Matosné Gazdag Szilvia okl. hőenergetikus, nukleáris mérnök-fizikus

Az előadások a következő témára: "Matosné Gazdag Szilvia okl. hőenergetikus, nukleáris mérnök-fizikus"— Előadás másolata:

1 Matosné Gazdag Szilvia okl. hőenergetikus, nukleáris mérnök-fizikus
Energetika Szakkör Boronkay György Műszaki Középiskola és Gimnázium Vác Matosné Gazdag Szilvia okl. hőenergetikus, nukleáris mérnök-fizikus

2 BEVEZETÉS

3 Energetika MOTTÓNK: AZ ENERGIA NEM VÉSZ EL CSAK ÁTALAKUL

4 Állandóan energiát használunk fel
a termodinamika első főtételének megfelelően fogalmazva energiahordozókat felhasználva folyamatosan különböző energiafajtákat alakítunk át egymásba az energia nem vész el, csak átalakul

5 Biológia A tápanyagokat két nagy csoportba oszthatjuk.
erős, mozgékony lehess energiát adó tápanyagokra van szükséged vannak energiát nem adó tápanyagok is, hogy jól érezd magad, egészséges és vidám legyél

6 Biológia energiát adó tápanyagok három félék lehetnek:
fehérjék, zsírok és szénhidrátok azért hívjuk őket energiát adó tápanyagoknak, mert ha elfogyasszuk őket, szervezetünk egy részüket elégeti és energia szabadul fel.

7 Mit csinál a szervezetünk?
Égetünk!!!

8 FONTOS FOGALMAK MOTTÓNK: Sokat tanulok,
mert a tanulásba fektetett ENERGIA meghozza a gyümölcsét, a gyümölcsből pedig pálinkát lehet készíteni!!!

9 FOLYAMAT

10 Egy testre ható F erő munkája az erő elmozdulás irányába
MUNKA Egy testre ható F erő munkája az erő elmozdulás irányába eső összetevőjének és az elmozdulásnak a szorzata W=F*s

11 Emelési munka Wemelési =m*g*h Wemelési = 1kg*10 m/s2*0,1m Wemelési =1J
Ennek az 1 literes víznek kb. 1 kg a tömege Emelési munka Wemelési =m*g*h Wemelési = 1kg*10 m/s2*0,1m Wemelési =1J

12 Mi lesz ezzel az energiával?
Ahhoz, hogy egy ilyen 1 kg-os tömeget megemeljünk, 10 newton erőre van szükségünk, és ha 10 newton erővel 10 cm-es úton végzünk munkát, akkor ez a munka pont 1 joule-nyi Mi lesz ezzel az energiával? A befektetett munka a megemelt tárgy helyzeti energiáját növeli.

13 TELJESÍTMÉNY azt mutatja meg, hogy egy másodperc alatt mennyi energiát szabadítunk fel vagy mennyi munkát végzünk P=W/t

14 Ha az 1 joule munkát minden egyes másodpercben elvégezzük,
akkor a teljesítmény 1 Watt, a teljesítmény mértékegysége tehát a Watt. 1 Watt az a teljesítmény is, amikor 1 másodperc alatt 1 joule-nyi hőt használunk fel. Egy fizikai munkát végző ember 60W teljesítménnyel képes dolgozni. 8 óra munka = 8h*60W=480 Wh Mennyi is az az 1 KWh? Forintban? Kb. 40 Ft

15 Energiaegységek Alapegység: Joule, J; 1 J = 1 N·m.
Prefixumok: kilo, k = 103 mega, M = 106 giga, G = 109 tera, T = 1012 peta, P = 1015 exa, E = 1018

16 Alap energiahordozók esetén, országos mérlegekben:
Energiaegységek Alap energiahordozók esetén, országos mérlegekben: tonna olaj egyenérték, ton of oil equivalent 1 toe = 42 GJ (lehet 44,8 GJ), hordó (barrel) 1 barrel (bbl) = 42 gallon = 6,12 GJ; egyezményes tüzelőanyag, tonna szén egyenérték, ton of coal equivalent 1 tce = 1 tETA = 29,3 GJ.

17 Energiaegységek Angolszász egységek: British Thermal Unit, BTU
1 BTU = 1,0548 kJ „Nagy” energiaegység: Quad (Quadrillion BTU) 1 Q = 1015 BTU Villamosenergia-ipari egység: kilowattóra 1 kWh = 3,6 MJ.

18 Energetika - Bevezetés
Mi az energetika? Az energetika az energiahordozók és források kitermelésével/hasznosításával, szállításával, átalakításával és felhasználásával kapcsolatos műszaki, gazdasági, környezeti és társadalmi feladatok összessége.

19 Energetika és Társadalom

20 Külső energiaforrások használata
Szerszámok készítése Külső energiaforrások használata

21 Az EMBER kiemelkedése az állatvilágból egy több millió éves folyamat volt.
Ennek során két kiemelkedő fontosságú mozzanat volt, amely alapvetően elősegítette emberi létünket eredményező folyamatot: a szerszámok készítése és a külső energiaforrások használata.

22 Az első jelentős energiaforrás

23 a víz, mint energiaforrás
Ókortól-Napjainkig a víz, mint energiaforrás

24 Ipari Forradalom Gőzgép mint energiaforrás
A gőzgép hőerőgép, amely a gőz energiáját mechanikai munkává alakítja. A gőzgép történetét Thomas Savery szabadalmától a számítjuk. Nem volt sem dugattyúja, sem vezérműve, de már tüzelőanyagot égettek el benne, a felszabaduló hővel vizet forraltak, és az így keletkező gőzzel végeztek munkát. Szükség van egy gőzkazánra, mely a vizet felforralja és nagy nyomású gőzt szolgáltat. A gőz kitágul, megmozgat egy dugattyút, ezt a haladó mozgást egy mechanizmus általában forgómozgássá alakítja át, mely további gépeket hajt.

25 Gőzgép mint energiaforrás Nemesített energiaforrás
Ipari Forradalom Gőzgép mint energiaforrás Nemesített energiaforrás

26 Az Ember energiaigénye

27 White törvénye A szocio-kulturális (társadalmi) fejlődés a felhasznált energia mennyiségétől és minőségétől függ az alábbi egyenlet szerint: C=k∙E∙T, ahol k skálázási (hatékonysági) együttható, E felhasznált energia, T technológiai fejlettség. Leslie White, 1973

28 1901-2000 16-szoros energiafelhasználás!!!
A NAGY BUMM 16-szoros energiafelhasználás!!!

29 1901-től 2000-ig az energiafelhasználás 16-szorosára nőtt.
Ez olyan mértékben megváltoztatta az emberiség életmódját, mint még soha az azt megelőző századokban

30 Beléptünk egy új korszakba
Homodigitalis?

31 Egy Nap Energia Nélkül?!! Mit tudnál használni? Meddig tudnál eljutni?
Kivel tudnál kommunikálni? Hol és hogy szereznéd be ennivalód? Mit innál? Mivel fűtenél? Kérdezz, gondolkozz!!!!

32 ENERGIAFÜGGŐSÉG KÉRDÉSEK-VÁLASZOK (?)
Hogy csökkentsük függőségünket? Diverzitás-e ha több helyről szerezzük be? Magyarország-40%-ban földgáz Honnan? Takarékosság? Zöldválasz? Megújuló energiaforrások? Atomenergia?

33 2001-2100 ??? Megismételhető a 16-szoros energiafelhasználás???!!
A NAGY BUMM 2? ??? Megismételhető a 16-szoros energiafelhasználás???!!

34 Fenntartható fejlődés
TUDÓSOK KÖZGAZDÁSZOK JOGÁSZOK LAKOSSÁG

35 Bioszféra 2 kísérlet 1991-1993 Tanulságok Kísérlet
Eddig nem sikerült az embert tartósan fenntartó mesterséges ökoszisztémát konstruálni. Nem tudjuk, hogy a Bioszféra I., vagyis a nagy földi rendszer ezt hogyan csinálja. A földi bioszféra számunkra nélkülözhetetlen. A földi bioszféra ma már nem képes semlegesíteni az ember okozta problémákat. Mi magunk, az emberiség vagyunk a Bioszféra kísérleti nyulai.

36 Mi a kísérlet alapja? Ed Boss - egy amerikai milliomos támogatásával
nagy, hermetikusan zárt környezetet építettek fel Arizonában Kiépített ökológiai rendszerek: - erdő - szántóföld - egy kis tengert is, korallzátonnyal EMBEREK

37 Kérdés ökológiai rendszerek tiszteletben tartásával fenntartható-e hosszú távon az emberi élet?

38 Válasz? MÉG NINCS!! Minden ismert természeti alapot lemásoltak
oxigén szintje 21 százalékról 14 esett vissza, a nitrogén-dioxid szintje viszont óriásira nőtt algavirágzás indult liános növények kiszorították a többi fajt 25 gerinces állatfajból 19 kipusztult beporzó rovarok kipusztultak hangyák és a csótányok tömegesen elszaporodtak Minden ismert természeti alapot lemásoltak Fotoszintézisről és a víz körforgásáról is gondoskodtak

39 A legnagyobb gondot az jelentette, hogy a kísérletben szokatlanul jó minőségű (nagy szerves anyag tartalmú) talajokat használtak. Ezeket a talajokat felhasználás előtt összekeverték és levegőztették. Ezért a talajbaktériumok azonnal megtámadták és gyorsan bontani kezdték a talajok szerves anyagait. Emiatt a légkör szén-dioxid tartalma növekedésnek, oxigéntartalma csökkenésnek indult, és a változás hamarosan az ott lakók életét is veszélyeztette. A nagy szén-dioxid koncentráció egy másik reakciót is kiváltott; az építmény egy részét alkotó beton karbonátosodni kezdett: CO2 + CaO —> CaCO3, ami némiképp a szén-dioxid koncentráció növekedése ellen hatott. Eleinte még igyekeztek kívülről pótolni az oxigént, a szén-dioxidot pedig elnyelették, de a programot végül is abbahagyták. Hogy egy hasonló kísérlet – például kevesebb szerves anyagot tartalmazó talajjal – sikeres lehet-e, egyelőre nyitott kérdés.

40 Bioszféra 2 kísérlet 1991-1993 Tanulságok Kísérlet
Eddig nem sikerült az embert tartósan fenntartó mesterséges ökoszisztémát konstruálni. Nem tudjuk, hogy a Bioszféra I., vagyis a nagy földi rendszer ezt hogyan csinálja. A földi bioszféra számunkra nélkülözhetetlen. A földi bioszféra ma már nem képes semlegesíteni az ember okozta problémákat. Mi magunk, az emberiség vagyunk a Bioszféra kísérleti nyulai.

41 Rendszerkapcsolatok

42 Hasznos információk a neten: