Fyzika a klasická energetika

Článků v rubrice: 217

Rodokmen Energie

Jak známo, lenost je hybná síla pokroku. Člověk je od přírody bytost lenivá a raději dvakrát přemýšlí jak si práci ulehčit než se do ní opravdu pustí. Energii, kterou by sám musel vydat na vykonání práce, hledá raději někde jinde.

Fotogalerie (2)
Ilustrační foto

Obdobně je tomu i s jeho pohodlím, ke kterému samozřejmě patří i teplo. Již od pradávna se tedy člověk snažil zpříjemnit si život a používal k tomu postupně různé zdroje energie, od tažných zvířat počínaje, jadernou elektrárnou konče. Energie se tak stala každodenní součástí našeho života.
Podívejme se proto, jak a kde vznikaly zdroje energie, které dnes hojně využíváme. I když slovo zdroje se k energii moc nehodí. Energie je přece hmota, jak víme od pana Einsteina. A vezmeme-li to tedy do důsledku, energie, například v elektrárně, nemůže vznikat, může se pouze přeměňovat. Ale pokud se jenom přeměňuje, tak jak se dostala do formy, z které ji dnes získáváme? Podívejme se na tento problém genealogicky z úhlu jakéhosi rodinného rodokmenu námi využívané energie.
Půjdeme-li teď po stopách fosilní větve rodu energie, zavede nás to k prehistorickým rostlinám, které kdysi na Zemi rostly a které se ve změněné podobě jako energetická konzerva zachovaly dodnes. A kde se vzala energie v těchto rostlinách? No přece ze Slunce. Každá rostlina jej potřebuje k růstu a jeho energii využívá pomocí fotosyntézy. Veškeré zásoby fosilních paliv tedy nepředstavují nic jiného než velkou konzervu sluneční energie. No a jak vzniká sluneční energie, je také známá věc. Na Slunci dochází k termonukleární fúzi, tedy slučování nejlehčích atomových jader, při které se uvolňuje obrovské množství energie a vznikají zároveň nová těžší atomová jádra. Cestu po stopách fosilní větve tedy zakončíme na Slunci, nepůjdeme dále až ke vzniku nejlehčích atomových jader, který je velice blízko vzniku celého vesmíru.
Druhou nejsilnější skupinou v rodu je jaderná energie. Tu lze získat buď zmíněnou termonukleární fúzí, nebo naopak štěpením těžkých jader. Zatímco se člověk již dlouhá léta pokouší o umělé ovládnutí fúze, která je z rodového hlediska dosud nenarozené dítě, jaderné štěpení již zajistilo této větvi pevnou pozici v rodu. Původ těžkých štěpitelných
jader již není tak přímočarý a je do jisté míry podobný vzniku všech známých atomových jader.
Skoro celá periodická soustava prvků vznikla postupně při termonukleární reakci. V běžných hvězdách o velikosti Slunce vznikají fúzí jádra prvků až po uhlík, dusík a kyslík. Pouze hmotnější hvězdy, které jsou 10ī těžší než Slunce, jsou schopné vyrobit těžší prvky až k železu. Ještě těžší prvky už vznikají pouze záchytem neutronu nebo při výbuchu supernov. A do této skupiny patří i uran a thorium, tedy prvky vyskytující se na Zemi, které jsou využitelné pro štěpení. Toto putování tedy zakončíme u supernov.
Vodní energie, stejně jako větrná, pochází ze slunce. Sluneční paprsky zahřívají jak vzduch tak vodní hladinu a způsobují tím teplotní rozdíly vzduchu a odpařování vody. Zjednodušeně řečeno tak vzniká vítr a mraky, neboť teplotní rozdíly vzduchu způsobí tlakové rozdíly a ty se mohou vyrovnávat právě prouděním větru. Součinností větru a odpařování se tak voda z moří dostává hluboko do vnitrozemí, kde s poklesem teploty dochází ke kondenzaci vody a ta dopadá ve formě deště na zemský povrch. Celý tento složitý kolotoč atmosférických procesů je roztáčen sluneční energií a patří do něj i energie mořského příboje.
Geotermální a přílivová energie patří z globálního hlediska mezi velice malé zdroje energie. Jsou však velmi zajímavé z pohledu genealogie. Obě souvisejí se vznikem a utvářením naší sluneční soustavy. Přílivová energie je totiž způsobena gravitací Měsíce, geotermální zase teplotou zemské kůry. Zahřátí zemské kůry a zemského jádra zapříčinily dva různé procesy. Vysoká teplota jádra je dána gravitací, neboť naše planeta vznikala „svařováním za studena“ z velmi chladných (100 K) zrníček prachu. Vysoká teplota zemské kůry a zejména zdroj vulkanické činnosti je způsoben teplem uvolněným z radioaktivních rozpadů nestabilních prvků. Tyto nestabilní prvky jsou jako všechny ostatní taktéž potomky dávných hvězd a patří mezi ně i uran s thoriem.
Pro rodovou úplnost uveďme, že sluneční energii lidé využívají i přímo. Slunce totiž krásně zahřeje a to jak na srdci tak i vhodně postavený jižně orientovaný dům. V některých dobře položených zemích, kde mají dost slunce na opalování, vyrábí z jeho energie dokonce elektřinu.
Ostatní využitelné zdroje patřící do rodu, jako je například využití rozdílu teplot hladiny a hlubiny moře nebo biomasa jsou vesměs také potomky sluneční energie. Slunce, jak se zdá, bylo a je u zrodu převážné části rodu a kromě uranu ze supernov, geotermální energie a přílivu způsobeného gravitací Měsíce představuje výhradní zdroj energie. Přeji vám proto dostatek energie, tedy vlastně hmoty, ale ze všeho nejvíc Slunce.

