Το ταξίδι της ενέργειας από τον Ήλιο στο σπίτι μας

Γη Στην καρδιά του Ηλίου συμβαίνουν πυρηνικές αντιδράσεις. Η ενέργεια που δημιουργείται ακτινοβολείται προς όλες τις κατευθύνσεις στο Διάστημα. πυρηνικές αντιδράσεις. Ενέργεια στον Ήλιο…

Ο Ήλιος, φωτοδότης και ζωοδότης… Φωτίζει και θερμαίνει τη Γη…

Δίνει ζωή σε κάθε οργανισμό. Ο Ήλιος, φωτοδότης και ζωοδότης… 

Παλαιότερα πίστευαν ότι ο Ήλιος είναι θεός…Οι αρχαίοι Έλληνες τον ταύτιζαν με τον Φοίβο-Απόλλωνα, οι Βαβυλώνιοι με τον Σάμα, οι αρχαίοι Αιγύπτιοι με τον Άμμωνα-Ρα, οι αρχαίοι Πέρσες με τον Μίθρα. Ο θεός Ήλιος των αρχαίων λαών… Στο θεό Ήλιο οι Ρόδιοι είχαν αφιερώσει το κολοσσιαίο του άγαλμα, το γνωστό ως «Κολοσσός της Ρόδου», ένα από τα επτά θαύματα του κόσμου. 

Η ηλιακή ενέργεια… Παρόλο που το 1/3 της ηλιακής ενέργειας που φτάνει στη Γη ανακλάται από τα σύννεφα και από τους ωκεανούς… προσπίπτουσα ακτινοβολία ανακλώμενη ακτινοβολία 

Θερμαίνει το έδαφος, ώστε η θερμοκρασία του να παραμένει σταθερή… θερμοκρασία Η ηλιακή ενέργεια…  14,4 o C

Εξατμίζει το νερό… Η ηλιακή ενέργεια… υδρατμοί 

Η ηλιακή ενέργεια… Δημιουργεί τα σύννεφα και τη βροχή. 

Η ηλιακή ενέργεια… Δημιουργεί τον κύκλο του νερού. σύννεφα βροχή ωκεανός χιόνι τρεχούμενα νερά υπόγεια νερά εξάτμιση 

τεχνητή λίμνη Η ηλιακή ενέργεια… Θερμαίνει τον αέρα, εμφανίζεται ως ενέργεια κίνησης και δημιουργεί τους ανέμους και τα κύματα…  ανεμογεννήτριες

Η ηλιακή ενέργεια… Εμφανίζεται ως χημική ενέργεια αποθηκευμένη στις τροφές, στο ξύλο, στα ορυκτά καύσιμα.  ανθρακωρυχείο εξέδρα άντλησης πετρελαίου

κάτοπτρο δεξαμενή νερού ηλεκτρογεννήτρια  ○ στους ηλιακούς θερμοσίφωνες ○ στους ηλιακούς φούρνους Η ηλιακή ενέργεια… φωταβολταϊκό στοιχείο ηλιακός θερμοσίφωνας για τη θέρμανση του νερού… για την παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος… για τη θέρμανση νερού και την παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος… ○ από τα φυτά… Χρησιμοποιείται απευθείας: ○ στα φωτοβολταϊκά

Στα φύλλα, με την ηλιακή ενέργεια που δεσμεύει η χλωροφύλλη, τα φυτά δημιουργούν με τη διαδικασία της φωτοσύνθεσης τροφή για να αναπτυχθούν… Η ηλιακή ενέργεια στα φυτά…

Με τη φωτοσύνθεση η ηλιακή ενέργεια μετασχηματίζεται στα φυτά σε τροφοενέργεια…φωτοσύνθεση Φωτοσύνθεση και τροφοενέργεια γλυκόζη κυτταρίνη πρωτεΐνες λίπη

…που μέσω των τροφών μεταφέρεται στους ζωικούς οργανισμούς και αποθηκεύεται με τη μορφή λιπών, πρωτεϊνών και υδατανθράκων (ζαχάρων).τροφών Η τροφοενέργεια

