Солнце и солнечная энергия
Солнце играет исключительную роль в жизни Земли. Весь органический мир нашей планеты обязан Солнцу своим существованием. Солнце – это не только источник света и тепла, но и первоначальный источник многих других видов энергии (энергии нефти, угля, воды, ветра).
С момента появления на земле человек начал использовать энергию солнца. По археологическим данным известно, что для жилья предпочтение отдавали тихим, закрытым от холодных ветров и открытых солнечным лучам местам.
Пожалуй, первой известной гелиосистемой можно считать статую Аменхотепа III, относящуюся к XV веку до н.э. Внутри статуи располагалась система воздушных и водяных камер, которые под солнечными лучами приводили в движение спрятанный музыкальный инструмент. В Древней Греции поклонялись Гелиосу. Имя этого бога сегодня легло в основу многих терминов, связанных с солнечной энергетикой.
Проблема обеспечения электрической энергией многих отраслей мирового хозяйства, постоянно растущих потребностей населения Земли становится сейчас все более насущной.
Общие сведения о Солнце
Солнце – центральное тело Солнечной системы, раскаленный плазменный шар, типичная звезда-карлик спектрального класса G2.
Характеристики Солнца
629 тыс. км
Строение Солнца
В центральной части Солнца находится источник его энергии, или, говоря образным языком, та “печка”, которая нагревает его и не даёт ему остыть. Эта область называется ядром (см. рис.1). В ядре, где температура достигает 15 МК, происходит выделение энергии. Ядро имеет радиус не более четверти общего радиуса Солнца. Однако в его объёме сосредоточена половина солнечной массы и выделяется практически вся энергия, которая поддерживает свечение Солнца.
Сразу вокруг ядра начинается зона лучистой передачи энергии, где она распространяется через поглощение и излучение веществом порций света – квантов. Кванту требуется очень много времени, чтобы просочиться через плотное солнечное вещество наружу. Так что если бы печка внутри Солнца вдруг погасла, то мы узнали бы об этом только миллионы лет спустя.
На своём пути через внутренние солнечные слои поток энергии встречает такую область, где непрозрачность газа сильно возрастает. Это конвективная зона Солнца. Здесь энергия передаётся уже не излучением, а конвекцией. Конвективная зона начинается примерно на расстоянии 0,7 радиуса от центра и простирается практически до самой видимой поверхности Солнца (фотосферы), где перенос основного потока энергии вновь становится лучистым.
Фотосфера – это излучающая поверхность Солнца, которая имеет зернистую структуру, называемую грануляцией. Каждое такое зерно размером почти с Германию и представляет собой поднявшийся на поверхность поток горячего вещества. На фотосфере часто можно увидеть относительно небольшие темные области — солнечные пятна. Они на 1500˚С холоднее окружающей их фотосферы, температура которой достигает 5800˚С. Из-за разницы температур с фотосферой эти пятна и кажутся при наблюдении в телескоп совершенно черными. Над фотосферой расположен следующий, более разряженный слой, называемый хромосферой, то есть окрашенной сферой. Такое название хромосфера получила благодаря своему красному цвету. И, наконец, над ней находится очень горячая, но и чрезвычайно разреженная часть солнечной атмосферы — корона.
Солнце – источник энергии
Наше Солнце – это огромный светящийся газовый шар, внутри которого протекают сложные процессы и в результате непрерывно выделяется энергия. Энергия Солнца является источником жизни на нашей планете. Солнце нагревает атмосферу и поверхность Земли. Благодаря солнечной энергии дуют ветры, осуществляется круговорот воды в природе, нагреваются моря и океаны, развиваются растения, животные имеют корм. Именно благодаря солнечному излучению на Земле существуют ископаемые виды топлива. Солнечная энергия может быть преобразована в теплоту или холод, движущую силу и электричество.
Солнце испаряет воду с океанов, морей, с земной поверхности. Оно превращает эту влагу в водяные капли, образуя облака и туманы, а затем заставляет её снова падать на Землю в виде дождя, снега, росы или инея, создавая, таким образом, гигантский круговорот влаги в атмосфере.
