Vantagens e desvantagens do poder mecânico

Contente

• Energia e Trabalho
• Exemplos de Poder Humano
• Tipos de energia
• Armazenamento Mecânico de Energia
• O futuro do armazenamento de energia

Discussões sobre as vantagens e desvantagens do poder humano e da energia geralmente giram principalmente em torno de preocupações com poluição, segurança do trabalhador, eficiência energética, extensão do suprimento mundial. A maior parte do poder necessário para sustentar o ritmo da vida global moderna deriva de fontes que produzem resíduos indesejados ou criam situações indesejáveis.

Mais do que qualquer outra coisa, os impactos ambientais de longo e curto prazo passaram a girar em torno de mudança climática antropogênica (causada pelo homem), além da poluição no sentido tradicional (por exemplo, fumaça visível de usinas de energia elétrica a carvão ou águas residuais de várias atividades industriais).

Isso ocorre porque a combustão de combustíveis fósseis resulta em adição de CO₂ (dióxido de carbono) e outros "gases de efeito estufa" na atmosfera terrestre, resultando em maior retenção de calor perto da superfície dos planetas.

Energia e Trabalho

Prós e contras de energia humana se concentram em outros fatores além da poluição. A quantidade de trabalho útil que pode ser feito usando um determinado processo em relação à entrada de energia, chamada de eficiência mecânica (saída de energia dividida pela entrada de energia, expressa em porcentagem) também é importante.

Os deméritos do poder humano geralmente são simplesmente o fato de que os humanos, por si mesmos, podem trabalhar com muito menos eficiência e por um período muito menor do que o trabalho aprimorado por máquina.

Energia na física tem unidades de força multiplicada por distância (o produto da massa e a taxa de variação na velocidade ou aceleração). Esta unidade é o medidor de newton, que normalmente é usado para o trabalho, e também chamado de joule.

Esta unidade é produzida usando outras combinações de unidades; por exemplo, a energia cinética linear (KE) é obtida a partir da fórmula (1/2) mv^2,, enquanto a energia potencial está na forma mgh, onde m = massa, g = aceleração devida à gravidade (9,8 m / s² na Terra) e h = altura acima do solo ou outro ponto de referência zero).

Exemplos de Poder Humano

Poder na física é simplesmente energia por unidade de tempo, ou a taxa de trabalho em um sistema no qual a energia é posta em uso mecânico. Exemplos simples de energia humana incluem subir uma colina ou levantar pesos; quanto mais energia por unidade de tempo, mais energia ela apresenta.

Se você subir um determinado lance de escadas em 10 segundos, sua energia potencial será alterada na mesma quantidade que se você subisse as escadas em 5 ou 15 segundos. Mas seu poder depende de pouco tempo para chegar ao topo e, em cada caso, você realizou a mesma quantidade de trabalho físico.

Tipos de energia

Kinetic e energia potencial inventar objetos energia mecânica. Os objetos também têm o que é chamado de energia interna, que se relaciona principalmente com o rápido movimento vibratório de matérias minúsculas partículas constituintes no nível molecular.

Energia vem é uma série de outras formas também: energia química (armazenado nas ligações das moléculas), energia elétrica (resultante da separação de cargas e de um campo elétrico) e calor, que é difícil na maioria dos sistemas para usar no trabalho e, em vez disso, "se dissipa".

Derivar energia da energia significa queimar combustível (petróleo, gás natural, carvão; alguns biocombustíveis), usar a energia cinética da água ou do vento (energia hidrelétrica ou eólica) ou "separar" os átomos (energia nuclear).

Armazenamento Mecânico de Energia

Embora a Terra tenha muito combustível disponível para produzir energia (principalmente eletricidade), o armazenamento de energia é um desafio significativo. Baterias atualmente, não pode fornecer nem uma pequena fração da energia necessária para manter a manufatura mundial, as redes de comunicações e o transporte global por muito tempo.

Em algumas áreas com geografia favorável, é possível manter um reservatório de água mais alto que uma usina e usar o potencial gravitacional de energia nesse reservatório para gerar energia hidrelétrica no curto prazo, permitindo que ele flua de áreas mais altas para as mais baixas. energizar as turbinas dos geradores de eletricidade no processo. Como você pode imaginar, essa medida de interrupção não funcionaria por muito tempo em uma área altamente povoada.

O futuro do armazenamento de energia

Uma crítica feita às energias renováveis, em particular a energia solar e eólica, é a falta de confiabilidade devido à natureza de ir e vir; dias ou períodos calmos acontecem, assim como dias nublados.

Graças ao imperativo internacional de continuar produzindo energia e tentando reduzir os danos ao meio ambiente, um grupo de pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts, perto de Boston, Massachusetts, iniciou o trabalho em 2018 com o objetivo de armazenar quantidades efetivas de energia solar.

O grupo propôs o uso de tanques de silício fundido para armazenar esse tipo de energia e liberá-lo sob demanda, e previu que, eventualmente, seu design conceitual poderia produzir um produto muito superior ao padrão da indústria atual, baterias de íon de lítio.