Έτσι, τα πράσινα φυτά καταναλώνονται από τα ζώα και από τους ανθρώπους, διασπώνται στον οργανισμό τους προσφέροντάς τους ενέργεια… Η τροφοενέργεια

Η ενέργεια «ρέει», δηλαδή, μεταφέρεται και μετασχηματίζεται μονόδρομα από τον Ήλιο μέσω των φυτών προς τους σαρκοφάγους οργανισμούς… Xωρίς κατά τις μετατροπές αυτές να παρατηρείται δημιουργία ενέργειας. Η ενέργεια στην τροφική αλυσίδα …

Η ηλιακή ενέργεια στα νερά και στον άνεμο… …εμφανίζεται έμμεσα: ○ στον άνεμο ως αιολική ενέργεια. αιολικό πάρκο ανεμογεννήτρια για την παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος… ○ στα νερά ως υδροδυναμική ενέργεια, υδραυλικός τροχός υδροηλεκτρικός σταθμός υδροηλεκτρικός σταθμός παραγωγής ηλ. ρεύματος παλαιότερα κινούσε αλευρόμυλους, πριονιστήρια, υφαντουργεία…  φράγμα

Σε παλαιότερες εποχές η αποσύνθεση φυτικών και ζωικών οργανισμών δημιούργησε τα ορυκτά καύσιμα: γαιάνθρακα, φυσικό αέριο και πετρέλαιο.γαιάνθρακαφυσικό αέριο πετρέλαιο φωτοσύνθεση ορυκτά καύσιμα Η ηλιακή ενέργεια στα καύσιμα…

Παράλληλα, για εκατομμύρια χρόνια το ξύλο των δένδρων χρησιμοποιήθηκε (και χρησιμοποιείται) από τον άνθρωπο ως καύσιμο… Η ηλιακή ενέργεια στα καύσιμα…

Όταν καίμε κάρβουνο ή πετρέλαιο έχουμε μια σειρά ενεργειακών μετατροπών, με αποτέλεσμα την παραγωγή θερμότητας, ενέργειας κίνησης και ηλεκτρικής ενέργειας. ενέργειας κίνησης ηλεκτρικής ενέργειας. Μετατροπές της ηλιακής ενέργειας …

Η ηλεκτρική ενέργεια μεταφέρεται στο σπίτι μας και … σταθμός παραγωγής ΔΕΗ γραμμές μεταφοράς ρεύματος καταναλωτές Ηλεκτρική ενέργεια σπίτι μας …

μίξερ φρυγανιέρα ηλεκτρική κουζίνα πλυντήριο πιάτων ηλεκτρικό ψυγείο φούρνος μικροκυμάτων φωτιστικό …μετατρέπεται σε φως, σε θερμότητα, σε κινητική ενέργεια, σε ηλεκτροχημική ενέργεια… … όταν, για παράδειγμα, φορτίζεται η μπαταρία του κινητού τηλεφώνου. Μετατροπές της ηλεκτρικής ενέργειας… 

Με άλλα λόγια…

Ο Ήλιος είναι πηγή όλης σχεδόν της ενέργειας που χρησιμοποιούμε. ορυκτά καύσιμα φωτοσύνθεση τρόφιμα φωτοσύνθεση άντληση εξόρυξη τροφές

Το ταξίδι της ηλιακής ενέργειας… Γιατί χρειαζόμαστε ενέργεια; Γράψε μια σύντομη αναφορά αιτιολογώντας την άποψή σου. Περίγραψε την ενεργειακή αλυσίδα με την οποία η ηλιακή ακτινοβολία μετασχηματίζεται σε ενέργεια κίνησης στο ηλεκτρικό πλυντήριο που έχουμε στο σπίτι μας. Περίγραψε ποια σχέση συνδέει την υδροδυναμική ενέργεια και τα μαγειρεμένα φρέσκα φασολάκια με την ηλιακή ενέργεια. Γράψε μια σύντομη έκθεση για τη σημασία των φυτών στη διατήρηση της ζωής στον πλανήτη μας. Στην Ιλιάδα ο Ήλιος είναι θεός που «βλέπει και ακούει τα πάντα». Εξέτασε τους λόγους που (πιθανόν) οδήγησαν τον Όμηρο σε αυτό το στίχο σε συνδυασμό με τη λατρεία του θεού- Ηλίου.

