admin

Πόσες μορφές ενέργειας υπάρχουν;

Ακούμε καθημερινά να γίνεται λόγος για μορφές ενέργειας. Τελικά πόσες υπάρχουν;

Η σύγχρονη τεχνολογία βασίζεται στο γεγονός πως η ενέργεια μπορεί να αλλάξει μορφή, όπως σε ένα ηλεκτρικό εργοστάσιο η χημική ενέργεια από την καύση του άνθρακα μετατρέπεται σε ηλεκτρική ενέργεια και ένα μέρος σε πλεονάζουσα θερμότητα. Φαίνεται πως υπάρχουν πολλές μορφές ενέργειας, αφού μιλάμε για χημική ενέργεια σε πετρέλαιο και βενζίνη, ηλεκτρική ενέργεια, αιολική ενέργεια, πυρηνική ενέργεια και ενέργεια ακτινοβολίας, αλλά, ουσιαστικά, υπάρχουν μόνο δύο μορφές ενέργειας: η κινητική και η δυναμική.

Κινητική ενέργεια είναι η ενέργεια που έχει ένα σώμα όταν κινείται και αναφέρεται στην ικανότητά του να παράγει έργο. Η κινητική ενέργεια αυξάνεται πολύ με την επιτάχυνση. Ένα αυτοκίνητο δηλαδή που τρέχει με 100 χλμ./ώρα έχει τέσσερις φορές περισσότερη κινητική ενέργεια σε σχέση με ένα αυτοκίνητο που τρέχει με 50 χλμ./ώρα.

Η αιολική ενέργεια είναι ένα απτό παράδειγμα κινητικής ενέργειας. Εκμεταλλευόμαστε την κίνηση του αέρα για να λειτουργήσουμε μια γεννήτρια που παράγει ρεύμα, αλλά το ηλεκτρικό ρεύμα είναι επίσης μια μορφή κινητικής ενέργειας καθώς πρόκειται για την κίνηση απίστευτου αριθμού ηλεκτρονίων μέσω του καλωδίου. Ακόμη και αν τα ηλεκτρόνια κινούνται αργά, το πλήθος τους είναι τέτοιο που μπορούν να μεταφέρουν ούτως ή άλλως μεγάλες ποσότητες ενέργειας. Όταν η ηλεκτρική ενέργεια φτάσει στο σπίτι μας, μετατρέπεται σε θερμότητα και φως.

Η θερμότητα είναι επίσης ένα παράδειγμα κινητικής ενέργειας. Στο θερμό αέρα τα μόρια κινούνται ταχύτατα και το άθροισμα των κινητικών ενεργειών των μορίων αποκαλείται θερμικό περιεχόμενο του αέρα. Τα φωτεινά κύματα αποτελούν επίσης μια μορφή κίνησης και το ίδιο ισχύει και για τα ηχητικά κύματα, που δεν είναι παρά ωστικά κύματα που διαχέονται στην ατμόσφαιρα.

Η δυναμική ενέργεια είναι συσσωρευμένη ενέργεια που περιμένει απλώς να απελευθερωθεί για να μετατραπεί σε άλλες μορφές ενέργειας. Η χημική ενέργεια είναι δυναμική ενέργεια που συσσωρεύεται σε χημικές ενώσεις μεταξύ ατόμων και μορίων. Όταν καίμε βενζίνη, πυροδοτείται μια αλληλουχία χημικών αντιδράσεων και οι ενώσεις μετατρέπονται σε θερμότητα, δηλαδή κινητική ενέργεια στα μόρια. Αντίστοιχα, και η πυρηνική ενέργεια είναι μια μορφή δυναμικής ενέργειας. Είναι δηλαδή η ενέργεια που είναι κλεισμένη στους πυρήνες των ατόμων λόγω της αλληλεπίδρασης των σωματιδίων που τα συνιστούν και απελευθερώνεται για παράδειγμα με τη σχάση ενός ατόμου ουρανίου. Το ίδιο συμβαίνει και στον ήλιο όταν διαδικασίες σύντηξης μετατρέπουν υδρογόνο σε ήλιο. Τα αποτελέσματα αυτών των διαδικασιών είναι εκ νέου θερμότητα και ακτινοβολία. Ένα κλασικό παράδειγμα δυναμικής ενέργειας είναι η ενέργεια ενός ελατηρίου σε διάταση ή συσπείρωση.