Солнечная энергия является источником общей циркуляции атмосферы и циркуляции воды в океанах. Она как бы создаёт гигантскую систему водяного и воздушного отопления нашей планеты, перераспределяя тепло по земной поверхности.
Солнечный свет, попадая на растения, вызывает у него процесс фотосинтеза, определяет рост и развитие растений; попадая на почву, он превращается в тепло, нагревает её, формирует почвенный климат, давая тем самым жизненную силу находящимся в почве семенам растений, микроорганизмам и населяющим её живым существам, которые без этого тепла пребывали бы в состоянии анабиоза (спячки).
Солнце излучает огромное количество энергии — приблизительно 1,1×1020 кВт·ч в секунду. Киловатт·час — это количество энергии, необходимое для работы лампочки накаливания мощностью 100 ватт в течение 10 часов. Внешние слои атмосферы Земли перехватывают приблизительно одну миллионную часть энергии, излучаемой Солнцем, или приблизительно 1500 квадрильонов (1,5 x 1018) кВт·ч ежегодно. Однако только 47% всей энергии, или приблизительно 700 квадрильонов (7 x 1017) кВт·ч, достигает поверхности Земли. Остальные 30% солнечной энергии отражается обратно в космос, примерно 23% испаряют воду, 1% энергии приходится на волны и течения и 0,01% — на процесс образования фотосинтеза в природе.
Исследование солнечной энергии
Почему Солнце светит и не остывает уже миллиарды лет? Какое «топливо» дает ему энергию? Ответы на этот вопрос ученые искали веками, и только в начале XX века было найдено правильное решение. Теперь известно, что, как и другие звезды, светит благодаря протекающим в его недрах термоядерным реакциям.
Если ядра атомов лёгких элементов сольются в ядро атома более тяжелого элемента, то масса нового окажется меньше, чем суммарная масса тех, из которых оно образовалось. Остаток массы превращается в энергию, которую уносят частицы, освободившиеся в ходе реакции. Эта энергия почти полностью переходит в тепло. Такая реакция синтеза атомных ядер может происходить только при очень высоком давлении и температуре свыше 10 млн. градусов. Поэтому она и называется термоядерной.
Основное вещество, составляющее Солнце, — водород, на его долю приходится около 71% всей массы светила. Почти 27% принадлежит гелию, а остальные 2% — более тяжелым элементам, таким как углерод, азот, кислород и металлы. Главным «топливом» Солнца служит именно водород. Из четырех атомов водорода в результате цепочки превращений образуется один атом гелия. А из каждого грамма водорода, участвующего в реакции, выделяется 6×10 11 Дж энергии! На Земле такого количества энергии хватило бы для того, чтобы нагреть от температуры 0ºC до точки кипения 1000 м 3 воды.
Потенциал солнечной энергии
Солнце обеспечивает нас в 10 000 раз большим количеством бесплатной энергии, чем фактически используется во всем мире. Только на мировом коммерческом рынке покупается и продается чуть меньше 85 триллионов (8,5 x 10 13 ) кВт·ч энергии в год. Поскольку невозможно проследить за всем процессом в целом, нельзя с уверенностью сказать, сколько некоммерческой энергии потребляют люди (например, сколько древесины и удобрения собирается и сжигается, какое количество воды используется для производства механической или электрической энергии). Некоторые эксперты считают, что такая некоммерческая энергия составляет одну пятую часть всей используемой энергии. Но даже если это так, то общая энергия, потребляемая человечеством в течение года, составляет только приблизительно одну семитысячную часть солнечной энергии, попадающей на поверхность Земли в тот же период.
