно ниже, чем на автомобиле с двигателем внутреннего сгорания (ДВС), за счет более низкой цены на электроэнергию по сравнению с бензином. Кроме того, техническое обслуживание электромобиля проще и дешевле из-за отсутствия многих традиционных узлов: системы выхлопа, масляной системы, свечей зажигания и т.д.
• Высокая эффективность и динамика. Коэффициент полезного действия (КПД) электродвигателя достигает 90-95%, в то время как у ДВС этот показатель редко превышает 40%. Это означает, что почти вся энергия батареи расходуется на движение. Электромобили также обеспечивают мгновенный крутящий момент, что дает им превосходную динамику разгона с места.
• Стремительный технологический прогресс. Технологии производства аккумуляторов постоянно совершенствуются: увеличивается их емкость (и, как следствие, запас хода), снижается стоимость, повышается скорость зарядки. Параллельно активно развивается глобальная сеть зарядных станций, что делает использование электротранспорта все более удобным.
• Государственная поддержка и мировые тренды. Правительства многих стран стимулируют покупку электромобилей через субсидии, налоговые вычеты и льготы. Кроме того, принимаются законы, ограничивающие или полностью запрещающие продажу новых автомобилей с ДВС в будущем (например, в ЕС с 2035 года), что однозначно указывает на глобальный курс на электрификацию.

Аргументы за то, что электротранспорт — это игрушка для исследователя (существующие проблемы)

• Высокая начальная стоимость. Несмотря на все субсидии, цена на электромобили в большинстве сегментов все еще выше, чем на аналогичные по классу автомобили с ДВС, что делает их недоступными для широкого круга покупателей.
• Проблемы, связанные с аккумуляторной батареей. Это главный сдерживающий фактор, который включает в себя несколько аспектов:
  • Ограниченный запас хода и «тревожность запаса хода»: опасение не доехать до следующей зарядной станции является серьезным психологическим барьером, особенно для дальних поездок.
  • Длительное время зарядки: даже на самых быстрых станциях зарядка до 80% занимает 20-40 минут, что несравнимо с 5-минутной заправкой полного бака бензина. Домашняя зарядка занимает много часов.
  • Деградация и стоимость замены: со временем батарея теряет емкость, а ее полная замена может стоить до половины цены нового электромобиля.
  • Экологический след производства и утилизации: добыча сырья для батарей (литий, кобальт) наносит вред окружающей среде, а их эффективная и безопасная переработка до сих пор является сложной технологической задачей.
• Неразвитая зарядная инфраструктура. Количество и плотность расположения зарядных станций, особенно скоростных, все еще недостаточны, особенно за пределами крупных городов и основных автомагистралей.
• Нагрузка на электросети. Массовый переход на электротранспорт создаст колоссальную дополнительную нагрузку на существующие электрические сети, которые во многих странах не готовы к такому росту потребления и требуют масштабной модернизации.
• Зависимость от источников энергии. Электромобиль «зеленый» ровно настолько, насколько «зеленая» электроэнергия, которой он заряжается. Если электричество генерируется на угольных или газовых ТЭС, то вредные выбросы просто переносятся с улиц городов на промышленные зоны электростанций.

Вывод

Электротранспорт уже очевидно перерос стадию «игрушки для исследователей» и является полноценным, быстрорастущим сегментом мирового автопрома. Он предлагает реальные преимущества в виде экологичности, экономичности и превосходной динамики. Однако называть его безоговорочным «транспортом будущего», который готов полностью заменить ДВС-аналоги прямо сейчас, преждевременно.

Серьезные проблемы, связанные с ценой, аккумуляторами, инфраструктурой и нагрузкой на энергосистему, требуют решения. Наиболее вероятным сценарием на ближайшие десятилетия является постепенный переход, в ходе которого электротранспорт будет доминировать в городах и на коротких дистанциях, в то время как для дальних поездок и в специфических условиях (например, в регионах с суровым климатом или слабой инфраструктурой) будут продолжать использоваться гибриды или даже автомобили на новых видах топлива.

Ответ:

Электротранспорт не является ни «игрушкой для исследователей», ни уже наступившим «транспортом будущего». Это переходная технология, которая находится на пути от нишевого продукта к массовому, но сталкивается с рядом серьезных препятствий.
Ключевые аргументы «за» будущее электротранспорта: экологичность (в городах), низкие эксплуатационные расходы, высокая эффективность и поддержка со стороны государств.
Ключевые аргументы «против» (или текущие проблемы): высокая цена покупки, технологические ограничения аккумуляторов (запас хода, время зарядки, деградация, утилизация), неразвитость инфраструктуры и потенциальная перегрузка электросетей.
Итоговый вывод для дискуссии: электротранспорт — это ключевое и самое перспективное направление развития личного и общественного транспорта, но его окончательное становление как «транспорта будущего» для всех потребует еще значительного времени и решения целого комплекса технологических, экономических и инфраструктурных задач.