Источники энергии - история и современность (стр. 1 из 9). Древние источники энергии
Электричество древнего мира
Совсем недавно во время разговора мой друг, который является человеком довольно-таки всесторонне развитым, и стремящимся все более расширить уровень своего мировоззрения, задал вопрос, который застал меня немного врасплох, поскольку касался предмета познания древней истории и археологии. Мой друг спросил, о том, когда явления электричества стало известно человеку, и как удалось выяснить, что оно вообще существует? Мое довольно расплывчатое познание подобного спектра вопросов стало причиной красноты лица, и, собственно - недельного изучения литературы, посвященной открытию электричества в древнем мире.
Не думаю, что незнание определенных исторических вех является такой уж греховной ошибкой человека, но фактором, который способен побудить его к изучению все новых и новых областей мировознания, стать действительно должен, ведь, по сути, существование человека можно назвать полноценной жизнью лишь тогда, когда он мыслит, интересуется и познает окружающий мир!
Казалось бы, открытие электричества какую-то сотню лет тому назад считается само собой разумеющимся, как и практически полная зависимость современного общества от данного явления. Однако, подобное утверждение несколько противоречит действительности - молния, явление магнетизма и статического электричества было известно ещё во времена Древнего Рима и Греции.
Существуют научные доказательства того, что в І веке н.э. одна из древних культур не только использовала электрическую энергию, но и нашла пути её генерирования. Независимое открытие электричества было сделано римлянами, греками и китайцами – представителями одних из наиболее развитых цивилизаций древнего мира.
Багдадский аккумуляторный сосуд
Багдадский аккумулятор является вещественным доказательством того, что древнее человечество использовало электрическую энергию. Аккумуляторная батарея из далекого пришлого уверяет нас в том, что гальванические системы являются не таким уж и новым открытием, а скорее предметом, нашедшем пути применения ещё во времена древних цивилизаций, причем мало отличающимся по конструктивному исполнению от гальванических систем используемых на сегодняшний день. Древнюю гальваническую батарею обнаружил в 1937 году во время раскопок под Багдадом немецкий археолог Вильгельм Кениг.
Остатки древних гальванических (электролитических) элементов были найдены после Второй мировой войны при проведении раскопок в Ираке. Без особых трудов удалось реконструировать гальванический элемент, залив его электролитом – медным купоросом. Существует предположение, что в качестве электролита шумеры использовали лимонную или же уксусную кислоту. Древняя аккумуляторная батарея по утверждения ученых давала напряжение от 0,25 до 0,5 вольта. Если в древнем мире существовали аккумуляторные батареи, не исключено, что существовали и электрические приборы, которые они бы питали электроэнергией.
Электрический скат, используемый римлянами и греками для облегчения боли страждущих
Египтяне использовали производимое скатами электричество для лечения головной боли и нервных расстройств. Такая методика лечения довольно надолго укрепилась в человеческом мировоззрении и использовалась впредь до конца 1600-х гг. Сформировался даже медицинский термин, определяющий отрасль медицины, использующей электрических рыб для лечения боли – lchthyoelectroanalgesia. Кайзер предполагал, что древние аккумуляторные батареи могли также применятся с аналогичной целью – избавления больных от боли при помощи слабого тока и ускорения заживления ран. Одним из возможных противоречивых вопросов является напряжение. Электрический скат может производить порядка 200V, что в разы больше напряжения Багдадской батарейки. Изучая медицинскую литературу, Кайзеру удалось найти подтверждение целебной силы электрического тока от 0,8 до 1,4V – это приблизительно тот же диапазон, который могла вырабатывать батарея, найденная в Багдаде. Более того, вблизи упомянутой батареи были найдены ритуальные предметы и амулеты, которые как известно, широко применялись в древнем мире в качестве обычных медицинских инструментов. Подобное совпадение не может быть чистой случайностью, и скорее всего является свидетельством того, что Багдадская батарея использовалась именно в медицинских целях.
Читая работы Платона, понимаешь, что это был человек, который смотрел далеко вперед своего времени. Платон был не в состоянии понять многие физические процессы, которые его окружали, но в определенных аспектах мировоззрения значительно опережал своих современников. В своем видении Атлантиды он описывал её как город, имеющий кольцеобразную систему построения. Городские стены Атлантиды обрабатывались слоем разнородных металлов: бронзы, меди и золота, которые создавали электрический фон, и выступали элементами своеобразного гигантского «городского» аккумулятора. До сих пор мы не знаем, существовала ли когда-либо Атлантида или нет, но труды Платона в определенной степени заставляют поверить в подлинность всех имеющихся на данное время её описаний. Идея существования города, который функционировал бы в качестве источника питания благодаря реагированию его стен с окружающей природой, кажется довольно дикой, но вполне правдоподобной с точки зрения современной науки.
Схема строения Атлантиды
Исследуя наследие древнего Египта, удостовериваешся в том, что египтяне владели загадочными устройствами, обеспечивающими свечение в храмах, дворцах, библиотеках. Из древних письменных источников становится известным, что этот народ обладал знаниями производства вечных светильников, которые невозможно было загасить ни водой, ни ветром. Так называемые лампы Дендеры – ещё одно подтверждение использования электричества в древнем мире. В храме богини Хатхор в городе Дендере (древнем городе, существовавшем более 4500 лет назад) в Египте один из настенных барельефов изображает человеческие фигуры, держащие в руках довольно странный прозрачный предмет в форме огромной трубки. Практически каждый посетитель храма ассоциирует данный рисунок с первой в мире лампочкой и, должен сказать, такие предположения не являются ошибкой. Конечно, в течении времени конструкция и форма этого устройства была в значительной степени усовершенствована, обеспечив подачу большего количества света, но в целом - функция лампочки осталась все той же. Рисунок в городе Дендере - само по себе прекрасное произведение искусства, что наглядно демонстрирует использование электрических технологий в древнем мире.
Храм Хатхор в Дендере
Ещё Огюст Мириетт, открывший в 60-х гг. странный барельеф, отметил, что изображенные на них предметы в точности дублируют современные электрические лампы. Правда, древний рисунок является в большей мере символическим. Вместо спиралей в лампах находятся змеи, чьи хвосты введены в цветки лотоса, а исходящие от ламп шнуры ведут к постаменту, на котором восседает бог воздуха Шу. За постаментом прячется злой демон в обезьяньей шкуре, предостерегая о том, что электричество - божественная сущность, опасная для непосвященных. Нет никаких сомнений, что странные предметы, изображенные на стене храма богини Хатхор, не что иное, как обычные газоразрядные трубки. Не нужно обладать ярким воображением, чтобы увидеть в символическом лотосе обычный цоколь (электрический патрон) лампы, а в ящике, к которому ведет кабель, аналог обычного распределительного щитка или генератора электрического тока. Вероятно, что древним египтянам было знакомо явление электричества, и использовали они его во время проведения священных церемоний посредством устройств, визуально повторяющих формы предметов на настенном рисунке.
Барельеф с лампами в храме богини Хатхор в городе Дендере
Инженер Вальтер Харн выдвинул предположение, что египетские жрецы использовали генераторы похожие на устройства Ван-де-Граафа, в которые электрические разряды поступали по определенной изолированной ленте, накапливаясь в области, которая заряжалась и постоянно находилась под напряжением. Устройства такого плана могли получать напряжение в несколько сот тысяч вольт.
Многие египтологи сходятся на мнении, что в Древнем Египте был изобретен первый в мире генератор, независящий от открытого огня. Подтверждением данной теории является уже то, что настенные рисунки были нанесены без помощи таких, известных на то время светильников, как масленые лампы и факелы. Рисовать без какого-либо источника света в полной темноте подземелья было бы невозможным, но и применение упомянутых осветительных элементов также не является правдоподобным, так как никакой копоти на стенах египетских пирамид от горения факелом так и не было обнаружено. Существует предположение о том, что древние египтяне не сами открыли явление электричества – их этому научили представители иных цивилизаций. Древние египтяне использовали электрическую энергию, но так и не смогли, по причине низкого развития тогдашней науки, освоить истинные принципы её действия.
Ученые предполагают, что наряду с лампами накаливания и лампами дневного света, работающих от определенного генератора энергии, в древности использовались лампы постоянного свечения на основе люминофоров. Срок свечение некоторых храмовых светильников исчислялся сотнями лет. В 280 г. до н.э. было построено современно седьмое чудо света – Александрийский маяк. Строительный комплекс маяка имел квадратную форму длиной и шириной по 180 метров, на его основе располагался большой дворец с четырьмя башнями по углам. Завершалось же все строение конусообразным куполом, на котором размещалась семиметровая позолоченная статуя бога морей Посейдона с ликом Александра Македонского. Исторические документы свидетельствуют о том, что в ночное время впредь до новой эры на маяке горело несколько малогабаритных, но довольно ярких светильников, питаемых от автономного источника энергии. Регулирование яркости их свечения обеспечивалось при помощи специального устройства. Поговаривали, что свет маяка бы виден с расстояния 50-60 километров! Специальное устройство, установленное на маяке, обеспечивало формирование импульсных ярких вспышек в дни непогоды и тумана. После поджога Александрийской библиотеки негасимые лампы на маяке заменили костром с зеркалами. Немного позже были утеряны и следы Александрийской библиотеки.
Александрийский маяк
Древние письмена говорят о использовании подобных светильников в храмах ряда стран Европы, Азии, Африки и Америки. Они не гасли ни под порывами ветра, ни под дождем. Обладателям вечного светильника являлся и второй император Рима – Нума Помпилий (715-673 гг. до н.э). Светильник этот имел вид шара, излучавшего свет под куполом императорского храма. Святой Августин (354-450 гг. нашей эры) в одном из своих трудов также описывает удивительных осветительный элемент в храме Изиды (в Эдессе, Египет), который не угасал на протяжении 500 лет. Подобные изречения находим и в работах Плутарха (45-127 гг. до н.э.): в храме бога Аммона-Ра горела лампа, которая не гасла несколько столетий не требуя никакого ухода. Вечный светильник, найденный в подземельях Мемфиса, описал в книге «Эдипус Егептикус» (1652 г.) и римский иезуит Афанасий Кирхер. Греческий писатель Лукиан (120-190 гг. до н.э.) описывал сияющий камень во лбу статут богини Геры в Геапалосе, который обеспечивал освещение всего храма в ночное время.