τέλος προβολής Alt+F4 αρχή

Υπολογίζεται ότι στον Ήλιο από αντιδράσεις πυρηνικής σύντηξης 657 εκ. τόνοι υδρογόνου (Η) μετατρέπονται σε 653 εκ. τόνους ηλίου (He) σε κάθε δευτερόλεπτο. Η ενέργεια που παράγεται ακτινοβολείται παντού στο Σύμπαν. Πυρηνική σύντηξη + + ήλιο + νετρόνιουδρογόνο + δευτέριο σύντηξη 

Υπολογίζεται ότι στον Ήλιο από αντιδράσεις πυρηνικής σύντηξης 657 εκ. τόνοι υδρογόνου (Η) μετατρέπονται σε 653 εκ. τόνους ηλίου (He) σε κάθε δευτερόλεπτο. Η ενέργεια που παράγεται ακτινοβολείται παντού στο Σύμπαν. Πυρηνική σύντηξη + +

Μέση θερμοκρασία στην επιφάνεια της Γης για τα έτη έτη θερμοκρασία (σε ο C) Πηγή: Goddard Institute for Space Studies θερμότερη ημέρα ψυχρότερη ημέρα 10ετίας 

ηλιακή ακτινοβολία διοξείδιο άνθρακα νερό+ άλατα οξυγόνο Τα φυτά που φωτοσυνθέτουν τρέφονται αποκλειστικά με το διοξείδιο του άνθρακα που παίρνουν από τον ατμοσφαιρικό αέρα και από το νερό, όπως και τα άλατα και τα ιχνοστοιχεία, που αντλούν από το έδαφος με τις ρίζες. Η διαδικασία της φωτοσύνθεσης οφείλεται στη χλωροφύλληδιαδικασία της φωτοσύνθεσης και συμβαίνει μόνο όταν υπάρχει φως. Κατά τη διαδικασία αυτή παράγεται οξυγόνο, που ελευθερώνεται στην ατμόσφαιρα, και συνθέτονται νέες ουσίες, τα ζάχαρα (γλυκόζη). 6CO 2 + 6Η 2 O C 6 H 12 O 6 +6O 2 +ενέργεια διοξείδιο νερό γλυκόζη οξυγόνο άνθρακα ηλιακή ενέργεια χλωροφύλλη Φωτοσύνθεση και τροφοενέργεια 

χλωροφύλλη Η φωτοσύνθεση οξυγόνο γλυκόζη άμυλο, κυτταρίνη νερό διοξείδιο άνθρακα φως από το έδαφος με τις ρίζες αποθηκεύει την ηλιακή ενέργεια και φτιάχνει τροφή από την ατμόσφαιρα με τα στόματα των φύλλων αποθηκεύεται ως τροφή σε άλλα μέρη του φυτού αποδίδεται στην ατμόσφαιρα 

Τροφές και τροφική αλυσίδα ηλιακή ακτινοβολία Σχηματική παράσταση τροφικής αλυσίδας στο οικοσύστημα μιας λίμνης. οικοσύστημα μιας λίμνης  φύκια παραγωγός - αυτότροφος οργανισμός σαλιγκάρια, γαρίδες κ.ά. φυτοφάγα καταναλωτής 1ης τάξης κυπρίνος (γριβάδι) σαρκοφάγο καταναλωτής 2ης τάξης τούρνα σαρκοφάγο καταναλωτής 3ης τάξης αποβολή θερμότητας

βακτήρια σκουλήκι φύλλα φυτοπλαγκτόν γαρίδες σαλιγκάρια έντομα αλκυόνη τούρνα κυπρίνος Τροφική αλυσίδα στο οικοσύστημα μιας λίμνης  Σχηματική παράσταση τροφικής αλυσίδας στο οικοσύστημα μιας λίμνης.