ΥΠΑΡΧΟΥΝ ΔΥΟ ΜΟΡΦΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ

ΚΙΝΗΤΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ
σε κάθε μορφή κίνησης σωματιδίων ή κυμάτων

* Αιολική ενέργεια (αέρας σε κίνηση)
* Ηλεκτρική ενέργεια (ηλεκτρόνια σε κίνηση)
* Θερμική ενέργεια (μόρια σε κίνηση)
* Φωτεινή ενέργεια (κύματα ή φωτόνια σε κίνηση)
* Ηχητική ενέργεια (ωστικά κύματα συνεπεία κίνησης μορίων)

ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ
συσσωρευμένη ενέργεια που περιμένει να απελευθερωθεί

* Ενέργεια ταλάντωσης (επιμηκυμένο ή συμπιεσμένο ελατήριο)
* Λανθάνουσα ενέργεια (στάσιμα νερά ή ορεινές λίμνες που αποτελούν μέρος υδροηλεκτρικών φραγμάτων)
* Χημική ενέργεια (καύση βενζίνης ή πετρελαίου, μπαταρίες)
* Πυρηνική ενέργεια (από σχάση ή/και σύντηξη πυρήνων)

Πόσα άστρα έχει ο γαλαξίας μας;

Ο γαλαξίας μας είναι ένας απίστευτα μεγάλος σπειροειδής γαλαξίας με 200 δισεκατομμύρια, ίσως και 400 δισεκατομμύρια αστέρια. Περίπου 2.500 από αυτά είναι ορατά διά γυμνού οφθαλμού. Το φως από το πιο κοντινό μας αστέρι, τον Ήλιο μας, χρειάζεται οκτώμισι λεπτά για να φτάσει στη Γη. Όσο για το φως του πλέον κοντινού στο ηλιακό μας σύστημα αστέρα, του Εγγύτερου του Κενταύρου, απαιτούνται 4,5 χρόνια.

Ο γαλαξίας μας έχει διάμετρο 100.000 έτη φωτός και ο Ήλιος απέχει από το κέντρο του περίπου 30.000 έτη φωτός.

Πόσο ψηλή μπορεί να γίνει μια καμηλοπάρδαλη;

Οι καμηλοπαρδάλεις είναι τα ψηλότερα ζώα της Γης. Ένα αρσενικό μπορεί να φτάσει και τα 5 μέτρα, ενώ ορισμένα αγγίζουν αισίως τα 6. Κατ’ αυτό τον τρόπο, οι καμηλοπαρδάλεις μπορούν να εντοπίζουν τους εχθρούς τους εγκαίρως. Αυτός είναι και ο λόγος που πολλά άλλα ζώα, όπως οι αντιλόπες, οι ζέβρες και τα γκνου, φιλοξενούνται στις παρέες τους, αφού τα ψηλά θηλαστικά λειτουργούν ως σύστημα συναγερμού.

Πόσο νερό μπορεί να πιει ένας ελέφαντας;

Έχω ακούσει πως ένας ελέφαντας πίνει μέχρι και 200 λίτρα νερό το 24ωρο. Είναι αλήθεια; Τι το θέλει τόσο νερό;

Χωρίς νερό δεν υπάρχει ζωή στη Γη. Το νερό είναι ο θεμέλιος λίθος κάθε κίνησης και αντίδρασης όλων των ζωντανών οργανισμών του πλανήτη μας. Στον οργανισμό των έμβιων όντων το νερό ανέρχεται, κατά κανόνα, σε τουλάχιστον 50%. Οι ιστοί αντέχουν ένα ποσοστό αφυδάτωσης, αλλά αν η απώλεια υγρών είναι πολύ μεγάλη αναστέλλονται οι βιοχημικές αντιδράσεις.

Τα χερσαία ζώα υποβάλλονται σε ιδιαίτερη δοκιμασία καθώς χάνουν υγρά, εκτός μέσω της ούρησης και της αφόδευσης, σχεδόν πάντα και μέσω της εφίδρωσης από το δέρμα και τους αεραγωγούς. Όσο η θερμοκρασία αυξάνει και η ξηρασία μεγαλώνει, τόσο πιο εντατική καθίσταται και η εφίδρωση.

Ωστόσο, τα ζώα αντικαθιστούν τα υγρά που χάνουν πίνοντας νερό και τρώγοντας τροφές με υψηλή περιεκτικότητα σε νερό. Τα περισσότερα, όταν υπερθερμαίνονται, υπόκεινται σε ακόμη μεγαλύτερη απώλεια υγρών, αφού χρησιμοποιούν το λαχάνιασμα ή τον ιδρώτα για να δροσιστούν.