В XVI-XVII веке археологи обнаружили в египетских храмах светильники, которые обеспечивали непрерывное освещение этих помещений свыше 1600 лет! Археологи уверены, что уже в древнее время нашли применение переносные светильники со светящимися шнурами многометровой длины, а также лампы, работающие от определенного коллективного источника энергопитания, представляющего собой четырехсекционную емкость с жидкими растворами (так называемое «озеро пламени»). О подобных осветительных элементах сообщали ученые и странственники, посетившие Гималаи и Тибет.
Удивительно, но подготовка и обработка строительного камня в Египте велась при помощи импульсных разрядов. Специальными электрическими инструментами проводилась его шлифовка.
При строительстве пирамиды Хеопса подъем тяжелых каменных блоков на высоту до 90 метров осуществлялся при помощи наклонного лифта с электросоленоидами. Аналогичное по принципу своей работы устройство применялось при рытье каналов, насыпки валов и курганов.
Земля скрывает много чего интересного... Часто удается найти удивительные артефакты, происхождение и предназначение которых вызывает целый ряд вопросов, и иногда оказывается, что вещи, созданные человеком, казалось бы, так недавно, уже были знакомы человечеству много веков тому назад. Время стирает границы, однако не делает невозможным использование того, что вливается в жизнь и создается другими. Некоторым людям намного проще верить и придерживаться традиционного, сложившегося в общества мнения о происхождении той или иной вещи. Но как быть с теми предметами и археологическими открытиями, природа которых не поддается столь примитивному анализу? История происхождения электричества - яркий пример сложившихся противоречий. Здравый смысл буквально кричит нам, что использование электричества в древнем мире невозможно. Однако, кто мы такие, чтобы решать, что в этом мире возможно, а что нет? С моей собственной точки зрения, мы живем в эпохе властвования науки, которая подконтрольна силам не заинтересованным в объективности исследований и постановки правильных выводов. Ярким примером тому служит официальная и запрещенная ар хеология. Находимые артефакты свидетельствуют о довольно таки высокоразвитых древних цивилизациях, но почему-то результаты получаемых исследований в значительной степени искажаются и замалчиваются. Правда, учитывая все большее количество находок, их становится все труднее скрывать, и тайная информация все же становится доступной для широких масс.
www.electra.com.ua
Источники энергии - история и современность
Итак, обзор начинается с огня, которым пользовались наши далёкие предки, и заканчивается описанием установок управляемого термоядерного синтеза, которыми будут пользоваться наши потомки.
Люди рано открыли полезные свойства огня - его способность освещать и согревать, изменять к лучшему растительную и животную пищу. Неизвестно, кто и когда сумел преодолеть животный страх перед огнём и принёс его в своё жилище.
Первым источником огня для человека был "дикий огонь", возникавший от удара молнии или лавы вулкана.
С того момента, как человек научился пользоваться огнём, он стал основой его хозяйства и постоянным спутником. В древние времена огонь был незаменимым источником тепла, света, средством для приготовления пищи, орудием охоты.
Однако и дальнейшие завоевания культуры и технологии (керамика, металлургия, сталеварение, тепловые двигатели и т.п.) обязаны комплексному использованию огня и изучению его свойств.
Долгие тысячелетия человек поддерживал огонь в своём жилище, так как он ещё не умел его добывать.
Открытие способов добывания огня произошло не сразу, а в ходе наблюдений многих поколений. Возможно, что открытие этих способов произошло, как это часто бывает, случайно.
Одной из таких случайностей была сверловка древесины. Древний человек пользовался либо каменными (кремневыми) свёрлами, либо свёрлами из более твёрдых пород дерева. Во время этой операции происходило нагревание древесины и в благоприятных условиях могло произойти воспламенение. Обратив на это внимание, люди стали широко пользоваться трением для добывания огня. Простейший способ состоял в том, что брались две палочки, в одной из которых делали лунку. Эта палочка помещали на землю и прижимали. Вторую вставляли в лунку и начинали быстро вращать, в то же время с силой давя на палочку. Процесс этот был достаточно долог и утомителен, поэтому человек пытался его ускорить: использовал смолистую древесину, добавлял в лунку легкозагорающиеся материалы (сухую траву), использовал лук для вращения.
Человек и сейчас так или иначе использует трение для добывания огня (спички и пр).
Другим способом было добывание огня с помощью искры. Возможно, человек придумал этот способ, когда, бродя в темноте, он случайно зацепился за камни, лежащие у него под ногами, те ударились, высекли искру, а та попала в сухую траву или листья. Этот способ требовал от человека терпения и удачливости, так как искру можно было либо высечь сразу, либо её могло не быть совсем. Для большей успешности этого способа человек также применял различные усовершенствования: выбирал, согласуясь со своим опытом, только определённые камни, покрывал их серой.
Объединение этих двух способов нашло применение в кремневых зажигалках.
Давайте попробуем определить, какую энергию тратил человек при добывании огня с помощью трения.
Из второго закона Ньютона:
Fтр = k (mg + F),
где k - коэффициент трения, F- сила, с которой давит человек.
Пусть А = Q, тогда А = cm’ (tвоспл. - t0 ), где с - теплоёмкость дерева, m’ - масса нагревающейся части.
В свою очередь, А = 3,14RNFтр , где R- радиус вращаемой части, N- число оборотов.
Тогда 3,14RNk (mg + F) = cm’ (tвоспл. - t0 ). В данном уравнении все величины могут быть определены, кроме N. Подставляя известные величины, можно определить это число оборотов, и, хотя бы приблизительно, предположить, сколько времени приходилось тратить человеку при добывании огня этим способом.
Лук был одним из первых изобретений человека разумного. Это оружие создано так давно, что не известна дата изобретения и имя изобретателя. Возможно, идея изобретения возникла при сгибании упругих веток деревьев, но следует отметить, что лук не был изобретением одного человека, а, скорее всего, являлся результатом наблюдений нескольких поколений.
Лук позволял преобразовать потенциальную энергию тетивы в кинетическую энергию стрелы таким образом, что стрела, выпущенная из лука, летела намного дальше, чем стрела, брошенная рукой человека (вообще, стрела появилась раньше лука и применялась как метательное оружие).
Луку было найдено и другое применение. Есть свидетельства, что с его помощью приводился примитивный сверлильный механизм древнего человека; имеется изображение Древнеегипетского токарного станка, в котором обрабатываемая деталь приводилась во вращение посредством лука.
Метательные качества лука зависели от свойств тетивы и самого лука (упругости и прочности). Чем лучше были выше эти свойства, тем лучше был лук. В более позднем времени стали появляться так называемые сложные луки, которые усиливались различными накладками из кости или рога.
Метательных машин античности, использовавших силу упругости волокон, сухожилий и дерева, было создано достаточно много, но ни одно из них не сохранилось в целости и сохранности. Эти машины подразделялись на две разновидности: для метания стрел "прямой наводкой", выглядевшие как луки, снабжённые механизмами для натягивания и спуска тетивы. К ним относились всевозможные конструкции станковых арбалетов и баллист (греч. "балло" - бросаю). Второй разновидностью были машины, метавшие снаряды по навесной траектории - катапульты и камнемёты.
Особого развития метательные машины, а особенно станковые арбалеты, достигли в Древнем Китае. С помощью этого оружия китайцы оборонялись от кочевников и сумели сдержать первый натиск монгольских завоевателей. Именно из этого оружия метались первые начинённые порохом снаряды.
Есть свидетельства, что к созданию первых в истории метательных машин приложил руку сам Архимед.
На рисунках представлена зависимость дальности и высоты полёта стрелы от её массы, упругости тетивы и лука (сопротивление воздуха в этом случае мало и поэтому не учитывается).
В истории человечества водяные двигатели всегда играли особую роль. На протяжении многих веков водяные машины были главным источником энергии на производстве. Затем развитие тепловых (а позже - электрических) двигателей сильно сузило сферу их применения. Однако везде, где имелись дешёвые гидроресурсы (ручей с быстрым течением, водопад или порожистая река), водяной двигатель мог оказаться предпочтительнее всех других, поскольку был очень прост по своей конструкции, не требовал топлива и имел сравнительно высокий КПД. После того как в первой половине XIX века была изобретена водяная турбина с очень высоким КПД, гидроэнергетика пережила как бы второе рождение. С началом электрификации по всему миру развернулось строительство ГЭС, на которых электрогенераторы получали свой привод от гидротурбин различных конструкций. Об электрогенераторах и гидротурбинах рассказ будет чуть позже, а сейчас будет рассказ о водяном колесе.
Первые водяные колёса появились ещё в древности. По конструкции они делились на два основных вида (см. ниже): нижнебойные (подливные) и верхнебойные (наливные). Нижнебойные водяные колёса были наиболее простым типом водяного двигателя. Они не требовали для себя строительства сложных гидротехнических сооружений, но в то же время имели самый низкий КПД, так как их работа основывалась на достаточно невыгодном принципе: подтекающая под колесо вода ударяла в лопатки, заставляя их вращаться. Работа верхнебойных колёс основывалась на использовании веса падающей воды.
КПД верхнебойного водяного колеса достигал 75%, который был самым высоким из всех созданных тогда двигателей. Этот своеобразный рекорд был побит с появлением гидротурбин различных конструкций.
КПД среднебойного колеса равнялся 65%, нижнебойного - ещё меньше.
Несмотря на относительно высокий КПД, водяные колёса были маломощными двигателями. Обычно их мощность равнялась 5 - 6 лс. Для получения больших мощностей строились колёса огромных размеров, что было связано с новыми трудностями: такая "махина" была тяжела, громоздка, её было трудно запустить.
Нижнебойное и верхнебойное водяные колёса отличались по свойствам: при равной мощности первое имело большую скорость вращения, чем второе.
