Номер 2, страница 115 - гдз по физике 7 класс учебник Громов, Родина

Глава 4. Работа, мощность, энергия. Параграф 31. Использование энергии движущейся воды и ветра. Темы докладов - номер 2, страница 115.

Условие.

Решение.

Все источники энергии на Земле можно условно разделить на две основные категории: невозобновляемые и возобновляемые. Важно отметить, что первоисточником подавляющего большинства видов энергии на нашей планете является Солнце.

Невозобновляемые источники энергии

Это природные ресурсы, которые не могут быть восполнены или восстанавливаются значительно медленнее, чем расходуются. Их запасы на планете ограничены.

1. Ископаемое топливо
К ископаемым видам топлива относятся уголь, нефть и природный газ. Они сформировались в недрах Земли из органических остатков древних растений и животных на протяжении миллионов лет. Энергия из них извлекается путем сжигания.
- Уголь: твердое топливо, широко применяемое для производства электроэнергии на тепловых электростанциях и в металлургии.
- Нефть: жидкое топливо, являющееся основным сырьем для производства бензина, дизельного топлива, керосина, а также для химической промышленности.
- Природный газ: газообразное топливо, состоящее преимущественно из метана ($CH_4$). Используется для выработки электроэнергии, отопления и в качестве топлива для транспорта. Считается наиболее экологически чистым из ископаемых видов топлива.
Ключевым недостатком является выброс в атмосферу парниковых газов (в основном $CO_2$) при сжигании, что способствует глобальному изменению климата, а также других загрязняющих веществ ($SO_2, NO_x$).

Ответ: Ископаемое топливо – это основной, но невозобновляемый источник энергии (уголь, нефть, газ), использование которого связано со значительными выбросами парниковых газов и загрязнением окружающей среды.

2. Ядерная (атомная) энергия
Эту энергию получают в результате управляемой цепной реакции деления ядер тяжелых элементов, чаще всего урана-235 ($^{235}U$). При делении одного ядра высвобождается колоссальное количество энергии, что описывается формулой Эйнштейна: $E = mc^2$. На атомных электростанциях (АЭС) эта энергия используется для нагрева воды, и полученный пар вращает турбины электрогенераторов.
Преимуществами являются огромная энергоемкость и отсутствие выбросов парниковых газов в процессе работы. Основные проблемы – это безопасное обращение с радиоактивными отходами и потенциальный риск тяжелых аварий.

Ответ: Ядерная энергия – высокоэффективный источник, основанный на делении атомных ядер, не производящий парниковых газов, но требующий решения проблем безопасности и утилизации радиоактивных отходов.

Возобновляемые источники энергии

Это источники энергии, основанные на постоянно существующих или периодически возникающих в окружающей среде процессах. Они считаются практически неисчерпаемыми.

1. Солнечная энергия
Энергия электромагнитного излучения Солнца. Её можно использовать двумя основными способами:
- Прямое преобразование в электричество с помощью фотоэлектрических элементов (солнечных панелей).
- Преобразование в тепловую энергию с помощью солнечных коллекторов для нагрева воды или в концентрирующих солнечных электростанциях для выработки пара и последующего получения электричества.
Это экологически чистый источник, но его эффективность зависит от погодных условий и времени суток.

Ответ: Солнечная энергия – неисчерпаемый и экологически чистый источник, преобразуемый в электричество или тепло, но его работа зависит от погодных условий и времени суток.

2. Энергия ветра
Ветер представляет собой движение масс воздуха, вызванное неравномерным нагревом Земли Солнцем. Кинетическая энергия ветра преобразуется в электричество с помощью ветрогенераторов. Ветроэнергетика является одним из самых быстрорастущих секторов возобновляемой энергетики.
Недостатки – непостоянство ветровых потоков, шум и необходимость в больших площадях для установки ветропарков.

Ответ: Энергия ветра – это преобразование кинетической энергии воздушных потоков в электричество; это чистый, но нестабильный и зависящий от погоды источник.

3. Гидроэнергетика
Использование энергии движения водных потоков. Чаще всего строятся гидроэлектростанции (ГЭС) на реках, где плотина создает необходимый напор воды. Падающая вода вращает лопасти гидротурбин, которые приводят в действие электрогенераторы. К этому типу также относят энергию приливов, отливов и морских течений.
Это надежный и дешевый в эксплуатации источник энергии, но строительство ГЭС наносит ущерб экосистемам рек и приводит к затоплению территорий.

Ответ: Гидроэнергетика – это использование энергии водных потоков для выработки электричества, являющееся стабильным и мощным источником, но требующее значительного вмешательства в окружающую среду.

4. Геотермальная энергия
Это использование тепловой энергии, поступающей из недр Земли. В районах с высокой вулканической активностью горячая вода или пар поднимаются близко к поверхности. На геотермальных электростанциях (ГеоЭС) пар или горячая вода используются для вращения турбин.
Это стабильный и практически не зависящий от погодных условий источник, но его использование ограничено определенными географическими регионами.

Ответ: Геотермальная энергия – это стабильный источник энергии, использующий внутреннее тепло Земли, но доступный только в регионах с геологической активностью.

5. Энергия биомассы
Энергия, получаемая из органических материалов, таких как древесина, сельскохозяйственные культуры и отходы, навоз, бытовой мусор. Способы получения энергии включают прямое сжигание для получения тепла, преобразование в газообразное (биогаз) или жидкое (биоэтанол, биодизель) топливо.
Считается углеродно-нейтральным источником, так как при сжигании выделяется столько же $CO_2$, сколько было поглощено растениями в процессе роста. Однако это может приводить к сокращению лесов и конкуренции за посевные площади.

Ответ: Энергия биомассы – это получение энергии из органических отходов и материалов; возобновляемый источник, который, однако, может иметь негативные экологические последствия.