Enerģija ir mums visapkārt,
tas ir fizisks lielums, kas pakļaujas precīziem dabas likumiem.
Visumā ir noteikts enerģijas daudzums —
to nevar nedz radīt, ne iznīcināt,
taču tā var pieņemt dažādas formas,
piemēram, kļūstot par kinētisko vai potenciālo enerģiju,
kurām ir dažādas īpašības un formulas, kas jāiegaumē.
Piemēram,
LED galda lampas 6 vatu spuldzīte
pārvada 6 džoulus gaismas enerģijas sekundē.
Bet dosimies ārā, izplatījumā,
un apskatīsim mūsu zemeslodi, tās sistēmas un enerģijas plūsmas.
Zemes fiziskās sistēmas ir
atmosfēra,
hidrosfēra,
litosfēra
un biosfēra.
Enerģija ceļo iekšā un ārā no šīm sistēmām,
un jebkuras enerģijas pārneses laikā
daļa no tās izdalās apkārtējā vidē
siltuma, gaismas, skaņas, svārstību vai kustību formā.
Mūsu planēta iegūst enerģiju
no iekšējiem un ārējiem avotiem.
Ģeotermālā enerģija no radioaktīvajiem izotopiem
un rotācijas enerģija, kas rodas no Zemes griešanās,
ir iekšējie enerģijas avoti,
bet Saule ir galvenais ārējais avots,
kas darbina noteiktas sistēmas,
piemēram, laikapstākļus un klimatu.
Saules gaisma sasilda Zemes virsmu un atmosfēru
vietām vairāk, vietām mazāk,
un tādējādi rodas konvekcija,
kas rada vējus un ietekmē okeāna straumes.
Infrasarkano starojumu,
ko izstaro sasilusī Zemes virsma,
aiztur siltumnīcefekta gāzes,
un arī tas ietekmē enerģijas plūsmu.
Saule ir arī dzīvo organismu galvenais enerģijas avots.
Augi, aļģes un zilaļģes
izmanto Saules gaismu, lai ražotu organiskās vielas
no oglekļa dioksīda un ūdens,
apgādājot ar enerģiju biosfēras barības ķēdes.
Mēs atbrīvojam šo enerģiju,
ķīmisku reakciju,
piemēram, vielmaiņas un elpošanas laikā.
Ikvienā barības ķēdes posmā
daļa enerģijas tiek uzglabāta
jaunizveidotos ķīmiskos savienojumos,
taču lielākā daļa izdalās apkārtējā vidē
kā siltums, ko, piemēram,
pārstrādājot ēdienu, izdala tavs ķermenis.
Primārajiem patērētājiem apēdot augus,
tikai aptuveni 10% kopējās enerģijas
nokļūst nākamajā līmenī.
Tā kā barības ķēdē enerģija plūst tikai vienā virzienā
no producentiem pie patērētājiem un tālāk pie destruktoriem,
organismi barības ķēdēs sākumā
ir efektīvāki nekā augstākesošie.
Tāpēc, ēdot producentus,
dzīvnieki iegūst enerģiju visefektīvāk.
Ja šie producenti
nepārtraukti nesaņemtu enerģiju
galvenokārt no Saules,
dzīvība, kādu to pazīstam, uz Zemes
nepastāvētu.
Mēs, cilvēki, protams, izmantojam enerģiju
ne tikai ēšanai, bet arī daudz kam citam.
Mēs ceļojam, būvējām, apgādājam ar enerģiju dažādas tehnoloģijas.
Lai to paveiktu,
mēs izmantojam, piemēram, degizrakteņus —
ogles, naftu un dabas gāzi,
kas satur enerģiju,
ko augi ļoti sen ieguvuši no Saules gaismas.
un uzglabājuši oglekļa formā.
Spēkstacijās dedzinot fosilos kurināmos,
mēs atbrīvojam šo uzkrāto enerģiju,
lai ražotu elektrību.
Elektrības ražošanā
siltumenerģiju, ko iegūst no degizrakteņiem,
izmanto, lai darbinātu turbīnas,
kas griež magnētus,
kuri savukārt rada izmaiņas magnētiskajā laukā
attiecībā pret induktivitātes spoli,
radot elektronu plūsmu vados.
Mūsdienu civilizācija ir atkarīga no mūsu spējas
piegādāt eneģiju šai elektronu plūsmai.
Par laimi fosilo kurināmo dedzināšana nav vienīgais veids,
kā ražot elektrību.
Elektronu plūsmu stimulē
arī tiešs kontakts ar gaismas daļiņām —
šādi darbojas saules baterija.
Arī citus atjaunīgos enerģijas avotus,
piemēram, vēju, ūdeni, Zemes siltumenerģiju un biodegvielu,
var izmantot elektrības ražošanai.
Pieprasījums pēc enerģijas pasaulē pieaug,
taču mūsu zemeslodes energoresursi ir ierobežoti
un iegūstami, izmantojot kompleksu energoinfrastruktūru.
Pieaugot iedzīvotāju skaitam,
industrializācijai un attīstības līmenim,
mūsu enerģijas izvēles kļūst arvien svarīgākas.
Enerģijas pieejamība
ietekmē veselību, izglītību, politisko varu
un sociālekonomisko stāvokli.
Palielinot energoefektivitāti,
mēs varam atbildīgāk izmantot dabas resursus
un uzlabot ikviena cilvēka dzīves kvalitāti.