С появлением такой тепловой машины, как машина Уатта, водяные двигатели стали забываться. Второе возрождение водяного двигателя, но уже в другом виде, началось с изобретением в 1750 году венгром Сегнером, работавшем в Геттингенском университете совершенно нового типа водяного двигателя.
На рисунке слева представлено верхнебойное водяное колесо, справа - нижнебойное.
Изобретение греческого механика и учёного Герона Александрийского (II век до нашей эры). Ёе работа основана на принципе реактивного движения: пар из котла поступал по трубке в шар, укреплённый на горизонтальной оси; вытекая затем из коленчато-изогнутых трубок, пар толкал эти трубки в обратном направлении, и шар начинал вращаться.
mirznanii.com
История энергетики | Блог об энергетике
Мы перевели и снабдили иллюстрациями очень хорошую и доступную лекцию об истории энергетики от автора James C. Williams для Franklin Institute.
Введение
Энергия играет основополагающую роль в формировании человеческих условий существования. Потребность людей в энергии — это необходимость для выживания, поэтому не удивительно, что производство и потребление энергии являются одними из наиболее важных направлений человеческой деятельности. Действительно, существует мнение, что энергетика – это ключ к развитию цивилизации, что эволюция человеческого общества зависит от преобразования энергии для использования человеком. Немногие люди ставят под сомнение давнее предположение, что уровень жизни и качество цивилизации пропорциональны количеству энергии, используемой обществом. Однако, с определённой степенью точности, большинство людей все же уверены в стойкости формулы: энергия = прогресс = цивилизация.
Широко распространенное убеждение, что энергия и цивилизации неразрывно связаны, безусловно, имеет историческую основу. На протяжении всей истории люди были сосредоточены на контроле запасов энергии и явлений, которые являются частью природы. На протяжении десятков тысяч лет, люди полагались исключительно на химическую (калорийную) энергию, полученную из пищи, которая производит механическую (кинетическую) работу мышц. Но благодаря человеческому разуму, люди были в состоянии открыть и преодолеть физические ограничения, налагаемые на свои собственные мускульные силы, используя инструменты и осваивая энергию за пределами их собственного тела.
Самые ранние инструменты использовались для охоты на животных, сбора съедобных растений, ловли рыбы и птицы, а также переработки и транспортировки пищевых продуктов. Большинство семейных структур, общественных групп, политических и экономических институтов, создаваемые в течение тысячи лет, были сосредоточены главным образом на добыче, переработке, обмене и реализации продуктов питания, а также ископаемых и органических источников энергии (дрова, торф, уголь), использующихся для отопления, приготовления пищи, освещения или для растопки печей и топок, используемых в плавке руды.
Огромный массив уникальной человеческой культуры впитывал в себя необходимость поиска основных энергетических ресурсов в широком диапазоне человеческой деятельности: ритуалов, праздников, табу, мифов, танцев, игр, религии, языка, искусства и войны – во всем, что олицетворяют культурные ценности человечества в их самых основных формах. Довольно просто, человеческое существование всегда находилось во власти вековой потребности энергии.
Эпоха энергии воды
До современной эпохи, люди полагались на силу своих мускулов, на силу домашних животных, например, лошадей и волов, и на силу воды и ветра. Люди использовали эти энергетические ресурсы, чтобы возделывать множество значимых территорий, от полей и пастбищ до горных выработок и лесных участков. Затем были построены города и транспортные маршруты древних цивилизаций. Технологии, использовавшие эти энергоносители знакомы всем нам: топоры, кирки, плуги, жгуты, вагонетки и телеги, водяные и ветряные мельницы и парусные корабли.
Европа, которая обладала большими площадями водно-энергетического потенциала, в частности, получала выгоду от использования энергии производимой путем перемещения воды. Вертикальное водяное колесо, изобретённое, возможно, за два века до рождества Христова, распространилось по всей Европе в течение нескольких сотен лет. К концу римской эпохи, водяные мельницы обеспечивали энергией помол зерна, производство ткани, выделку кожи, распиловку дерева, плавку и формовку железа, и выполняли множество других ранних промышленных процессов. Производительность увеличивалась, зависимость от человеческой и животной мышечной силы постепенно снижались, и места с хорошими водно-энергетическими ресурсами стали центрами экономической и промышленной деятельности.
Историк Терри Рейнольдс замечает, что рост использования энергии воды, явился центральным элементом в западной технологии. В средние века, инженеры-гидравлики устанавливают мельницы на лодках и мостах, и вместе с этим появляются плотины для аккумуляции энергии воды и направления её по каналам на колёса. В пятнадцатом веке большие фрезерные комплексы во Франции реально зависели только от энергии воды. Изобретение и распространение распределительного коленчатого валов, позволило применить энергию воды к задачам, которые требуют возвратно-поступательного движения (например, работа молота и дутьё кузнечных мехов), и произвели революцию в черной металлургии. Количество водяных мельниц в Европе неуклонно возрастает. Появляется все больше и больше водно-промышленных комплексов, таких как большие водяные хлопчатобумажных фабрики Уильям Струтта и Ричарда Окрайта, действовавшие в течение 1770-х годов в Англии.
Между тем, освоение энергии ветра для движения парусных судов позволило пересечь океанские просторы, открыв европейцам Америку. Колонисты привезли с собой водяные мельницы, которые распространились от Латинской Америки до Канады. К 1800 году граждане вновь созданных Соединенных Штатов импортировали текстильные английские фабрики, и в течении двух десятилетий экспансивного водно-энергетического развития промышленные города появились в штатах Лоуэлл, Массачусетс и других местах новой Англии. К тому времени промышленной революции, евро-американская промышленность зависела почти исключительно от энергии воды.
Эпоха пара
Современная эпоха началась с восемнадцатого века с внедрения паровой энергии на английских угольных шахтах Томаса Сейвери и Томаса Ньюкомена. Их паровые двигатели и двигатель Джеймса Ватта вытеснили географически зависимые водяные установки. Взаимоотношения в областях добычи угля, железной промышленности и паросиловых установок привело к достижениям в области паровой техники, и с 1800 годов паровые двигатели дополняли водяные колёса на английских текстильных фабриках. Предприниматели поняли, что сила пара преодолела географическую зависимость от энергии воды, что один паровой двигатель может работать на несколько заводов, в то время как водяные колеса были подвержены остановкам, вызванными засухой, наводнениями, и замерзанием рек. Хотя энергия воды по-прежнему являлась доминирующим энергоносителем для производства на протяжении большей части девятнадцатого века, особенно во Франции и Соединенных Штатах, паровая энергия в конечном счете, оказалась более гибкой и экономически эффективной.
В девятнадцатом веке, паровые двигатели существенно улучшились. Американские бизнесмены привезли паровые двигатели из Англии, и в 1840-х годах они начали успешно конкурировать с водяными колёсами. Филадельфийский изобретатель Оливер Эванс, известный в среде автоматизации производства муки с использованием энергии воды, запатентовал один из первых успешных паровых двигателей высокого давления. Его двигатель и другие по его образцу вскоре распространились на речных судах и железных дорогах, что ознаменовало транспортную революцию в Америке XIX века. В Филадельфии в 1876 году огромный паровой двигатель Корлисса возвышался над главным залом и обеспечивал сотни машин показываемых на выставке Centennial.
Паровой двигатель установил постоянную связь между ископаемыми энергетическими ресурсами и индустриализацией. В Англии и Европе использовали уголь, как топливо для паровых двигателей до 1800 года, а к середине девятнадцатого века уголь гор Аппалачи стал выгоднее дерева в восточной части Соединенных Штатов. На тихоокеанском побережье, производители и перевозчики продолжали использовать дерево, но предпочитали использовать уголь и импортировали его по высокой цене из таких далеких мест, как Австралия. Дефицит и высокая стоимость хорошего угля на побережье Тихого океана в сочетании с открытием нефти в южной Калифорнии привели к использованию нефти в качестве топлива для паровых двигателей, которая вытеснила уголь, как топливо в течение первой половины двадцатого столетия.
Эпоха электричества
Одна из основных технологических проблем в использовании энергии — это её передача. К концу восемнадцатого века, увлечение феноменом электричества захватывает множество людей. Производство электроэнергии с помощью первых батарей, затем на основе явления электромагнитной индукции, передача электроэнергии по медным проводам, и развитие электродвигателей в конечном счете произвели революцию в транспортировке энергии. К концу XIX века, ограниченное и зависимое прямое подключение мануфактурных машин от водяных, ветряных мельниц и паровых двигателей через приводные валы и ремни уступило место электрическому приводу, получающему энергию по проводам протянутым от удалённых гидроэлектростанций и паротурбинных установок. Форма и характер заводов в ХХ веке изменилась кардинально, так как машины с электроприводом можно было установить где угодно. Кроме того, электроэнергия вытеснила конные и паровые повозки троллейбусами. Так же электроэнергия заменила газ для наружного освещения, керосин для домашнего освещения, дрова и уголь в печах и обогревателях.
Томас Эдисон внёс важнейший вклад в развитие электричества. Как отмечается в исследованиях Института Франклина, инновационный подход Эдисона к изобретению и продвижению развития электрического освещения, плюс развитие производства и распределения, позволили системе заработать. В 1880 году его лампы накаливания сделали возможным широкое распространение, надежной, коммерческой системы внутреннего освещения, и его центральная электростанция на Pearl Street в Манхэттене стала образцом для систем выработки и распределения электроэнергии. Не менее важным Эдисон считал вклад ряда других исследователей электроэнергетических технологий, в том числе Фрэнка Спарга, который построил первый коммерчески успешный электрический трамвай в Ричмонде, штат Вирджиния в 1887 году и Никола Теслу, который разработал генератор переменного тока.