В развитых странах, например, в США, потребление энергии составляет примерно 25 триллионов (2.5 x 10 13 ) кВт·ч в год, что соответствует более чем 260 кВт·ч на человека в день. Данный показатель является эквивалентом ежедневной работы более чем ста лампочек накаливания мощностью 100 Вт в течение целого дня. Среднестатистический гражданин США потребляет в 33 раза больше энергии, чем житель Индии, в 13 раз больше, чем китаец, в два с половиной раза больше, чем японец и вдвое больше, чем швед.
Источник
Виды лучистой энергии в физике
Виды лучистой энергии в физике
- Весь спектр всех видов лучистой энергии представляет собой полосу, не имеющую четких границ с левой стороны, поскольку длина волны а может быть сколь угодно большой. Однако даже если А очень велик (например, более 4 км) и перекрывает весь спектр, что не имеет научного или технического значения, остается очень малый спектр видимого спектра.
Получается, что ТП протекает по спектру лучистой энергии Тогда длина волны будет постепенно уменьшаться от любого числа километров, а ее размеры будут очень малы и почти равны размерам джитомы. «При измерении длин волн ясно, что нам нужно использовать единицы разной длины в разных частях спектра», — сказал он.
Список того, что в настоящее время находится в use Людмила Фирмаль
. In в спектральной части слева от видимой части мы сначала используем километры, километры и миллиметры. , Все еще очень далеко от видимого спектра, мм уже слишком большие единицы, и следует использовать меньшие единицы, обозначенные буквой q; это эквивалентно 1000 мм 1 минуты Мм= 1000 / г. (5）
Этот блок используется в видимой части спектра и длинной области слева от него. it. To справа от видимого спектра находится еще меньшая единица дамча used. It иногда упоминается как » Ангстрем «и обозначается буквой A.
Примеры решения, формулы и задачи
| Решение задач | Лекции |
| Расчёт найти определения | Учебник методические указания |
- имя шведского ученого для этих имен-vwe-depbTTPGS, поэтому 5SH более четко называет его»ongetre».Обычно над буквой А помещается небольшой кружок (такие буквы произносятся по-шведски как о). а, 1 миллион из 1 м ^ −7 ″ yu QQQAj ^ Mi = 1000 (6） Заметим, что длина онстрома примерно соответствует размеру атома. Этот блок используется в видимой части (рядом с/ g) и почти во всех частях спектра справа от видимой области.
Однако в самой дальней части спектра справа мы ввели еще одно ключевое слово, которое обозначается латинским словом Бук, после еще 2-х дневных снов. Это называется «X».Она 1000/1 в onstrom. \ _ _ _ • — ■……..- — — — — «ч = 1000 h’I ^ ^ milliystr’ — ^десять миллионов (10-й) x. (7)） Если мы используем крайние единицы измерения, которые нам теперь нужны для измерения волн лучистой энергии, т. е. километры и X, то мы можем видеть, что одна из них в 1 миллиард раз больше другой. (Км= 10м х.^ Ч(8 ^ Мы иногда нуждаемся в нуле (штогог-Термной «октаве», заимствованной из acoustics.
Мы вводим ту же концепцию в изучение чистой энергии Людмила Фирмаль
As все знают, что Октавой называется перерыв между 2 капустными супами. Или, если нет, то ^ 2 раза короче длины волны. ^ — ^ 1 и изолируем все. Яектр па октаве. Таким образом, октавные сегменты этого спектра имеют длины волн 100 метров и 60 метров, 30 мм, 15 мм, 80 Гц и 40 d, 300A и 150A. 200x и[00
Во-первых, мы показываем простой список различных типов лучистой энергии, то есть список спектральных частей и размер этих частей, которые в настоящее время представлены (1932). Спектр SD длина волны (long. It вытягивается примерно от 76 / г (fopa-конец). с. и, 4 (фиолетовый край), или 7600 а-около 4000 л. не-д б «ТГ5К, а то и весь» Аты? «от Оо до Т- Во-первых, первый спектр отображает at слева от G.
