Окружающий нас мир обладает поистине неиссякаемым источником различных видов энергии: некоторые из них чело­вечество научилось использовать уже с давних времен (энер­гия движения воды в реках, энергия ветра, энергия, заклю­ченная в топливе), некоторые еще в полной мере не использу­ются: энергия Солнца, энергия взаимодействия Земли и Лу­ны, энергия термоядерного синтеза, энергия тепла Земли.

Но надо отметить, что основным энергетическим источни­ком жизни на Земле является Солнце (рис. 1.2).

Под действием солнечных лучей хлорофилл растений раз­лагает углекислоту, поглощаемую из воздуха, на кислород и углерод. Последний накапливается в растениях. Уголь, газ, торф и т. д. - это запасы лучистой энергии Солнца. Энергия во­ды, ветра - также, в конечном счете, результаты солнечной активности: ветры возникают при неодинаковом нагревании Земли Солнцем, а вода, отдающая потенциальную энергию при падении, получает ее при испарении озер и океанов под действием солнечного света и ветра.

Растительная и животная жизнь образует цикл, который начинается с солнечного света, воды и углекислого газа и за­канчивается водой, углекислым газом, теплом и механичес­кой энергией животных и человека. Все машины, работающие на нефтепродуктах, угле, ветре, движущейся воде, все живот -

Ные и человек, потребляющие пищу, в конечном счете, полу* чают свое "топливо" от Солнца.

К сожалению, большинство энергии, потребляемой челове­ком, превращается в бесполезное тепло из-за низкой эффектив­ности использования имеющихся энергетических ресурсов: і

Ориентировочное распределение потребляемой энергии за год в мире приведено в табл. 1.2. Величина энергии дается в количестве угля в мегатоннах (Мт), который при сгорании дал бы ту же энергию, при этом хотелось бы еще раз подчеркнуть приблизительность приведенных данных. <" ' ■ М

В то же время на питание людей ежегодно идет около 400 Мт, из которых около 40 Мт превращается в полезный трУД-

На бытовые нужды расходуется около 800 Мт, наобщест - венное производство — 1000 Мт.

Таким образом, из годового потребления, составляющего 7500 Мт, полезно используется 2200 Мт, остальное растрачива­ется в виде теплоты. Но даже эффективностью 2200/7500 Мт че­ловечество не может похвастаться, так как не учтено падающее на Землю солнечное излучение, составляющее 10 000 000 Мт В год.

Энергия сыграла решающую роль в развитии цивилизации. Потребление энергии и накопление информации имеет пример­но одинаковый характер изменения во времени, тесна связь между расходом энергии и объемом выпускаемой продукции.

Рост потребления энергии поразительно высок. Но именно благодаря ему человек значительную часть своей жизни мОйсет посвятить досугу, образованию, созидательной деят( льности, добился теперешней высокой продолжительности ЖИЗНИ - '

Мы считаем энергию чем-то нужным, способным работав на нас. Снабжение общества энергией необходимо для: обогре­ва помещений, обеспечения передвижения, выпуска їіеобхо - димых нам товаров, поддержания работоспособности различ­ных машин, механизмов, приборов, приготовления пищи, ос­вещения, поддержания жизнедеятельности и т. д.

Эти примеры применения энергии можно разделить на три большие группы:

А) энергия питания. Она дороже других видов энергии: пшеница в перерасчете на Джоули гораздо дороже, чем уголь. Питание дает тепло для поддержания температуры тела, энер­гию для его движения, для осуществления умственного и фи­зического труда;

Б) энергия в виде тепла для обогрева домов и приготовле­ния пищи. Она дает возможность жить в различных климати­ческих условиях и разнообразить пищевой рацион человека;

В) энергия для обеспечения функционирования обществен­ного производства. Это энергия для производства товаров и услуг, физического перемещения людей и грузов в простран­стве, для поддержания работоспособности всех систем комму­никаций. Затраты этой энергии на душу населения значитель­но выше, чем затраты энергии на питание.

Энергия, которая содержится в природных источниках и может быть преобразована в электрическую, тепловую, меха­ническую, химическую, названа первичной (рис. 1.3).

К традиционным видам первичной энергии относят: орга­ническое топливо (уголь, нефть и т. д.), гидроэнергию рек и ядерное топливо (уран, торий и др.).

Энергия, полученная после преобразования первичной на специальных установках, называется вторичной.