Energia jest wszędzie.
To wielkość fizyczna, która działa
zgodnie z prawami natury.
Nasz wszechświat posiada
ograniczoną ilość energii.
Nie jest ona ani tworzona ani niszczona
ale może przybierać różne formy,
takie jak energia kinetyczna
albo potencjalna,
wraz z różnymi cechami
i wzorami do zapamiętania.
Na przykład,
6-watowa żarówka diodowej lampki
przenosi 6 dżuli
energii świetlnej na sekundę.
Wróćmy jednak do kosmosu,
żeby spojrzeć na naszą planetę,
jej systemy oraz przepływ energii.
Układ fizyczny ziemi obejmuje
atmosferę,
hydrosferę,
litosferę
oraz biosferę.
Ich energia wpływa i wypływa,
a podczas każdej wymiany
energii między systemami
jej część rozprosza się w otoczeniu
w postaci ciepła, światła,
dźwięku, wibracji i ruchu.
Energia naszej planety pochodzi
z wewnętrznych i zewnętrznych źródeł.
Energia geotermalna powstająca
z izotopów promieniotwórczych
oraz energia kinetyczna powstająca
z ruchu obrotowego ziemi
są wewnętrznymi źródłami energii,
podczas gdy słońce jest
głównym zewnętrznym źródłem
napędzającym pewne systemy,
takie jak pogoda i klimat.
Słońce ogrzewa powierzchnię oraz atmosferę
w różnym stopniu,
co powoduje konwekcję, tworząc wiatry
i wpływając na prądy oceaniczne.
Promieniowanie podczerwone emitowane
z ogrzanej powierzchni Ziemi
zatrzymywane jest przez gazy cieplarniane
i w efekcie wpływa na przepływ energii.
Słońce jest też głównym źródłem energii
dla organizmów.
Rośliny, wodorosty i sinice
dzięki słońcu stworzą materię organiczną
z dwutlenku węgla i wody,
która napędza łańcuchy pokarmowe biosfery.
Tę wartość energetyczną uwalniamy,
używając reakcji chemicznych,
takich jak spalanie i oddychanie.
Na każdym poziomie łańcucha pokarmowego
część energii przechowywana jest
w nowo powstałej strukturze chemicznej.
Jednak większość energii
pozostaje w otoczeniu.
Tak jak ciepło, na przykład ciepłota ciała
wydzielana podczas procesu trawienia.
Z roślin zjedzonych przez konsumentów
z pierwszego poziomu
tylko około 10% całkowitej energii
przechodzi do następnego poziomu.
Ponieważ energia przepływa
tylko w jednym kierunku
w łańcuchu pokarmowym,
od producentów
przez konsumentów do destruentów,
organizm znajdujący się niżej w łańcuchu
jest bardziej wydajny niż ten
z wyższego poziomu.
Poziom konsumentów jest
najbardziej wydajnym poziomem,
na którym zwierzęta pozyskują energię,
jednak bez ciągłego wkładu energii
dla producentów,
głównie ze światła słonecznego,
obecne życie na Ziemi
przestałoby istnieć.
Ludzie wykorzystują energię
do różnych rzeczy poza jedzeniem.
Podróżujemy, budujemy, napędzamy technikę.
Do tego wszystkiego
używamy źródeł takich jak paliwa kopalne:
węgiel, ropa naftowa, gaz ziemny,
które zawierają energię
dawno pobraną przez rośliny
ze światła słonecznego
i przechowywaną w formie węgla.
Kiedy paliwa kopalne
spalane są w elektrowniach,
przechowywana energia zostaje uwolniona
w celu wytworzenia elektryczności.
Aby wytworzyć elektryczność,
ciepło ze spalanych paliw kopalnych
wykorzystywane jest do zasilania turbin
obracających magnesy,
które z kolei tworzą
zmiany pola magnetycznego
względem uzwojenia,
zmuszając elektrony
do ruchu w przewodzie.
Współczesna cywilizacja
zależy od naszej zdolności
do utrzymywania przepływu
energii w elektronach.
Na szczęście nie musimy się ograniczać
do spalania
nieodnawialnych paliw kopalnych,
żeby produkować energię.
Elektrony można też zmuszać do ruchu
przez bezpośredni kontakt
z cząstkami światła,
tak jak w przypadku ogniwa słonecznego.
Inne nieodnawialne źródła energii,
takie jak: wiatr, woda,
energia geotermalna i biopaliwa,
też mogą być używane
do wytwarzania elektryczności.
Światowe zapotrzebowanie
na energię wzrasta,
jednak Ziemia ma
ograniczone źródła energii,
z których korzystamy
przez złożoną sieć energetyczną.
Wraz ze wzrostem populacji
rośnie prędkość
industrializacji i rozwoju,
a decyzje dotyczące energii
stają się coraz ważniejsze.
Dostęp do energii wpływa na zdrowie,
edukację, moc polityczną
i status socjoekonomiczny.
Jeśli poprawimy wydajność
zużycia naszej energii,
będziemy korzystać z zasobów
naturalnych z większą dbałością
i poprawimy jakość życia wszystkich ludzi.