Система Эдисона основанная на постоянном токе стала начальным стандартом для систем производства и распределения электроэнергии, питания электрических железных дорог и промышленных двигателей, а также освещения. К сожалению, она не могла быть легко применена для передачи электроэнергии на большие расстояния что возможно при использовании переменного тока. Осуществляя конкуренцию с компанией Эдисона в области электроэнергетики, компания Вестингауза, использовала переменный ток, что сделало возможным развитие крупных генерирующей электростанций, расположеных на больших расстояниях от потребителей. Как и запоминающееся освоение Вестингаузом гидроэнергетики на Ниагарском водопаде с приминением многофазной системы Теслы, так и события по передаче электроэнергии на переменном токе от далеких энергетических объектов в Калифорнии, Сьерра-Невада до прибрежных городов Сан-Франциско и Лос-Анджелес, установили стандарты по дальнейшей передачи электроэнергии.
К началу двадцатого века, электричество стало излюбленным методом для передачи энергии, но применение его человеком зависит от многих ученых и техников, работающих вместе. Возможно, самым важным изобретением Эдисона была лаборатория промышленных исследований, и в начале двадцатого века исследовательская лаборатория General Electric выступила в качестве модели для развития науки и техники. Там постоянно исследуются возможности по улучшению применения электричества человеком. Среди исследователей можно выделить Уильяма Кулиджа. Его внедрение вольфрамовой нити для ламп накаливания Эдисона, а затем рентгеновской трубки принесли ему самое почетное место в рядах выдающихся учёных и инженеров двадцатого века.
Эпоха атомной энергетики
Так как в течение двадцатого века электроэнергия стала повсеместным явлением, использование энергетических ресурсов возросло неимоверно. Гидроэнергетика продолжала играть важную роль в современной энергетической системе, но доступные участки для неё иссякали. Инженеры постоянно улучшали паротурбинные установки, для наибольшей выработки электроэнергии из меньшего количества топлива. Так как размер и эффективность электростанций увеличились, стоимость электроэнергии резко снизилась, что стимулировало еще большее потребление электроэнергии. Ископаемые виды топлива во-первых уголь, во-вторых нефть, стали важнейшими ресурсами для производства электроэнергии.
К сожалению, в 1960-х годах, рост эффективности электростанций почти прекратился, стоимость электроэнергии стала расти. Кроме того, растущее загрязнение, сопровождающееся кислотными дождями и других негативными воздействиями на окружающую среду было результатом активного использования ископаемого топлива. Поиски альтернативы ископаемым видам топлива для выработки электроэнергии привели многих людей к атомной энергии.
Вернёмся обратно в девятнадцатый век. Исследования в области физики привели к открытию явления радиации. Наиболее значимые работы в этой области принадлежат Марии Складовской-Кюри, чьи исследования излучения соединений урана подготовили почву для последующих разработок в атомной структуре и внутренней энергии атома. Первые десятилетия двадцатого столетия ознаменованы рядом успешных открытий и исследований в этой области, особенно в Европе. Итальянский физик Энрико Ферми в университете Рима был одним из первых среди ученых, работающих в этой захватывающей области, а в 1930-х годах он сосредоточился на производстве искусственного радиоактивного излучения при бомбардировке атомов урана нейтронами.
Так как с подъемом нацистской Германии европейский мир становился все более и более нестабильным, на волне союза Германии с итальянскими фашистами и накала антисемитского движения, Ферми и другие физики-ядерщики стали покидать свои университеты и научно-исследовательские лаборатории для того, чтобы уехать в Северную Америку. Обстоятельства эмиграции Ферми были весьма примечательными, потому что он был удостоен Нобелевской премии в 1938 году и получил разрешение от фашистского правительства Италии поехать в Стокгольм, чтобы получить награду. Однако, вместо возвращения в Италию, он и его жена-еврейка, и дети отправились в Соединенные Штаты, где Ферми стал профессором Колумбийского университета в Нью-Йорке.
С началом второй мировой войны в 1940 году, Ферми и другие физики в Европе и Америке поняли, что атом урана расщепленный нейтроном приводит к самовоспроизводящейся цепной реакции расщепления атомов, что позволяет высвободить огромную энергию. Этот процесс, называемый ядерной реакцией, предполагал возможное военное применение, и Ферми и его коллеги из Колумбийского университета вместе с Альбертом Эйнштейном, убедили правительство США изучить эту идею. Между тем, в университете, Ферми стремится к получению управляемой ядерной цепной реакции деления. В 1942 году, когда президент Франклин Рузвельт санкционировал разработку «Проекта Манхэттен», работа Ферми была передислоцирована в Университет Чикаго, где в декабре того же года он и его команда получили первой контролируемую цепную ядерную реакцию.
Работы Ферми и других физиков-ядерщиков непосредственно привели к созданию атомной бомбы, которую Соединенные Штаты дважды использовали против Японии в 1945 году. По результатам Второй Мировой войны, Соединенные Штаты создали комиссию по атомной энергетике (AEC) для наблюдения за разработкой ядерного оружия, а также для использования наработок ядерной энергетики в мирных целях. В 1950-е комиссия приступила к сотрудничеству с энергетическими компаниями, такими как Pacific Gas и Энергетическая Компания Калифорнии для развития производства электроэнергии с использованием ядерной реакции.
Вскоре ядерная энергия стала одной из самых расхваливаемых решений энергетической проблемы. Промышленно развитые страны во всем мире строили электростанции для удовлетворения постоянно повышающегося спроса на электроэнергию, но и в ядерной энергетике не обошлось без недостатков. К концу 1970-х годов, сейсмическая безопасность стала достаточно важным вопросом для калифорнийцев, что повлекло за собой мораторий на строительство новых атомных электростанций, и катастрофа на атомной станции «Three Mile Island» в 1979 году в Пенсильвании возбудила противников атомной энергетики. Эти инциденты в сочетании с нерешенной проблемой захоронения радиоактивных ядерных отходов, а также с увеличение времени строительства эффективных и безопасных объектов положили конец дальнейшему развитию АЭС в Соединенных Штатах. В 1986 году авария на Чернобыльской АЭС в Украине и последующее распространение радиационного отравления, направила Италию, Германию и другие страны по пути к прекращению зависимости от ядерной энергетики. Хотя атомная энергиетика не исчезла и по-прежнему рассматривается многими людьми как одно из лучших решений для удовлетворения человеческих потребностей в энергии, использование других ресурсов, таких как энергия солнца, ветра и биомассы, выглядит также достаточно многообещающе.
Независимо от того, где люди находили энергию для поддержания своего общества и культуры, ясно, что человеческая жизнь всегда была во власти вековой потребности в энергии. Небольшая история развития энергетики, представленная здесь показывает торжество уникальной изобретательности, подчеркивает научные и технологические поиски человечества по использованию энергетических ресурсов. Представьте себе, если можете, что будет следующим шагом в энергетической истории человечества.
Перевод Василия Горбунова
Использованы иллюстрации с сайтов neo-energy.ru, historylib.org, nauvopr.ru
Поделись с друзьями
Похожее
energoworld.ru
Источники энергии - история и современность
МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
РОСТОВСКОЙ ОБЛАСТИ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ "НОВОЧЕРКАСКИЙ МЕХАНИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ ИМ. А.Д. ЦЮРУПЫ"
РЕФЕРАТ
на тему:
ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ - ИСТОРИЯ И СОВРЕМЕННОСТЬ
Выполнил
Студент 1 курса гр ЭМ-1-1
Целью этой работы является изучение всех источников энергии, которыми пользовался человек на протяжении своего исторического развития - от Каменного века до двадцатого.
С развитием человеческой цивилизации совершенствовались и источники энергии, применяемые человеком. В Каменном веке таковыми являлись огонь и лук, а в ХХ веке появились атомный реактор, установки управляемого термоядерного синтеза, магнитогидродинамический генератор.
Создание новых источников энергии (и совершенствование старых) шло сложными путями. В Древнем мире это происходило либо за счёт стараний немногих гениальных людей, либо в результате наблюдений многих поколений. В Средние века деятельность многих людей была направлена по ложному пути. Этим путём был поиск "perpetuummobile" - вечного движения, что свидетельствует о сильном упадке науки. В тот период человеческой истории, называемый Новым временем, источники энергии создавались людьми, более осведомлёнными в науке и технике, чем те, кто строил "вечный" двигатель и искал "философский камень". В ХХ веке работу над новыми источниками энергии вели целые научно-исследовательские институты и производственные объединения.
Автор считает, что его работа сможет убедить читателей в том, что не только уровень развития человеческой цивилизации влияет на применяемые ею источники энергии, но и сами источники энергии могут изменить ход человеческой истории. В работе эти источники энергии будут мною особо отмечены.
Автор думает, что его работа сумеет заинтересовать большое количество людей и может быть использована в качестве информационного пособия по выбранной автором теме.
Содержание
Аннотация
Введение
1. Источники энергии древнего мира
1.1 Огонь и способы его добывания
1.2 Применение энергии волокон, дерева, сухожилий (лук, метательные машины античности)
1.3 Водяное колесо
1.4 Паровая турбина Герона - любопытная игрушка Древнего мира
1.5 Энергия химических соединений (энергия пороха)
4.4.1 Установки управляемого термоядерного синтеза (УТС)
4.4.2 Мюонный катализ
4.4.3 Термоядерное оружие
4.5 МГД - генератор
Заключение
Список использованной литературы
Целью моей работы по выбранной теме является изучение всех источников энергии, применявшихся в тот или иной период человеческой истории.
Основной задачей при проведении работы являлась переработка большого объёма информации, полученных мною из разных источников: научно-популярных статей, книг, энциклопедий (список использованных источников информации приведён в конце работы), и объединение этой информации в единое целое. Я считаю, что эта задача была решена, и итогом решения этой задачи является эта работа.
Я считаю, что моя работа очень актуальна в настоящий момент времени, когда подходят к концу топливные ресурсы нашей планеты. С помощью моей работы можно проанализировать, какие энергоресурсы использовало человечество на каком-либо этапе своего развития, и из этого сделать вывод, какие источники энергии наиболее перспективны. Перспективностью в настоящий момент я считаю не дешевизну самого источника энергии (двигателя, генератора), а доступность и большие запасы топлива для этого источника энергии. Таковыми в настоящий момент являются установки управляемого термоядерного синтеза (УТС), водяные турбины, многие так называемые альтернативные источники энергии. К ним можно отнести и атомные реакторы на быстрых нейтронах. Хотя топливо для них получается дорогим способом, однако эти реакторы могут сами производить топливо для своей работы.