В настоящее время от 0.76 c до 343= 0.343.м. Я был изучен В. Это примерно 9 октав. Главным образом, » немецкие учения ТТ. RnhftTia. Так, в инфракрасном спектре невидимости примерно в 10 раз выше, чем максимальное. 」 w, Gtn T c ^ Tt a. поскольку нам не нужно описывать эти лучи в этой книге, здесь мы поговорим немного больше о других типах лучистой энергии.
Луч Герца-это луч, используемый в беспроводной и телефонной связи. Их приложение основано на целой трансляции, которая сейчас покоряет весь мир. Около 1888 года. Герц (N. Hertz, 1857-1894) был первым лучом света, который был получен. С. Очень легко получить лучи любой длины волны мощностью 9 лошадиных сил, но из них только те, чья долгота не превышает нескольких километров, будут предметом научно-технического интереса.
Спектр Герцианских лучей справа прослеживается до луча длиной 3 мм, а в радиопередаче используются лучи длиной от нескольких десятков метров(коротковолновая передача) до более чем 1000 м в различных установках. Весь спектр Герц-луча от долготы 4 до 3 мм охватывает приблизительно 20 октав между линией Герца и крайней линией Рубенса. А. Ленинградская Левицкая (1924-1927) и Московская А. А. Грагорев-Аркадьев(1924), а также Американский ученый Э. Ф. Николс и Дж. Д. Тиа(1922).
Однако изоляция в этой области пока невозможна. Мы получаем крещендо таким образом, с однородным (монохроматическим) Лучом. Спектр ультрафолдония (GM) находится справа от фиолетового конца видимого спектра. До конца 1929 года его исследовали из дл. С. » Чили 4000JI di DLGv. I 36A. длина свинца составляла 1 октаву.11 месяцев итхий и 1930 года 2 месяца шведские ученые В. Эдлен и А. Дии Заечезельс МЗ из исследования Эриксона (Бенгт Эдлен, Альготсон) появились.
Студент, профессор. Зипбап в Упсале (Siegbahn).Они проникали сначала до 100 а, а затем до 75 а, так что общая длина ультрафиолетового спектра достигала почти 6 октав. В 1931 году эдрен достиг 40 А, и спектр был расширен почти на 1 октаву, так что ультрафиолетовый спектр полностью достиг области нормальных рентгеновских лучей (см. ниже).
ТТ. RnhftTia: таким образом, инфракрасный спектр невидимости примерно в 10 раз превышает максимальное значение. 」 w, Gtn T c ^ Tt a. поскольку эти лучи не нуждаются в описании в книге, мы теперь поговорим немного больше о других типах лучистой энергии. Луч Герца-это луч, используемый в беспроводной связи и телефонной связи. Около 1888 года. Герц (N. Hertz, 1857-1894) был первым лучом, полученным. С. получение пучка любой длины волны мощностью 9 л. с.
Достаточно просто, научно-техническому интересу будут подлежать только те лучи, долгота которых не превышает нескольких километров. Спектр Герц-лучей справа прослеживается до луча 3 мм, а в радиопередаче используются лучи длиной от нескольких десятков метров (коротковолновая передача) до более чем 1000 м. весь спектр Герц-лучей от долготы 4 до 3 мм, охватывающий около 20 октав между линией Герца и крайними А.
Ленинградская скаяревская(1924-1927) и Москва А. А. Грагорев-Аркадьев(1924), а также Американские ученые Э. Ф. Николс и Дж. Д. Тиа(1922).Однако изоляция в этой области пока невозможна. Ультрафолдоний спектр (GM)находится справа от фиолетового конца видимого спектра. До конца 1929 года его исследовали из дл. С. » Чили 4000JI di DLGv. I 36A. свинец был длиной в 1 октаву.11 месяцев и 1930 и 2 месяца.
Шведский ученый В. Эдлен и А. Дии Зачечезельс МЗ появились из исследования Эриксона (Бенгт Эдлен, Альготсон).Зиппбап в Упсале (зигбунн).Они проникали сначала до 100 а, а затем до 75 а, так что общая длина ультрафиолетового спектра достигала почти 6 octaves. In 1931 год, эдрен достиг 40 а, спектр был расширен почти на 1 октаву.
