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.