Источники (носители) различных видов энергии

Выше мы выявили 10 видов энергии, имеющих пока практическое зна­чение. Теперь посмотрим, какие же материальные системы могут служить ис­точниками (носителями) этих видов энергии.

Источниками механической энергии служат различные естественно и искусственно движущиеся системы: движение воды в реках, приливы и от­ливы в океанах, течения и волнения, ветер, приведенные во вращение тела – маховики.

Источниками гравистатической энергииявляются аппараты, изменяю­щие свой вес при изменении высоты над уровнем Земли или глу­бины под во­дой – аэростаты и гидростаты.

Источником упругостной энергиислужат пружины и сжатые газы. Энергоёмкость стальных пружин – 0,2 кДж/кг. Цифры низкие, но простота устройства, совмещающего источник и преобразователь энергии, отсутствие продуктов реакции, возможность возобновления запаса компенсирует этот недостаток. Новые полимерные материалы позволят увеличить энергоём­кость пружин во много раз.

Источники тепловой энергии в природе: тепловое излучение Солнца, разность температур на поверхности и в глубине морей и Земли. Искусст­венно, тепло можно накопить с помощью расплавлен­ных металлов, перегре­тых жидкостей.

Электромагнитная энергия непрерывно доставляется с Солнца на Землю. Фотонный солнечный “ветер” можно использовать с помощью спе­циального “паруса” для движения в космосе. На поверхности Земли давление этого “ветра” составляет очень малую величину и практически значения не имеет.

В электростатическом виде энергию можно накопить в конденсаторах. Запас энергии в них достигает 440 кДж/кг, но медленный разряд осуществить трудно.

Носителями магнитостатической энергииявляются постоянные маг­ниты, изготовляемые, как правило, искусственно; их энергоёмкость и сила невелики. Электромагниты работают только при непрерывном подведении к ним электрического тока – накопителями быть не могут.

Источников электрической энергии (если не считать молнии) в при­роде нет. Искусственные – это накопители: конденсаторы и гальванические эле­менты - аккумуляторы.

Носителями химической энергии служат в основном двухкомпонент­ные топлива, состоящие из горючего и окислителя. Самое выгодное горючие - во­дород. Однако в природе водорода в свободной форме нет, его получают путём раз­ложения воды. Из-за большого объёма его лучше использовать в жидком виде, но для этого требуется очень низкие температуры. В природе имеются запасы минеральных органических горючих: нефти, природного газа, сланцев и т.д.

Носители ядерной энергии – ядерные топлива. Делению теп­ловыми нейтронами поддаётся только уран-235, содержание которого в при­родном уране 0,712%, остальное уран-238. Поэтому природный уран обогащают на 2-20% ураном-235. В двухступенчатом режиме с получением нового ядер­ного топлива – плутония –239 и урана-233 – можно применить уран-238 и торий –232,но только деля их быстрыми нейтронами. Это повысит эффек­тивность исполь­зования урана с учётом потерь в 20-30 раз и увеличит ре­сурсы ядерного топ­лива деления в 2 раза.