Своё исследование я построил следующим образом: я распределил все источники энергии в хронологическом порядке, сгруппировав их в три больших временных периода: Древний мир, от Средневековья до ХХ века, ХХ век. Такое разделение отражено в оглавлении моей работы. После этого я составил описание к каждому источнику энергии, добавив также значение этого источника в истории человечества, а для некоторых (альтернативные источники энергии, гидротурбины, установки УТС и др.) - и перспективы их развития.
На этом я заканчиваю это своеобразное предисловие и приступаю к представлению самой работы.
Человечество с самого своего появления пользуется источниками энергии. Сначала они были весьма примитивными. Таковыми были, например, огонь или лук. Но с ходом развития человеческой цивилизации усложнялись и источники энергии, используемые им, а также открывались или изобретались новые источники. И вот, в ХХ веке, человек научился использовать энергию атомного ядра и термоядерного синтеза, построил МГД [1] - генератор.
Открытие новых источников энергии шло сложными путями. На начальном этапе развития человечеств открытие чего - либо нового происходило либо по счастливой случайности, либо благодаря гениальному учёному (как, например, Герон или Архимед), либо это открытие совершалось на протяжении значительного периода времени (поиск способов добывания огня).
В Средние века, во время упадка науки, открытия совершались лишь благодаря немногим действительно образованным людям (а не алхимикам и другим лжеучёным), но из-за огромной власти христианской церкви им, в лучшем случае, приходилось отказываться от своих убеждений, в худшем - они попадали на костёр инквизиции. Такие "научные изыскания", как поиск "perpetuummobile", свидетельствуют о сильном упадке многих наук, о незнании основных законов природы.
В тот период мировой истории, называемый Ренессансом, а также в более позднее время (период Новой истории), многие люди вплотную начали заниматься наукой и техникой, в том числе - постройкой различных машин. С этого времени и начался поиск универсального двигателя, способного заменить уже используемые (водяное колесо). Этот поиск шёл с переменным успехом и вёлся совершенно разными людьми. Эти изобретатели (как и их изобретения) были различны; многие из них стали изобретателями благодаря великим учёным или из-за того, что их просто заинтересовала важная и интересная проблема - постройка двигателей. Например, изобретатель парового котла и конструктор первых моделей двигателя внутреннего сгорания и паровой машины Дени Папен был в своё время врачом, но увлёкся этой областью техники лишь благодаря встречам с Христианом Гюйгенсом. Изобретатель четырёхтактного ДВС[2] Август Отто когда-то был конторщиком, приказчиком, бухгалтером. Такая скучная и бесперспективная жизнь заставила его искать новый путь к успеху - и он занялся постройкой нового двигателя.
С течением времени двигатели (и другие источники энергии) перестали быть уродливыми, примитивными и, как часто бывало, неработоспособными конструкциями механиков-самоучек. В этой области техники всё сильнее и сильнее начала проявлять себя наука, и новые двигатели конструировались на основе уже изученных принципов и сложных математических расчётов (дизель-мотор, паровая турбина).
В ХХ веке эта область техники (постройка двигателей и других источников энергии) перестала существовать отдельно от науки. Стали иметь место такие случаи, когда между открытием новых свойств какого-либо материала и постройкой источника энергии, использующего эти свойства, проходило очень мало времени (например: открытие радиоактивности и постройка ядерного реактора).
Конструированием новых источников энергии теперь занимались не отдельные выдающиеся личности, а целые группы учёных, исследовательские институты, конструкторские бюро и производственные объединения.
Именно ими были созданы такие сложные и оригинальные конструкции, как ТОКАМАК, МГД - генератор, установки лазерного термоядерного синтеза, многие так называемые альтернативные источники энергии.
Мы живём на пороге того времени, когда многие энергетические ресурсы (нефть, природный газ, каменный уголь) будут на грани исчерпания. Казалось бы, нас ждёт "энергетический голод". Но благодаря упорным трудам учёных скоро мы будем обеспечены дешёвой энергией на тысячи лет вперёд. Я говорю о постройке первых промышленных установок, осуществляющих управляемый термоядерный синтез, а вслед за ними - и постройке ТЯЭС - термоядерных электростанций. Топливо для этих установок находится практически повсюду, а на планете запасы этого топлива огромны. Пуск этих установок уже близок.
В ожидании вышеупомянутого пуска автор реферата предлагает Вам обзор и описание (конструкция, принцип действия) всех (или почти всех) источников энергии, которые когда-либо были открыты, построены и применены человеком. Обзор идёт в хронологическом порядке, а источники энергии сгруппированы по принципу их принадлежности к той или иной области физики (термодинамика, электричество, ядерная физика). Отдельную главу занимают "вечные двигатели", которые, хотя и не относятся к выбранной автором теме, упомянуты здесь ради ознакомления. В реферате есть главы, в которых помещены описания машин, которые, по сути, не производят энергию из чего-либо, а только преобразуют её. Такими машинами являются электрогенератор и электродвигатель. Они помещены в данный реферат потому, что без них невозможно представить современную промышленность и быт человека. Эти конструкции сыграли в истории человека не менее важную роль, чем, в своё время, изобретение Уаттом паровой машины, совершившей промышленный переворот, и создание совершенного ДВС.
mirznanii.com
Источники энергии
В основном энергию, используемую в быту и промышленности, мы добываем на поверхности Земли или в ее недрах. Например, во многих слаборазвитых странах жгут древесину для отопления и освещения жилищ, тогда как в развитых странах для получения электроэнергии сжигают различные ископаемые источники топлива — уголь, нефть и газ. Ископаемые виды топлива представляют собой не возобновляемые источники энергии. Их запасы восстановить невозможно. Ученые сейчас изучают возможности использования неисчерпаемых источников энергии.
Ископаемые виды топлива
Уголь, нефть и газ — невозобновляемые источники энергии, которые сформировались из остатков древних растений и животных, обитавших на Земле миллионы лет назад (подробнее в статье «Древнейшие формы жизни«). Эти виды топлива добываются из недр и сжигаются для получения электроэнергии. Однако использование ископаемых источников топлива создает серьезные проблемы. При современных темпах потребления известные запасы нефти и газа будут исчерпаны уже в ближайшие 50 лет. Запасов угля хватит лет на 250. При сжигании этих видов топлива образуются газы, под воздействием которых возникает парниковый эффект и выпадают кислотные дожди.
Возобновляемые источники энергии
По мере роста численности населения (см. статью «Население Земли«) людям требуется все больше энергии, и многие страны переходят к использованию возобновляемых источников энергии — солнца, ветра и воды. Идея их применения пользуется широкой популярностью, так как это — экологически чистые источники, использование которых не наносит вреда окружающей среде.
Гидроэлектростанции
Энергию воды используют на протяжении многих веков. Вода вращала водяные колеса, использовавшиеся для разных целей. В наши дни построены огромные плотины и водохранилища, и вода применяется для выработки электроэнергии. Течение реки вращает колеса турбин, превращая энергию воды в электроэнергию. Турбина связана с генератором, который вырабатывает электроэнергию.
Солнечная энергия
Земля получает громадное количество солнечной энергии. Современная техника позволяет ученым разрабатывать новые методы использования солнечной энергии. Крупнейшая в мире солнечная электростанция построена в пустыне Калифорнии. Она полностью обеспечивает потребности 2000 домов в энергии. Зеркала отражают солнечные лучи, направляя их в центральный бойлер с водой. Вода в нем кипит и превращается в пар, который вращает турбину, связанную с электрогенератором.
Энергия ветра
Энергия ветра используется человеком уже не первое тысячелетие. Ветер надувал паруса и вращал мельницы. Для использования энергии ветра создавались самые разнообразные устройства, предназначенные для выработки электроэнергии и для других целей. Ветер вращает лопасти ветряка, приводящие в действие вал турбины, связанной с электрогенератором.
Атомная энергия
Атомная энергия — тепловая энергия, выделяющаяся при распаде мельчайших частиц материи — атомов. Основным топливом для получения атомной энергии является уран — элемент, содержащийся в земной коре. Многие люди считают атомную энергию энергией будущего, но ее применение на практике создает ряд серьезных проблем. Атомные электростанции не выделяют ядовитых газов, но могут создавать немало трудностей, так как это топливо радиоактивно. Оно излучает радиацию, убивающую все живые организмы. Если радиация попадает в почву или в атмосферу, это влечет за собой катастрофические последствия.
Аварии ядерных реакторов и выбросы радиоактивных веществ в атмосферу представляют собой большую опасность. Авария на ядерной электростанции в Чернобыле (Украина), случившаяся в 1986 г., повлекла за собой гибель многих людей и заражение огромной территории. Радиоактивные отходы угрожают всему живому в течение тысячелетий. Обычно их хоронят ни дне морей, но нередки и случаи захоронения отходов глубоко под землей.
Другие возобновляемые источники энергии
В будущем люди смогут использовать множество различных естественных источников энергии. Например, в вулканических районах разрабатывается технология использования геотермальной энергии (тепла земных недр). Другим источником энергии является биогаз, образующийся при гниении отходов. Он может применяться для отопления жилищ и нагревания воды. Уже созданы приливные электростанции. Поперек устьев рек (эстуариев) нередко возводят плотины. Особые турбины, приводимые в действие приливами и отливами, вырабатывают электроэнергию.
Как сделать ротор Савония:
Ротор Савония представляет собой механизм, применяемый крестьянами в Азии и Африке для подачи воды при ирригации. Чтобы самим сделать ротор, вам потребуются несколько чертежных кнопок, большая пластмассовая бутылка, крышка, две прокладки, стержень длиной 1 м и толщиной 5 мм и два металлических кольца.