Τροφική αλυσίδα στο οικοσύστημα μιας λίμνης

Ηλεκτρική ενέργεια από υδατόπτωση τεχνητή λίμνη ροή νερού υδροστρόβιλος ηλεκτρογεννήτρια Ένας υδροηλεκτρικός σταθμός χρησιμοποιεί την υδροδυναμική ενέργεια του νερού της τεχνητής λίμνης, για να τη μετατρέψει σε ηλεκτρική ενέργεια.  Στην τεχνητή λίμνη το νερό έχει μόνο δυναμική ενέργεια.  Στη βάση του αγωγού το νερό έχει μόνο κινητική ενέργεια…  Στην ηλεκτρογεννήτρια η (αρχική) δυναμική ενέργεια του νερού έχει μετατραπεί σε ηλεκτρική ενέργεια.  …και κινεί τον υδροστρόβιλο που περιστρέφει την ηλεκτρογεννήτρια. 

Από περίπου 300 εκατ. χρόνια πριν μέχρι πιο πρόσφατα (3 εκατ. χρόνια) δάση από φτέρες και άλλα φυτά καταπλακώθηκαν σε ελώδεις εκτάσεις, όπου αποσυντέθηκαν από τα βακτήρια και μετατράπηκαν σε τύρφη. Οι τυρφώνες κάποια εποχή βυθίστηκαν στο υπέδαφος από σεισμό ή από ηφαιστειακή δραστηριότητα. Οι μεγάλες πιέσεις από τα υπερκείμενα στρώματα τύρφης και πετρωμάτων και η υψηλή θερμοκρασία στο φλοιό της Γης (αυξάνεται κατά 1 ο C κάθε 30 μέτρα βάθους) δημιούργησαν τα κοιτάσματα λιγνίτη και ανθρακίτη. τύρφη ανθρακίτης πίεση θερμοκρασία Προέλευση των κοιτασμάτων άνθρακα Tα κοιτάσματα λιγνίτη και ανθρακίτη σχηματίστηκαν από τα υπολείμματα προϊστορικών φυτών. λιγνίτης πίεση εναποθέσεις τύρφης και καταβύθιση Δάσος φτέρης Έλος 

Πετρέλαιο και φυσικό αέριο Θύλακες πετρελαίου και φυσικού αερίου συνήθως εγκλωβίζονται μεταξύ μη πορωδών πετρωμάτων. ασβεστόλιθος σχιστόλιθος άνθρακας φυσικό αέριο πετρέλαιο νερό και ψαμμίτης Το φυσικό αέριο και το πετρέλαιο διαμορφώθηκαν από τα λείψανα υδρόβιων μονοκύτταρων και πολυκύτταρων οργανισμών, που βυθίστηκαν στα βάθη των θαλασσών και θάφτηκαν από στρώματα της λάσπης από περίπου 500 εκατομμύρια χρόνια πριν. Η πίεση από αυτά τα στρώματα και η θερμότητα του γήινου φλοιού άλλαξαν βαθμιαία τη νεκρή οργανική ύλη σε πετρέλαιο και σε φυσικό αέριο. Το φυσικό αέριο και το πετρέλαιο μπορούν να κινηθούν μέσω των πορωδών βράχων (ψαμμιτών), να εγκλωβιστούν μεταξύ σχιστολιθικών και ασβεστολιθικών πετρωμάτων ή μπορούν ακόμη και να έρθουν στην επιφάνεια.