Οι ελέφαντες είναι τα μεγαλύτερα χερσαία ζώα. Και παρά το γεγονός πως το τεράστιο και κυλινδρικό σώμα τους έχει μικρή επιφάνεια σε σχέση με τον όγκο τους, υφίστανται μεγάλη απώλεια υγρών και μέσω της εφίδρωσης, καθώς ζουν σε πολύ υγρό και ξηρό περιβάλλον.

Ως εκ τούτου, οι ελέφαντες δεν αποκλείεται να πίνουν και 200 λίτρα νερό την ημέρα. Κατά κανόνα, ρουφούν με την προβοσκίδα τους 5-10 λίτρα νερό και μετά το αδειάζουν στο στόμα τους με επαναλαμβανόμενες κινήσεις. Ένας διψασμένος ελέφαντας μπορεί να πιει μέχρι και 100 λίτρα μέσα σε λίγα λεπτά. Γενικά όμως τα τεράστια αυτά θηλαστικά συνηθίζουν να κατανέμουν σε δόσεις την ημερήσια ποσότητα που καταναλώνουν.

Κατά τ’ άλλα, οι ελέφαντες είναι πολύ εκλεκτικοί στην επιλογή του νερού που πίνουν. Όπως έχει διαπιστωθεί, προτιμούν λακκούβες νερό με υψηλή περιεκτικότητα σε άλατα, κυρίως νάτριο.

Οδεύουμε προς μια νέα εποχή των παγετώνων;

Η τελευταία εποχή των παγετώνων κορυφώθηκε πριν από περίπου 25.000 χρόνια. Ανάμεσα σε τέτοιες εποχές είχαμε μικρές αλλά σαφείς κλιματολογικές διακυμάνσεις. Τη δεκαετία του 1980, μέσω της διάτρησης πυρήνων πάγου, βρέθηκαν ενδείξεις περιοδικών διακυμάνσεων του κλίματος της Γης ανά 1.500 χρόνια. Το γεγονός αυτό επιβεβαιώθηκε και με αναλύσεις κοραλλιογενών υφάλων και ιζημάτων πλαγκτόν στο θαλάσσιο πυθμένα.

Σύμφωνα με αυτό τον κλιματικό ρυθμό, ο πλανήτης μας αναμένεται να διέλθει την επόμενη εκατονταετία φάση υπερθέρμανσης. Η τελευταία ψυχρή περίοδος έληξε πριν από περίπου 300 χρόνια. Όπως προκύπτει από τα μοντέλα που έχουμε στη διάθεσή μας, ύστερα από 200 χρόνια υπερθέρμανσης η θερμοκρασία θα αρχίσει και πάλι να πέφτει. Επομένως, υπό αυτή την έννοια, οδεύουμε προς μια νέα εποχή των παγετώνων.

Ποιος είναι ο ορισμός της έννοιας του δάσους;

Είναι δύσκολο να ορίσουμε το «δάσος». Η Οργάνωση Τροφίμων και Γεωργίας του ΟΗΕ (FAO) περιγράφει ως δάσος μια περιοχή μεγαλύτερη των 5.000 τετραγωνικών χιλιομέτρων με δέντρα ύψους άνω των 5 μέτρων. Επιπλέον, τα φυλλώματά τους πρέπει να καλύπτουν το 10% της έκτασης της περιοχής.

Ποιο ονομάζουμε «βαρύ ύδωρ»;

Ένα απλό μόριο νερού Η2Ο αποτελείται από δύο άτομα υδρογόνου και ένα άτομο οξυγόνου. Στο βαρύ ύδωρ τα άτομα υδρογόνου αντικαθίστανται με δευτέριο, δηλαδή άτομα υδρογόνου που εκτός από ένα πρωτόνιο έχουν κι ένα νετρόνιο. Το βαρύ ύδωρ είναι 10% περίπου βαρύτερο από το απλό νερό. Παγώνει στους 3,8οC και ο χημικός τύπος του είναι D2Ο.

Ποιο είναι το όριο Ευρώπης-Ασίας;

Στην πραγματικότητα, η Ευρώπη δεν είναι παρά μια χερσόνησος της Ασίας. Ωστόσο, παραδοσιακά θα λέγαμε, θεωρούμε τη γραμμή «Ουράλια-ποταμός Ουράλης-Κασπία θάλασσα-Καύκασος» ως το φυσικό όριο ανάμεσα στις δύο ηπείρους.

Από πού μας έρχεται η παράδοση με τις βέρες του γάμου;

Στη Ρωμαϊκή Αυτοκρατορία υπήρχαν βέρες αρραβώνων και γάμου, σύμφωνα με τα κείμενα αρχαίων συγγραφέων. Ο Πλίνιος ο Πρεσβύτερος κάνει λόγο για μεταλλικά δαχτυλίδια που συμβολίζουν τη σταθερότητα, ενώ ο Γιουβενάλης αναφέρει πως κάποιος άνδρας έδωσε στη μνηστή του ένα χρυσό δαχτυλίδι ως ένδειξη αιώνιας πίστης. Άλλοι πάλι μας περιγράφουν δαχτυλίδια από μπρούντζο ή χαλκό.

Δεν ήταν όλα τα δαχτυλίδια κυκλικά, παρά το γεγονός ότι ένα σχήμα χωρίς αρχή και τέλος αντικατόπτριζε την αιωνιότητα και την αφοσίωση.

Οι Ρωμαίοι είχαν επίσης δαχτυλίδια σε σχήμα κλειδιού, ως ένδειξη της αξιοσύνης της συζύγου τους. Τα δαχτυλίδια είχαν συμβολική αξία στο χώρο της Μεσογείου, πιθανότατα πριν από τη ρωμαϊκή εποχή.

Χαρακτηριστικό είναι το περιστατικό που περιγράφεται στην «Έξοδο»: Όταν ο Φαραώ μεταβιβάζει στον Ιωσήφ την ευθύνη για την τύχη της Αιγύπτου, του περνά στο δάχτυλο το δαχτυλίδι-σφραγίδα, εκφράζοντας με αυτό τον τρόπο τα αισθήματα φιλίας και εμπιστοσύνης προς το πρόσωπό του.

Οι ρωμαϊκές βέρες ενσωματώθηκαν αργότερα στο τελετουργικό της Καθολικής Εκκλησίας και μέσω του χριστιανισμού στον υπόλοιπο κόσμο. Χάριν του έρωτα πάντως, σήμερα θεωρείται ότι η βέρα φοριέται στον παράμεσο του αριστερού χεριού γιατί τα αιμοφόρα αγγεία που τον διαπερνούν συνδέονται με την καρδιά.

Μπορεί να αξιοποιηθεί η ενέργεια ενός κεραυνού;

Θα ήταν ευχής έργο αν μπορούσαμε να αξιοποιήσουμε την ενέργεια ενός κεραυνού.

Συγκεκριμένα, πρόκειται για τεράστια ποσότητα ενέργειας, αφού η ένταση του ρεύματος μπορεί να φτάσει έως και 20.000 αμπέρ και η τάση αρκετές εκατοντάδες εκατομμύρια βολτ. Όταν πέφτει ένας κεραυνός, μεταφέρονται μεταξύ ουρανού και γης μέχρι και 10 gigajoule, αρκετά για να εκπέμπουν φως 10 λάμπες των 60W επί έξι μήνες.

Δυστυχώς, η ενέργεια που καταλήγει στο έδαφος είναι ελάχιστη. Η περισσότερη απελευθερώνεται στο δίαυλο του κεραυνού ανάμεσα στον ουρανό και τη γη. Ένας κεραυνός ανεβάζει τη θερμοκρασία του αέρα στους 15.000-30.000οC, δηλαδή πέντε φορές τη θερμοκρασία που επικρατεί στην επιφάνεια του Ήλιου. Αυτή ακριβώς η ασύλληπτη υπερθέρμανση καταβροχθίζει σχεδόν όλη την ενέργεια του κεραυνού. Απομένουν 10-100 megajoule, που μπορούν να κρατήσουν τις λάμπες των 60W αναμμένες για μία μόνο μέρα. Θεωρητικά λοιπόν μπορούμε να αξιοποιήσουμε την ενέργεια ενός κεραυνού. Πρόκειται όμως για μια οικονομικά ασύμφορη επένδυση.

Οι επιστήμονες πάντως το έχουν προσπαθήσει. Ένας τρόπος είναι να συνδέσουμε ένα μετασχηματιστή σε ένα αλεξικέραυνο. Όταν πέφτει ο κεραυνός, παράγεται ισχυρό ρεύμα που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη διάσπαση του θαλασσινού νερού σε οξυγόνο και υδρογόνο, που μπορούν στη συνέχεια να αποθηκευθούν ως καύσιμα. Το ζητούμενο όμως είναι να κατασκευαστεί ένας ηλεκτρικός εξοπλισμός που δεν θα υπόκειται σε βλάβες από τις πτώσεις κεραυνών.