Как это сделать:
1. Чтобы сделать лопасти, обрежьте бутылку сверху и разрежьте ее пополам вдоль.
2. С помощью чертежных кнопок прикрепите половинки бутылки к крышке. Соблюдайте осторожность при обращении с кнопками.
3. Приклейте прокладки к крышке и воткните в нее стержень.
4. Приверните кольца к деревянному основанию и поставьте ваш ротор на ветру. Вставьте стержень в кольца и проверьте вращение ротора. Выбрав оптимальное положение половины бутылки, приклейте их к крышке прочным водоотталкивающим клеем.
www.polnaja-jenciklopedija.ru
Источники энергии - история и современность
МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
РОСТОВСКОЙ ОБЛАСТИ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ "НОВОЧЕРКАСКИЙ МЕХАНИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ ИМ. А.Д. ЦЮРУПЫ"
РЕФЕРАТ
на тему:
ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ - ИСТОРИЯ И СОВРЕМЕННОСТЬ
Выполнил
Студент 1 курса гр ЭМ-1-1
Аннотация
Целью этой работы является изучение всех источников энергии, которыми пользовался человек на протяжении своего исторического развития - от Каменного века до двадцатого.
С развитием человеческой цивилизации совершенствовались и источники энергии, применяемые человеком. В Каменном веке таковыми являлись огонь и лук, а в ХХ веке появились атомный реактор, установки управляемого термоядерного синтеза, магнитогидродинамический генератор.
Создание новых источников энергии (и совершенствование старых) шло сложными путями. В Древнем мире это происходило либо за счёт стараний немногих гениальных людей, либо в результате наблюдений многих поколений. В Средние века деятельность многих людей была направлена по ложному пути. Этим путём был поиск "perpetuum mobile" - вечного движения, что свидетельствует о сильном упадке науки. В тот период человеческой истории, называемый Новым временем, источники энергии создавались людьми, более осведомлёнными в науке и технике, чем те, кто строил "вечный" двигатель и искал "философский камень". В ХХ веке работу над новыми источниками энергии вели целые научно-исследовательские институты и производственные объединения.
Автор считает, что его работа сможет убедить читателей в том, что не только уровень развития человеческой цивилизации влияет на применяемые ею источники энергии, но и сами источники энергии могут изменить ход человеческой истории. В работе эти источники энергии будут мною особо отмечены.
Автор думает, что его работа сумеет заинтересовать большое количество людей и может быть использована в качестве информационного пособия по выбранной автором теме.
Содержание
Аннотация
Введение
1. Источники энергии древнего мира
1.1 Огонь и способы его добывания
1.2 Применение энергии волокон, дерева, сухожилий (лук, метательные машины античности)
1.3 Водяное колесо
1.4 Паровая турбина Герона - любопытная игрушка Древнего мира
1.5 Энергия химических соединений (энергия пороха)
4.4.1 Установки управляемого термоядерного синтеза (УТС)
4.4.2 Мюонный катализ
4.4.3 Термоядерное оружие
4.5 МГД - генератор
Заключение
Список использованной литературы
Введение
Целью моей работы по выбранной теме является изучение всех источников энергии, применявшихся в тот или иной период человеческой истории.
Основной задачей при проведении работы являлась переработка большого объёма информации, полученных мною из разных источников: научно-популярных статей, книг, энциклопедий (список использованных источников информации приведён в конце работы), и объединение этой информации в единое целое. Я считаю, что эта задача была решена, и итогом решения этой задачи является эта работа.
Я считаю, что моя работа очень актуальна в настоящий момент времени, когда подходят к концу топливные ресурсы нашей планеты. С помощью моей работы можно проанализировать, какие энергоресурсы использовало человечество на каком-либо этапе своего развития, и из этого сделать вывод, какие источники энергии наиболее перспективны. Перспективностью в настоящий момент я считаю не дешевизну самого источника энергии (двигателя, генератора), а доступность и большие запасы топлива для этого источника энергии. Таковыми в настоящий момент являются установки управляемого термоядерного синтеза (УТС), водяные турбины, многие так называемые альтернативные источники энергии. К ним можно отнести и атомные реакторы на быстрых нейтронах. Хотя топливо для них получается дорогим способом, однако эти реакторы могут сами производить топливо для своей работы.
Своё исследование я построил следующим образом: я распределил все источники энергии в хронологическом порядке, сгруппировав их в три больших временных периода: Древний мир, от Средневековья до ХХ века, ХХ век. Такое разделение отражено в оглавлении моей работы. После этого я составил описание к каждому источнику энергии, добавив также значение этого источника в истории человечества, а для некоторых (альтернативные источники энергии, гидротурбины, установки УТС и др.) - и перспективы их развития.
На этом я заканчиваю это своеобразное предисловие и приступаю к представлению самой работы.
Человечество с самого своего появления пользуется источниками энергии. Сначала они были весьма примитивными. Таковыми были, например, огонь или лук. Но с ходом развития человеческой цивилизации усложнялись и источники энергии, используемые им, а также открывались или изобретались новые источники. И вот, в ХХ веке, человек научился использовать энергию атомного ядра и термоядерного синтеза, построил МГД 1- генератор.
Открытие новых источников энергии шло сложными путями. На начальном этапе развития человечеств открытие чего - либо нового происходило либо по счастливой случайности, либо благодаря гениальному учёному (как, например, Герон или Архимед), либо это открытие совершалось на протяжении значительного периода времени (поиск способов добывания огня).
В Средние века, во время упадка науки, открытия совершались лишь благодаря немногим действительно образованным людям (а не алхимикам и другим лжеучёным), но из-за огромной власти христианской церкви им, в лучшем случае, приходилось отказываться от своих убеждений, в худшем - они попадали на костёр инквизиции. Такие "научные изыскания", как поиск "perpetuum mobile", свидетельствуют о сильном упадке многих наук, о незнании основных законов природы.
В тот период мировой истории, называемый Ренессансом, а также в более позднее время (период Новой истории), многие люди вплотную начали заниматься наукой и техникой, в том числе - постройкой различных машин. С этого времени и начался поиск универсального двигателя, способного заменить уже используемые (водяное колесо). Этот поиск шёл с переменным успехом и вёлся совершенно разными людьми. Эти изобретатели (как и их изобретения) были различны; многие из них стали изобретателями благодаря великим учёным или из-за того, что их просто заинтересовала важная и интересная проблема - постройка двигателей. Например, изобретатель парового котла и конструктор первых моделей двигателя внутреннего сгорания и паровой машины Дени Папен был в своё время врачом, но увлёкся этой областью техники лишь благодаря встречам с Христианом Гюйгенсом. Изобретатель четырёхтактного ДВС2 Август Отто когда-то был конторщиком, приказчиком, бухгалтером. Такая скучная и бесперспективная жизнь заставила его искать новый путь к успеху - и он занялся постройкой нового двигателя.
С течением времени двигатели (и другие источники энергии) перестали быть уродливыми, примитивными и, как часто бывало, неработоспособными конструкциями механиков-самоучек. В этой области техники всё сильнее и сильнее начала проявлять себя наука, и новые двигатели конструировались на основе уже изученных принципов и сложных математических расчётов (дизель-мотор, паровая турбина).
В ХХ веке эта область техники (постройка двигателей и других источников энергии) перестала существовать отдельно от науки. Стали иметь место такие случаи, когда между открытием новых свойств какого-либо материала и постройкой источника энергии, использующего эти свойства, проходило очень мало времени (например: открытие радиоактивности и постройка ядерного реактора).
Конструированием новых источников энергии теперь занимались не отдельные выдающиеся личности, а целые группы учёных, исследовательские институты, конструкторские бюро и производственные объединения.
Именно ими были созданы такие сложные и оригинальные конструкции, как ТОКАМАК, МГД - генератор, установки лазерного термоядерного синтеза, многие так называемые альтернативные источники энергии.
Мы живём на пороге того времени, когда многие энергетические ресурсы (нефть, природный газ, каменный уголь) будут на грани исчерпания. Казалось бы, нас ждёт "энергетический голод". Но благодаря упорным трудам учёных скоро мы будем обеспечены дешёвой энергией на тысячи лет вперёд. Я говорю о постройке первых промышленных установок, осуществляющих управляемый термоядерный синтез, а вслед за ними - и постройке ТЯЭС - термоядерных электростанций. Топливо для этих установок находится практически повсюду, а на планете запасы этого топлива огромны. Пуск этих установок уже близок.
В ожидании вышеупомянутого пуска автор реферата предлагает Вам обзор и описание (конструкция, принцип действия) всех (или почти всех) источников энергии, которые когда-либо были открыты, построены и применены человеком. Обзор идёт в хронологическом порядке, а источники энергии сгруппированы по принципу их принадлежности к той или иной области физики (термодинамика, электричество, ядерная физика). Отдельную главу занимают "вечные двигатели", которые, хотя и не относятся к выбранной автором теме, упомянуты здесь ради ознакомления. В реферате есть главы, в которых помещены описания машин, которые, по сути, не производят энергию из чего-либо, а только преобразуют её. Такими машинами являются электрогенератор и электродвигатель. Они помещены в данный реферат потому, что без них невозможно представить современную промышленность и быт человека. Эти конструкции сыграли в истории человека не менее важную роль, чем, в своё время, изобретение Уаттом паровой машины, совершившей промышленный переворот, и создание совершенного ДВС.
Итак, обзор начинается с огня, которым пользовались наши далёкие предки, и заканчивается описанием установок управляемого термоядерного синтеза, которыми будут пользоваться наши потомки.
1. Источники энергии древнего мира
1.1 Огонь и способы его добывания
Люди рано открыли полезные свойства огня - его способность освещать и согревать, изменять к лучшему растительную и животную пищу. Неизвестно, кто и когда сумел преодолеть животный страх перед огнём и принёс его в своё жилище.
Первым источником огня для человека был "дикий огонь", возникавший от удара молнии или лавы вулкана.
С того момента, как человек научился пользоваться огнём, он стал основой его хозяйства и постоянным спутником. В древние времена огонь был незаменимым источником тепла, света, средством для приготовления пищи, орудием охоты.