Jiří Křepel
Poslat odkaz na článek

Opište prosím text z obrázku

Nejnovější články

Jak jste na tom s informační gramotností?

Jak se studenti druhého stupně základních škol orientují ve světě technologií, které nás obklopují? Jak zvládají aplikovanou matematiku? To ukáže jubilejní 10. ročník informační soutěže IT-SLOT, které se pravidelně účastní tisíce žáků 8. a 9. tříd základních škol z celé České republiky.

Cyklické změny teploty na Zemi

Paleoklimatologové hledají stopy vývoje teplot na Zemi v horninách a fosíliích. Dlouhodobé ochlazování začalo asi před 50 miliony lety, kdy byla průměrná globální teplota 14 °C. Tenkrát ještě nebyla na Zemi trvalá ledová pokrývka a hladina mořské vody byla o více než 70 m vyšší než dnes.

Záhadný lidský mikrobiom

Nedávný výzkum ukazuje, že naše tělo je domovem mikrobů, se kterými se věda předtím nesetkávala. Možná, že se kvůli nim bude i přepisovat strom života. Navíc může mít tato mikrobiální „temná hmota“ i vliv na zdraví.

MAAE zveřejnila nové odhady vývoje jaderné energetiky do roku 2050

MAAE zveřejnila 10. září své nejnovější projekce trendů v energetice, elektřině a jaderné energii do roku 2050. Výroční zpráva nabízí smíšený odhad budoucího příspěvku jaderné energie k celosvětové výrobě elektřiny v závislosti na tom, jak se budou potenciálně ...

Vyřeší největší problém větrných elektráren pojišťovny?

Závislost na počasí je největším problémem větrných elektráren nejen z hlediska jejich vlivu na stabilitu elektrizační soustavy, ale také z pohledu celkové i provozní ekonomiky. Když vítr nefouká, elektrárna nejen že nevyrábí, což dělá problémy v přenosové síti, ale ani nevydělává.

Nejnovější video

Bez jaderné energie se ve vesmíru daleko nedostaneme

Krátké výstižné video z dílny Mezinárodní agentury pro atomovou energii ve Vídni ukazuje využití jaderné energie a jaderných technologií při výzkumu vesmíru. Ne každý ví, že jádro pohání vesmírné sondy už po desetiletí. Zopakujme si to. (Film je v angličtině.)

close
detail