Что ультрафиолетовый спектр полностью достиг области нормальных рентгеновских лучей (см. ниже). В дополнение к видимому спектру, небольшая часть ультрафиолетового и инфракрасного спектра. Общий спектр энергии излучения, известный в то время, не превышал 3 или 4 октав.
Отношение длины волны или частоты колебаний экстремума n ^ ns было около 12, но сейчас оно составляет 5-10 10. jgJJI изучает гамма (греческая буква гамма-7), испускаемую радиоактивным веществом.
Их спектр, иногда называемый также Ультор-нтельпрким, частично совпадает с нектаром крайних (правых) лучей^ СТ ^ ахшха. В 1922 году эти лучи удалось отследить примерно до дл. с. 19 х, то есть почти 2 octaves. It было высказано предположение, что они тянутся к дл. с. 5 x, что означает 2 октавы дальше вправо. (7 Y L YJU Hess или Вселенная.
Эти лучи были зафиксированы в 1911 году немецким ученым 1’es(U. Jb. Гесс), а затем немецкий колхорстер L. V. It был изучен рядом ученых, в том числе, впрочем, совершенно неправильно называть их Милликенскими лучами, так как американские ленинградцы и исследователи мыса МПС иногда проводятся людьми, незнакомыми с историей их открытий и многими работами, сделанными до Милликена.
OD X, или d, но в последнее время некоторые ученые задаются вопросом, Можно ли октаву за пределами крайних лучей рентгеновских лучей отнести к»зарождающемуся» характеру, то есть к особой лучистой энергии. Существует характер в космическом луче ЯМР grrpji y, и какие частицы (электроны? Вопрос о том, что будет перевозиться) остается нерешенным. Можно сказать, что проблема сущности космического излучения в настоящий момент не может быть решена.
уч Герца-это луч, используемый в беспроводной и телефонной связи. Их приложение основано на целой трансляции, которая сейчас покоряет весь мир. Около 1888 года. Герц (N. Hertz, 1857-1894) был первым лучом света, который был получен. С. Очень легко получить лучи любой длины волны мощностью 9 лошадиных сил, но из них только те, чья долгота не превышает нескольких километров, будут предметом научно-технического интереса.
Спектр Герцианских лучей справа прослеживается до луча длиной 3 мм, а в радиопередаче используются лучи длиной от нескольких десятков метров(коротковолновая передача) до более чем 1000 м в различных установках. Весь спектр Герц-луча от долготы 4 до 3 мм охватывает приблизительно 20 октав между линией Герца и крайней линией Рубенса.
А. Ленинградская Левицкая (1924-1927) и Московская А. А. Грагорев-Аркадьев(1924), а также Американский ученый Э. Ф. Николс и Дж. Д. Тиа(1922).Однако изоляция в этой области пока невозможна. Мы получаем крещендо таким образом, с однородным (монохроматическим) Лучом. Спектр ультрафолдония (GM) находится справа от фиолетового конца видимого спектра. До конца 1929 года его исследовали из дл. С. » Чили 4000JI di DLGv. I 36A. длина свинца составляла 1 октаву.
11 месяцев итхий и 1930 года 2 месяца шведские ученые В. Эдлен и А. Дии Заечезельс МЗ из исследования Эриксона (Бенгт Эдлен, Альготсон) появились. Студент, профессор. Зипбап в Упсале (Siegbahn).
Они проникали сначала до 100 а, а затем до 75 а, так что общая длина ультрафиолетового спектра достигала почти 6 октав. В 1931 году эдрен достиг 40 А, и спектр был расширен почти на 1 октаву, так что ультрафиолетовый спектр полностью достиг области нормальных рентгеновских лучей (см. ниже).
ТТ. RnhftTia: таким образом, инфракрасный спектр невидимости примерно в 10 раз превышает максимальное значение. 」 w, Gtn T c ^ Tt a. поскольку эти лучи не нуждаются в описании в книге, мы теперь поговорим немного больше о других типах лучистой энергии. Луч Герца-это луч, используемый в беспроводной связи и телефонной связи.