Однако и дальнейшие завоевания культуры и технологии (керамика, металлургия, сталеварение, тепловые двигатели и т.п.) обязаны комплексному использованию огня и изучению его свойств.
Долгие тысячелетия человек поддерживал огонь в своём жилище, так как он ещё не умел его добывать.
Открытие способов добывания огня произошло не сразу, а в ходе наблюдений многих поколений. Возможно, что открытие этих способов произошло, как это часто бывает, случайно.
www.coolreferat.com
Интересные факты и легенды из истории энергетики
Впервые электрическое освещение появилось в Москве в 1881 году - зажглись первые 100 электросветильников, из которых 24 освещали площадь у Храма Христа Спасителя. В 1883 году электрическими светильниками были впервые иллюминированы Кремль и колокольни Ивана Великого.
22 декабря энергетики России отмечают свой профессиональный праздник.
Впервые электрическое освещение появилось в Москве в 1881 году - зажглись первые 100 электросветильников, из которых 24 освещали площадь у Храма Христа Спасителя. В 1883 году электрическими светильниками были впервые иллюминированы Кремль и колокольни Ивана Великого. На Софийской набережной против Кремля для этой цели была построена передвижная электростанция, где работали 18 локомобилей и 40 динамо-машин. Первая стационарная городская электростанция на постоянном токе в центре Москвы появилась в 1888 году.
В начале ХХ века электростанции использовали в качестве топлива преимущественно нефть или уголь. В Москву то и другое нужно было привозить издалека, и электроэнергия была непомерно дорога. Русский инженер Роберт Классон, наполовину швед, наполовину немец, родившийся в Киеве, решил использовать торф, чтобы сделать электроэнергию дешевле и доступнее. В 1912 году на подмосковном торфяном болоте было начато строительство первой в мире электростанции, работающей на торфе. Станция «Электропередача» (сегодня ГРЭС-3 в Ногинске) была введена в строй в 1914 году.
В декабре 1920 года VIII Всероссийским съездом Советов был принят план ГОЭЛРО, согласно которому за 10-15 лет объем мощности московской энергосистемы намечалось увеличить почти в четыре раза (с 93 тыс. до 340 тыс. кВт.). Всего в Советском Союзе, согласно плану ГОЭЛРО, было построено тридцать районных электростанций. К 1931 году государственный план электрификации был выполнен. К середине 1930-х годов установленная мощность станций достигла 820 тыс. кВт. В то время по выработке электроэнергии СССР занимал второе место в Европе и третье в мире.
Первая стационарная московская электростанция постоянного тока была сооружена в 1888 году. Она была построена на углу Большой Дмитровки и Георгиевского переулка - ныне в этом здании располагается Малый манеж. Вначале электростанция имела мощность 100 кВт, но уже к 1895 г. мощность увеличилась в 15 раз. В 1897 году была торжественно открыта Московская городская электростанция № 1 мощностью 3,3 МВт. Она впервые стала вырабатывать переменный трехфазный ток, что позволило использовать более высокое напряжение и передавать мощности на далекие расстояния.
Возможно, уже в ближайшем будущем человек сможет «вырабатывать» электроэнергию прогуливаясь по парку или совершая утреннюю пробежку. Дело в том, что группа американских исследователей разрабатывает технологию, которая позволит получать электричество, наступая на специальные пластмассовые вставки в обуви. Работать каблучный генератор будет просто: когда человек идет или бежит, давление его ног на вставки заставляет их сжиматься и растягиваться, и вырабатывать небольшое количество электричества. Простая ходьба даст от одного до трех ватт. Генератор можно будет соединить с аккумулятором, запасающим энергию. Ее вполне хватит для того, чтобы послушать радио или СD-плейер.
В 1977-м году в Соединенных Штатах началось преподавание культуры энергопотребления в школах и колледжах, а с 1980-го соответствующий раздел был включен в базовый курс экономики для университетов. На уроках юные американцы узнают о том, сколько теряют и страна, и каждый человек, если свет остается непогашенным, а кондиционер включенным с излишней мощностью. А из многочисленных комиксов и рекламных роликов молодежь воспринимает несложную идею: «Выключая свет, ты сколачиваешь себе капитал». Тут же предлагается размещать сэкономленные центы и доллары в банке, приплюсовывается процент и выясняется, что через 30 лет сэкономленной суммы будет достаточно... для покупки автомобиля.
В 1874 году русский инженер Федор Пироцкий предложил использовать в качестве проводника электрической энергии железнодорожные рельсы. В то время передача электричества по проводам сопровождалась большими потерями. Уменьшить потери в линии представлялось возможным при увеличении сечения проводника. Пироцкий провел опыты передачи энергии по рельсам Сестрорецкой железной дороги. Оба рельса изолировались от земли, один из них служил прямым проводом, второй - обратным. Изобретатель попробовал использовать идею для развития городского транспорта и пустить по рельсам-проводникам небольшой вагончик. Однако это оказалось небезопасно для пешеходов. Впрочем, позже такая система нашла развитие в виде современного метро.
Первые попытки создания осветительных приборов предпринимались уже в античности. Так, древние египтяне и жители средиземноморья использовали для освещения оливковое масло, заливая его в специальные глиняные сосуды с фитилями из хлопчатобумажных нитей. А вот жители побережья Каспийского моря в похожие светильники помещали другой подручный горючий материал - нефть. Первые свечи были изобретены уже в Средние века и изготовлялись из пчелиного воска и говяжьего сала. Затем в течение нескольких столетий величайшие умы человечества, включая Леонардо да Винчи, трудились над изобретением керосиновой лампы. Однако безопасная конструкция, годная для массового производства, появилась лишь в середине 19 века. Впрочем, электрическая лампочка пришла ей на смену всего четверть века спустя.
Подземное тепло планеты Земля - хорошо известный источник энергии. Первая в России геотермальная теплоэлектростанция была построена еще в 1966 г. А столица Исландии Рейкьявик сегодня получает тепло исключительно от горячих подземных источников. Однако потенциальная мощность геотермальной энергетики намного выше. Оказывается, на глубине 4-6 км под землей залегают раскаленные до 100-200°С массивы. На нескольких миллионах квадратных километров располагаются подземные реки и моря с глубиной залегания до 3.5 км и с температурой воды до 200°С. Пробурив скважину, можно получить фонтан пара и горячей воды и пустить этот дар природы на обогрев зданий или на турбины электростанций. Такая картина наблюдается на территории большинства стран мира.
История возникновения и развития российской энергетики тесно связана с именем Вернера фон Сименса - основателя немецкого концерна Siemens. Вернер фон Сименс в 1852 году предпринял ознакомительную поездку в Россию с целью налаживания деловых контактов и выяснения перспектив организации в стране электротехнического дела. Вскоре брат Вернера Карл Фридрих фон Сименс возглавил российскую дочку компании «Сименс и Гальске». Первыми «электрическими» проектами братьев Сименсов в Москве стало освещение выставки картин Айвазовского в 1880 году и иллюминация московского Кремля в мае 1883 года.
Картина «Свет электричества», прославляющая ученых и инженеров, преобразивших современную жизнь, считается одной из самых больших в мире. Она была выполнена в 1930-е годы известным художником-фовистом Раулем Дюфи. В парижский Музей современного искусства, более известный как Центр Помпиду, она перекочевала в 1964 году. Однако в 2001 году выяснилось, что энергетический шедевр покрыт с изнанки асбестом, провоцирующим рак и болезни легких. Стоимость работ по очищению панно, состоящего из 250 деревянных пластин общей площадью 600 квадратных метров, от канцерогенного материала была оценена в миллион долларов.
Немногие специалисты знают сегодня о том, что централизованное теплоснабжение - благо современных мегаполисов - всего лишь побочный продукт электрификации. Первые электростанции работали за счет тепловой энергии, получаемой в результате сгорания топлива - угля, нефти, торфа. Эта энергия нагревала воду, а образовавшийся пар поступал в турбину и вращал генератор. Отработанный пар поначалу не имел никакого применения и в буквальном смысле вылетал в трубу. Идея использовать его для обогрева помещений оказалась до гениальности простой и способствовала значительной экономии топлива. Тепло отработанного пара нагревало воду, а та при помощи насосов приводилась в движение по трубам систем теплофикации. Первую тепловую электростанцию построил в 1882 году в Нью-Йорке знаменитый американский изобретатель Томас Алва Эдисон. Любопытно, что в современной энергетике ситуация прямо противоположна изначальной: на станциях, вырабатывающих тепло, побочным продуктом считается уже электричество.
До 1899 года главным общественным транспортом в Москве была железнодорожная конка, скорость которой не превышала восьми километров в час. Москвичи шутили: «Конка, конка, догони цыпленка!» В 1898 году для питания трамвая была построена подстанция мощностью 320 кВт постоянного тока. Кабельная линия связывала ее с электростанцией, расположенной на Раушской набережной (МГЭС-1). Открытие движения трамвая по первой в Москве линии от Бутырской заставы по Нижней и Верхней Масловке до Петровского парка состоялось 25 марта 1899 года.
До середины 14 века единственным источником механической энергии на Руси была мускульная сила людей и животных. Единственным источником тепла кроме Солнца были дрова из леса, обильно произраставшего за московским частоколом - предшественником кремлевских стен. К 1389 году относится первое упоминание об использовании гидроэнергии в Москве: в завещании Великого князя Дмитрия Донского говорится о работе водяных мельниц на реках Яузе и Ходынке. В 1516 году на Руси появилась первая каменная плотина. Она была сооружена на речке Неглинной.
Знаменитый русский электротехник Павел Николаевич Яблочков изобрел не только электрическую лампочку, но и ее непосредственную предшественницу - электрическую свечу. Именно с помощью свечей Яблочкова осуществлялось первоначально уличное освещение. Каждая свеча стоила 20 копеек и горела 1,5 часа. Затем ее необходимо было заменить на новую. Впоследствии были придуманы фонари с автоматической заменой свечей. Свеча Яблочкова, конечно, имела значительные неудобства по сравнению с электрической лампой: она была недолговечна и обладала переменным световым потоком. Но все же она стала первым изобретением, позволившим широко применить электрическое освещение на улицах и площадях крупных городов, в театрах и магазинах.
