Το ταξίδι της ενέργειας

1. Το ταξίδι της ενέργειας από τον Ήλιο στο σπίτι μας

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

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

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

5. Στο θεόΉλιο οι Ρόδιοι είχαν αφιερώσει το κολοσσιαίο του άγαλμα, το γνωστό ως «Κολοσσός της Ρόδου», ένα από τα επτά θαύματα του κόσμου. Ο θεός Ήλιος των αρχαίων λαών… 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. 

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

7. 14,4oC Η ηλιακή ενέργεια… Θερμαίνει το έδαφος, ώστεη θερμοκρασία του να παραμένει σταθερή… 

8. υδρατμοί υδρατμοί Η ηλιακή ενέργεια… Εξατμίζει το νερό… 

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

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

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

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

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

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

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

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

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

18. Η ενέργεια στην τροφική αλυσίδα … 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.

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

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

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

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

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

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

25. Με άλλα λόγια…

26. ηλεκτρισμός θερμότητα κίνηση τροφοενέργεια ηλιακή ενέργεια άντληση εξόρυξη τρόφιμα ορυκτά καύσιμα τροφές τροφοενέργεια φωτοσύνθεση φωτοσύνθεση τροφοενέργεια Ο Ήλιος είναι πηγή όλης σχεδόν της ενέργειας που χρησιμοποιούμε.

27. Το ταξίδι της ηλιακής ενέργειας… 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. Γιατί χρειαζόμαστε ενέργεια; Γράψε μια σύντομη αναφορά αιτιολογώντας την άποψή σου. 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.

28. τέλος προβολής Alt+F4 αρχή

29. Πυρηνική σύντηξη + + σύντηξη υδρογόνο + δευτέριο ήλιο + νετρόνιο 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. 

30. + + Πυρηνική 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.

31. θερμότερη ημέρα θερμοκρασία (σε οC) ψυχρότερη ημέρα 10ετίας Πηγή: Goddard Institute for Space Studies έτη Μέση θερμοκρασία στην επιφάνεια της Γης για τα έτη 1950-2000 

32. διοξείδιο άνθρακα οξυγόνο ηλιακή ακτινοβολία 6CO2+ 6Η2OC6H12O6+6O2+ενέργεια διοξείδιονερό γλυκόζηοξυγόνο άνθρακα ηλιακή ενέργεια χλωροφύλλη νερό+ άλατα Φωτοσύνθεση και τροφοενέργεια 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 χλωροφύλλη και συμβαίνει μόνο όταν υπάρχει φως. Κατά τη διαδικασία αυτή παράγεται οξυγόνο, που ελευθερώνεται στην ατμόσφαιρα, και συνθέτονται νέες ουσίες, τα ζάχαρα (γλυκόζη). 

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

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

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

36. Τροφική αλυσίδα στο οικοσύστημα μιας λίμνης

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

38. εναποθέσεις τύρφης και καταβύθιση τύρφη πίεση πίεση Έλος λιγνίτης ανθρακίτης πίεση Δάσος φτέρης θερμοκρασία Προέλευση των κοιτασμάτων άνθρακα 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 1οC κάθε 30 μέτραβάθους) δημιούργησαν τα κοιτάσματα λιγνίτη και ανθρακίτη. Tα κοιτάσματα λιγνίτη και ανθρακίτησχηματίστηκαν από τα υπολείμματα προϊστορικών φυτών. 

39. ασβεστόλιθος άνθρακας σχιστόλιθος φυσικό αέριο πετρέλαιο σχιστόλιθος νερό και ψαμμίτης σχιστόλιθος Πετρέλαιο και φυσικό αέριο 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. Θύλακες πετρελαίου και φυσικού αερίου συνήθως εγκλωβίζονται μεταξύ μη πορωδών πετρωμάτων.

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

41. βαλβίδα ασφαλείας καπνοδόχος ατμολέβητας ατμοσύρτης είσοδος ατμού καυστήρας έξοδος ατμού κύλινδρος έμβολο διωστήρας 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. Διάγραμμα και προσομοίωση ατμομηχανής σιδηροδρόμου. 

42. βαλβίδα εισαγωγής βαλβίδα εξαγωγής εισαγωγή μίγματος πετρελαίου- αέρα εξαγωγή καυσαερίων έμβολο κύλινδρος διωστήρας στρόφαλος Η πετρελαιομηχανή 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. Προσομοίωση λειτουργίας πετρελαιομηχανής.

43. Ηλιακή ενέργεια άνεμος νερό χλωρο-φύλλη Αιολική ενέργεια Φωτοβολ-ταϊκή ορυκτά καύσιμα Υδραυλική ενέργεια Ενέργεια βιομάζας ανεμόμυλος Χημική ενέργεια υδροστρόβιλος ατμοστρόβιλος ηλεκτρογεννήτρια ανεμογεννήτρια κινητήρας Θερμότητα Ηλεκτρική ενέργεια Κινητική ενέργεια ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΕΣ

44. Μέση κατά κεφαλή κατανάλωση ενέργειας Ενέργεια ανά ημέρα (σε ΜJ/ημέρα) π.Χ. π.Χ. π.Χ. Χρόνος πριν το 2000 (σε έτη) ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΕΣ • - 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 10 000 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 = 1 000 000 joules

45. ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΕΣ 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, 48-61 Μ. Ουίλσον, Ενέργεια, Επιστημονική βιβλιοθήκη Life, εκδ. Λύκειος Απόλλων, σελ. 8-49, 102-115 Εγκυκλοπαίδεια Πάπυρος- Λαρούς- Μπριτάννικα, Εκδοτικός Οργανισμός Πάπυρος, Αθήνα: σχετικά λήμματα Στο διαδίκτυο: http://www.cres.gr/kape/kidsol/sun/main.htm http://kpe-kastor.kas.sch.gr/energy1/humanactivities/energy_use.htm http://www.geocities.com/grphysics/news/scnews145.html http://www.greekastronomy.gr/solarsystem/sol_sun.htm