Около 1888 года. Герц (N. Hertz, 1857-1894) был первым лучом, полученным. С. получение пучка любой длины волны мощностью 9 л. с. Достаточно просто, научно-техническому интересу будут подлежать только те лучи, долгота которых не превышает нескольких километров.
Спектр Герц-лучей справа прослеживается до луча 3 мм, а в радиопередаче используются лучи длиной от нескольких десятков метров (коротковолновая передача) до более чем 1000 м. весь спектр Герц-лучей от долготы 4 до 3 мм, охватывающий около 20 октав между линией Герца и крайними А. Ленинградская скаяревская(1924-1927) и Москва А. А. Грагорев-Аркадьев(1924), а также Американские ученые Э. Ф. Николс и Дж. Д. Тиа(1922).Однако изоляция в этой области пока невозможна.
Ультрафолдоний спектр (GM)находится справа от фиолетового конца видимого спектра. До конца 1929 года его исследовали из дл. С. » Чили 4000JI di DLGv. I 36A. свинец был длиной в 1 октаву.11 месяцев и 1930 и 2 месяца. Шведский ученый В. Эдлен и А. Дии Зачечезельс МЗ появились из исследования Эриксона (Бенгт Эдлен, Альготсон).Зиппбап в Упсале (зигбунн).Они проникали сначала до 100 а, а затем до 75 а, так что общая длина ультрафиолетового спектра достигала почти 6 octaves.
In 1931 год, эдрен достиг 40 а, спектр был расширен почти на 1 октаву. Что ультрафиолетовый спектр полностью достиг области нормальных рентгеновских лучей (см. ниже). В дополнение к видимому спектру, небольшая часть ультрафиолетового и инфракрасного спектра.
Общий спектр энергии излучения, известный в то время, не превышал 3 или 4 октав. Отношение длины волны или частоты колебаний экстремума n ^ ns было около 12, но сейчас оно составляет 5-10 10. jgJJI изучает гамма (греческая буква гамма-7), испускаемую радиоактивным веществом.
Их спектр, иногда называемый также Ультор-нтельпрким, частично совпадает с нектаром крайних (правых) лучей^ СТ ^ ахшха. В 1922 году эти лучи удалось отследить примерно до дл. с. 19 х, то есть почти 2 octaves. It было высказано предположение, что они тянутся к дл. с. 5 x, что означает 2 октавы дальше вправо. (7 Y L YJU Hess или Вселенная.
Эти лучи были зафиксированы в 1911 году немецким ученым 1’es(U. Jb. Гесс), а затем немецкий колхорстер L. V. It был изучен рядом ученых, в том числе, впрочем, совершенно неправильно называть их Милликенскими лучами, так как американские ленинградцы и исследователи мыса МПС иногда проводятся людьми, незнакомыми с историей их открытий и многими работами, сделанными до Милликена.
OD X, или d, но в последнее время некоторые ученые задаются вопросом, Можно ли октаву за пределами крайних лучей рентгеновских лучей отнести к»зарождающемуся» характеру, то есть к особой лучистой энергии. Существует характер в космическом луче ЯМР grrpji y, и какие частицы (электроны? Вопрос о том, что будет перевозиться) остается нерешенным. Можно сказать, что проблема сущности космического излучения в настоящий момент не может быть решена.
Изучу , оценю , оплатите , через 2-3 дня всё будет на «4» или «5» !
Откройте сайт на смартфоне, нажмите на кнопку «написать в чат» и чат в whatsapp запустится автоматически.
Образовательный сайт для студентов и школьников
Копирование материалов сайта возможно только с указанием активной ссылки «www.lfirmal.com» в качестве источника.
© Фирмаль Людмила Анатольевна — официальный сайт преподавателя математического факультета Дальневосточного государственного физико-технического института
Источник