Центральное отопление - изобретение сравнительно недавнее. Еще в 10-х годах ХХ века большинство домов в российских столицах отапливалось с помощью дровяных печей. Лишь некоторые предприятия и крупные дома пользовались услугами котельных. Так, в центре Москвы располагалось 1760 котельных, отапливающих 1170 зданий. Теплофикация Санкт-Петербурга началась 25 ноября 1924 года, когда впервые в шестиэтажный дом на Фонтанке было подано тепло по впервые проложенному теплопроводу. В Москве курс был первоначально взят на централизованное теплоснабжение промышленных предприятий. Идея создания централизованной системы теплоснабжения определила уникальность столичной энергосистемы: для московских электростанций главным продуктом является тепло, а электричество - продукт побочный, хоть и не менее важный.
Обычно имя Томаса Эдисона (1847-1931) связывают с электрической лампочкой. Однако на счету известного американского изобретателя всего более 1000 патентов. Первым его изобретением был телеграфный аппарат, а через несколько лет Эдисон изобрел многоканальный телеграф. Затем ученый сделал аппарат для записи звука человеческой речи - фонограф. Один из своих первых фонографов Томас Эдисон послал Л. Н. Толстому. Благодаря этому для потомков сохранился голос писателя. Чудо-изобретателю также принадлежит идея в качестве первого слова при разговоре по телефону говорить «алло» (вместо «Эй, кто там?»). Именно Эдисон изобрел прибор для измерения количества использованной электроэнергии - электрический счетчик. И... электрический стул.
Любителям сказочного творчества Александра Сергеевича Пушкина будет интересно узнать, что на юго-восточном побережье Австралии запущена первая в мире электросиловая установка, использующая в качестве топлива... ореховую скорлупу. Пока скорлупки действительно «золотые», ведь строительство «зеленого» генератора обошлось австралийцам в три миллиона местных долларов. Однако высокая производительность электростанции, которая будет перерабатывать до 1680 килограммов ненужной ореховой скорлупы в час, производя при этом 1,5 мегаватта электричества, позволяет надеяться на ее быструю окупаемость. Мало того, министерство энергетики Австралии планирует удвоить производительность предприятия в течение ближайших двух лет.
Впервые в истории часы перевели жители Великобритании в 1908 г. Сегодня переводят стрелки граждане 110 стран. В нашей стране первый раз это произошло в 1917 г. Затем в 1930 страна перешла на так называемое «декретное» время и круглогодично жила на час «впереди планеты всей». В 1981 г. «летнее время» вновь начинает действовать на территории СССР. Следовательно, летом часы советских граждан отрываются от реальности уже на два часа. Лишь в марте 1991 г. декретное время было отменено, поясное «зимнее» время восстановлено в своих правах, а летом часы стали переводиться на час вперед как во всех сопредельных государствах. «Летнее» время позволяет эффективнее использовать энергоресурсы. В России таким образом экономится 2 - 2,5 млрд кВт·ч в год. При этом снижается нагрузка на энергооборудование и улучшается экологическая обстановка.
Как известно, государственный выставочный зал «Малый манеж» находится в здании первой московской электростанции «Георгиевская». Это далеко не единственный пример вторжения искусства в пространство социально-экономической жизни современного города. Уже существуют музеи-фабрики, музеи-вокзалы, музеи-электростанции, а в настоящее время строится даже музей-пляж. Самый известный музей, разместивший свою экспозицию в здании бывшей электростанции - лондонский Новый Музей современного искусства Тейт Модерн. Менее известный, но не менее стильный и оригинальный музей античного искусства Электростанция Монтемартини находится в Риме. Античные статуи особенно радуют глаз посетителя в инженерном интерьере машинного зала.
Прообразом современного трансформатора, позволяющего передавать электроэнергию высокого напряжения на большие расстояния, была индукционная катушка - первый электроприбор, использовавший явление электромагнитной индукции. В середине 19 века во время Крымской войны российский академик Б. С. Якоби применил это изобретение отнюдь не в мирных целях: ему удалось оградить Кронштадт подводными минами, чьи пороховые заряды воспламенялись с помощью индукционных катушек. Один из кораблей непобедимой англо-французской эскадры подорвался на электрической мине, и остальные в полной растерянности покинули Финский залив. Так неизвестные противнику русские электрические «катюши» заставили отступить великолепный европейский флот.
Недостатка в грандиозных энергетических проектах не было никогда. В начале прошлого века известностью пользовалась идея «приручения» энергии Гибралтарского пролива. Через него из Атлантики в Средиземное море каждую секунду перетекает десятки тысяч кубометров воды. Авторы проекта предлагали искусственно понизить уровень Средиземного моря на 200 метров и, установив в проливе несколько электростанций, получать энергию огромной по тем временам мощности - 120 ГВт. Для этого надо было лишь перегородить Гибралтар плотиной.
Возможно, электричество существовало уже в Древнем Египте, Месопотамии и Южной Америке. Ученые считают, что работы внутри египетских и южноамериканских пирамид, а также росписи стен цветными красками могли осуществляться при электрическом освещении помещений с помощью небольших переносных светильников. Действительно, на внутренней поверхности пирамид не обнаружено следов копоти, что исключает использование факелов. Зато источники искусственного света упоминаются в древних текстах. Более того, на сохранившихся рисунках у древних рудокопов во лбу сияет подобие фонаря, а на стенах храмов в Египте обнаружены изображения жреца, держащего в руках огромную лампу. Конечно, древние рисунки часто носят символический характер, однако совершенно достоверно известно, что для защиты от ударов молний египтяне использовали вколоченные в землю металлические мечи.
Индийские ученые придумали еще один альтернативный источник питания. Они решили использовать фрукты, овощи и отходы от них для питания несложной бытовой техники. Батарейки содержат внутри пасту из переработанных бананов, апельсиновых корок и других овощей или фруктов, в которой размещены электроды из цинка и меди. От четырех таких батареек можно запустить стенные часы, пользоваться электронной игрой или карманным калькулятором. Новинка рассчитана, прежде всего, на жителей сельских районов, которые могут сами заготавливать фруктово-овощные ингредиенты для подзарядки необычных батареек.
Солнечную электростанцию стоимостью в миллиард австралийских долларов планирует построить электроэнергетическая компания Enviromission. Согласно проекту, электростанция станет самым высоким сооружением в мире - башня высотой в 1 000 м (примерно в два раза выше знаменитой телебашни в Торонто) и с основанием размером с футбольное поле будет построена в малонаселенном районе Буронга штата Новый Южный Уэльс. Амбициозные планы австралийцев - часть всемирной кампании за расширение использования возобновляемых источников энергии. Ожидается, что электричества, вырабатываемого башней, хватит для снабжения 200 000 домов, а ее эксплуатация позволит предотвратить выброс 900 000 т парниковых газов в год.
Первую в мире парогазовую турбину построил русский моряк, а точнее - инженер-механик Российского военного флота Павел Дмитриевич Кузьминский. Интересы изобретателя Кузьминского простирались от вопросов механики корабля до теплотехники и воздухоплавания. Так, Кузьминский был одним из инициаторов создания воздухоплавательного отдела Русского технического общества. Парогазовую турбину, или, как она тогда называлась, газопарород, капитан Кузьминский построил и испытал в 1892 году. А год спустя он предложил военному министерству проект дирижабля с турбинным двигателем собственной конструкции. Известно, что Кузьминский готовил парогазовую турбину к показу на Всемирной выставке в Париже 1900 года, до которой не дожил нескольких месяцев.
Совсем недавно во время разговора мой друг, который является человеком довольно-таки всесторонне развитым, и стремящимся все более расширить уровень своего мировоззрения, задал вопрос, который застал меня немного врасплох, поскольку касался предмета познания древней истории и археологии. Мой друг спросил, о том, когда явления электричества стало известно человеку, и как удалось выяснить, что оно вообще существует? Мое довольно расплывчатое познание подобного спектра вопросов стало причиной красноты лица, и, собственно - недельного изучения литературы, посвященной открытию электричества в древнем мире.
В основном энергию, используемую в быту и промышленности, мы добываем на поверхности Земли или в ее недрах. Например, во многих слаборазвитых странах жгут древесину для отопления и освещения жилищ, тогда как в развитых странах для получения электроэнергии сжигают различные ископаемые источники топлива — уголь, нефть и газ. Ископаемые виды топлива представляют собой не возобновляемые источники энергии. Их запасы восстановить невозможно. Ученые сейчас изучают возможности использования неисчерпаемых источников энергии.
По мере роста численности населения (см. статью «Население Земли«) людям требуется все больше энергии, и многие страны переходят к использованию возобновляемых источников энергии — солнца, ветра и воды. Идея их применения пользуется широкой популярностью, так как это — экологически чистые источники, использование которых не наносит вреда окружающей среде.
Гидроэлектростанции
Земля получает громадное количество солнечной энергии. Современная техника позволяет ученым разрабатывать новые методы использования солнечной энергии. Крупнейшая в мире солнечная электростанция построена в пустыне Калифорнии. Она полностью обеспечивает потребности 2000 домов в энергии. Зеркала отражают солнечные лучи, направляя их в центральный бойлер с водой. Вода в нем кипит и превращается в пар, который вращает турбину, связанную с электрогенератором.
Атомная энергия — тепловая энергия, выделяющаяся при распаде мельчайших частиц материи — атомов. Основным топливом для получения атомной энергии является уран — элемент, содержащийся в земной коре. Многие люди считают атомную энергию энергией будущего, но ее применение на практике создает ряд серьезных проблем. Атомные электростанции не выделяют ядовитых газов, но могут создавать немало трудностей, так как это топливо радиоактивно. Оно излучает радиацию, убивающую все живые организмы. Если радиация попадает в почву или в атмосферу, это влечет за собой катастрофические последствия.
