publikacja współfinansowana ze w ramach europejskiego … · • opublikowana w 1905 roku praca...

ENERGETYKA A ŚRODOWISKO

„Energia”„w pracy, w działaniu”

Publikacja współfinansowana ze środków UNII EUROPEJSKIEJ

w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Projekt „Plan Rozwoju Politechniki Częstochowskiej”

Prof. dr hab. inż. Wojciech Nowak

ENERGIA A EKOLOGIA

Energia zawarta w naszych mięśniach

jest przetwarzana w energięruchu, niezbędną do biegania

i rzucania piłki

Snedden R. Energia. Horyzaonty Nauki, 1998

ENERGIA A EKOLOGIA

Człowiek pełen energii może wykonać więcej pracy

ENERGIA

ENERGIA

ENERGIA

Snedden R. Energia. Horyzaonty Nauki, 1998

Vis Viva – żywa siła

• W 1686 roku niemiecki matematyk Gottfried Leibniz wprowadził termin vis viva – żywa siła, która tak jak wprowadzona znacznie później energia kinetyczna była zależna od masy ciała i prędkości

ENERGIAOgromny wkład do badań nad energią wniósł

Izaak Newton (1642-1727). Do jego szczytowych osiągnięćnależy zaliczyć prawa ruchu

Snedden R. Energia. Horyzonty Nauki, 1998

„Cieplik” – Antoine Lavoisier (1743-1794)

Idealny silnik Carnota (1796-1832)

Snedden R. Energia. Horyzaonty Nauki, 1998

ENERGIA

Snedden R. Energia. Horyzaonty Nauki, 1998

Teoria względności

• Opublikowana w 1905 roku praca Einsteina radykalnie zmieniła poglądy na świat, zawierała bowiem wykład szczególnej teorii względności.

• Teoria ta ustanawia fundamentalny związek pomiędzy materią a energią, wyrażony słownym wzorem: E = mc2 gdzie E – całkowita energia, m – masa ciała, c – prędkość światła

ENERGIA

Snedden R. Energia. Horyzaonty Nauki, 1998

Energia z paliw

Para wodna H2O Dwutlenek węgla CO2

kJ/kg

Fontanna energii

Zasoby węgla i ropy naftowej

Zgazowanie węgla

Produkcja paliw płynnych z węgla

Ogniwo paliwowe

Gaz ze zgazowania węglaw czystym tlenie

CO + H2O = CO2 + H2

Membrana ceramiczna

CO2

H2

O2

O2+H2O

H2+H2O

ElektrodawodorowaAnoda

ElektrodatlenowaKatoda

- +

Anoda + H2 + 2OH (Anoda + 2e) + 2H2O(Katoda + 2e) +0.5O2 + H2O Katoda + 2OH

W styczniu 2000 r Siemens WestinghousePower Co., ogłosił, że pomyślnie zakończono roczny test 100 kW ogniwa paliwowego SOFC pracującego w Westervoot w Holandii. Od marca 2000 działa 250 kW SOFC w układzie hybrydowym w Kalifornii. Fuel CellEnergy planuje budowę 2 MW MCFC

ENERGIA ODNAWIALNA

ENERGIA A EKOLOGIA

Snedden R. Energia. Horyzonty Nauki, 1998

Czy można zastąpić elektrownie węgloweenergią Słońca

ENERGIA SŁOŃCA

ENERGIA

ENERGIA GEOTERMALNA

ENERGIA GEOTERMALNA

STRATY ENERGII

Zużycie energii w typowymgospodarstwie domowym

Zużycie energii przez organizm ludzkiMatabolic equivalent MET

MET – miara zużycia tlenu przez organizm na minutęim większy MET, tym więcej energii zużywa organizm

1 MET jest równy energii potrzebnej organizmowi w spoczynku w ciągu 1 min

Aby osiągnąć sprawność układu sercowo-naczyniowegowiększości ludzi wystarczy aktywność fizycznaw zakresie 3-6 równoważników metabolicznych

Najbardziej wskazane dla serca są ćwiczenia,w których MET wynosi 3-6

Teksaski Instytut Kardioloogii, Twoje serce, Amber, 1997

Poziom MET dla różnych ćwiczeń

Spacer (3.2 km/h) 2.5Taniec wolny 2.9Żeglarstwo 3.0Spacer (4.8 km/h) 3.3Spokojna jazda rowerem 3.5Uprawianie ogródka bez dźwigania 4.4Pływanie 4.5Spacer (6.4 km/h) 4.5Gra w badmintona 5.5Szybki taniec 5.5Aerobik lub balet 6.0Jazda na łyżwach 5.5Tenis 6.0Karate, judo 6.5Jazda na wrotkach 6.5Jazda na nartach 6.8Wchodzenie bez obciążenia 6.9Wchodzenie z obciążeniem 7.4Pływanie (szybkie) 7.0Bieganie (9.7 km/h) 10.2

Dlaczego chudniesz lub tyjesz ?

Pokarm, który przyjmujesz służy do pokrycia zapotrzebowania energetycznego organizmu w czasiecodziennej aktywności. Tą energię mierzymy w kaloriach.

Jeżeli przyjmiesz więcej kalorii niż ich zużywasz,nadmiar jest magazynowany w postaci tłuszczów.

Na każde 3600 nie spalonych kalorii przybierasz na wadze 0.5 kg. Kopanie rowu łopatą musiałoby trwać9 godzin, aby organizm spalił 3600 cal. Lekkoatleta musibiegać bez przerwy 4 godziny aby spalić 3600 cal.

Dlaczego chudniesz lub tyjesz ?

Jazda na rowerze z prędkością 10 km/h,marsz z prędkością 3 km/h,uprawianie ogródka,koszenie trawy

spalasz 120 cal w ciągu 30 min

Gra w tenisa,jazda na rowerze 20 km/h,szybki marsz 5 km/h

spalasz 150 cal w ciągu 30 min

Energetyczna wartość pokarmów(kaloryczność)

• Miernik wartości odżywczej żywności i pasz; ilośćenergii (ciepła) wyrażona w kJ lub cal jaką wnosi pokarm po jego strawieniu i przemianie w organizmie

• Dla poszczególnych składników pokarmu wartośćenergetyczna wynosi:1 g białka – 17.2 kJ (4.1 kcal)1 g tłuszczów – 35 kJ (9.3 kcal)

ENERGIA A EKOLOGIA

Koniec prezentacji

ENERGIA

ENERGIA

ENERGIA

Fale elektromagnetyczneJames Clerk Maxwell (1831-1879)

Snedden R. Energia. Horyzaonty Nauki, 1998

Spalanie węgla w kotle pyłowymw atmosferze O2/CO2

tlen

O2+CO2

młyn węglowy

węgiel

pył węglowy

ESP ekonomizer

GAHGGH

GGH suszarka

recyrkulacjaspalin

PT

powietrze

separacja tlenu

sprężarka

sprężarka

filtrsuszarka

suszarka

Proces upłynniania CO2

reaktorupłynniania

zbiornik

suszarka

Proces sprężania CO2

Transport CO2rurociągami

Transport CO2zbiornikowcamilub rurociągami

GAH – wymiennik spaliny – powietrzeGGH – wymiennik spaliny-spalinyPT – podgrzewacz tlenu

IHI Eng. Review, 4, 160, 1995