Προσομοίωση λειτουργίας θερμοηλεκτρικού σταθμού ηλεκτροπαραγωγής. χοάνη άνθρακα ατμόςατμοστρόβιλος συμπυκνωτής κύκλωμα κρύου νερού καυστήρας βραστήρας κρύο νερό από συμπυκνωτή ηλεκτρογεννήτρια Ηλεκτρική ενέργεια από καύση άνθρακα

ατμολέβητας ατμοσύρτης έμβολο έξοδος ατμού βαλβίδα ασφαλείας είσοδος ατμού διωστήρας καπνοδόχος κύλινδρος καυστήρας Διάγραμμα και προσομοίωση ατμομηχανής σιδηροδρόμου. Ατμομηχανή και ατμοκίνηση  Με την καύση του άνθρακα στον καυστήρα βράζει το νερό στον ατμολέβητα. Η ενέργεια του ατμού που παράγεται κινεί το έμβολο και η κίνηση του εμβόλου κινεί τους τροχούς.

Κατά την καύση του πετρελαίου στον κινητήρα της πετρελαιομηχανής, η ενέργεια των θερμών καυσαερίων κινεί το έμβολο μέσα στον κύλινδρο και η κίνηση του εμβόλου κινεί τους τροχούς του οχήματος. Η πετρελαιομηχανή εισαγωγή μίγματος πετρελαίου- αέρα στρόφαλος διωστήρας εξαγωγή καυσαερίων βαλβίδα εξαγωγής βαλβίδα εισαγωγής κύλινδρος έμβολο Προσομοίωση λειτουργίας πετρελαιομηχανής.

ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΕΣ Χημική ενέργεια ορυκτά καύσιμα Ενέργεια βιομάζας χλωρο- φύλλη Φωτοβολ- ταϊκή Υδραυλική ενέργεια νερό Αιολική ενέργεια άνεμος υδροστρόβιλος ανεμόμυλος ανεμογεννήτρια ατμοστρόβιλος ηλεκτρογεννήτρια κινητήρας

- Η ενέργεια είναι άμεσα συνδεδεμένη με την πρόοδο της ανθρωπότητας. - Τα επίπεδα ζωής, υγείας, παιδείας συσχετίζονται με τα επίπεδα της καταναλισκόμενης ενέργειας. - Η κατά κεφαλή κατανάλωση ενέργειας στο διάστημα από 1 εκατομμύρια χρόνια πριν μέχρι σήμερα αυξήθηκε κατά 1000 φορές, από 10 ΜJ την ημέρα σε ΜJ/ημέρα. Η κατανάλωση αυτή αντιστοιχεί σε μία μέση συνεχή ισχύ 10,4 kW (όση περίπου ισχύ έχουν 10 αναμμένοι ηλεκτρικοί λαμπτήρες των 100 W έκαστος) ή σε καύση 32 kg άνθρακα την ημέρα. 1 ΜJ = joules ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΕΣ π.Χ. Χρόνος πριν το 2000 (σε έτη) Μέση κατά κεφαλή κατανάλωση ενέργειας Ενέργεια ανά ημέρα (σε ΜJ/ημέρα)

Δες περισσότερα στο κεφάλαιο: Θερμότητα>Βρασμός>Διαθεματικά>Ατμομηχανή και ατμοκίνηση Θερμότητα>Βρασμός> Παραδείγματα>Υδρατμοί και ατμοκίνηση Θερμότητα>Διάδοση με ακτινοβολία>Διαθεματικά>Φαινόμενο θερμοκηπίου Άλλες αναφορές: Στο σχολικό βιβλίο σου Φυσικής, στο κεφάλαιο της Ενέργειας… Στο σχολικό βιβλίο σου Βιολογίας, στο κεφάλαιο της Φωτοσύνθεσης… J. Challoner, Ενέργεια, σειρά Ανακαλύπτω την Επιστήμη, εκδ. Ερευνητές, 1992, σελ. 6-21,28-37, Μ. Ουίλσον, Ενέργεια, Επιστημονική βιβλιοθήκη Life, εκδ. Λύκειος Απόλλων, σελ. 8-49, Εγκυκλοπαίδεια Πάπυρος- Λαρούς- Μπριτάννικα, Εκδοτικός Οργανισμός Πάπυρος, Αθήνα: σχετικά λήμματα Στο διαδίκτυο: activities/energy_use.htm ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΕΣ