Наръчник за енергията на Земята - Джошуа М. Снайдеман

Гледайте пълния урок: http://ed.ted.com/lessons/a-guide-to-the-energy-of-the-earth-joshua-m-sneideman

Енергията не се създава или унищожава - и все пак глобалното ѝ търсене продължава да се увеличава. Но от къде идва енергията и къде отива? Джошуа М. Снайдеман изследва многото начини, по които енергията се движи на нашата планета, от слънцето до хранителната ни верига, до електричеството и отвъд.

Урок на Джошуа М. Снайдеман, анимация на Марк Кристофоридис.

Енергията е навсякъде около нас,

физическо количество, което следва
определени природни закони.

Нашата вселена има ограничено
количество от нея;

тя не се създава и не се унищожава

но може да приема различни форми,

като кинетична или потенциална енергия,

с различни качества и формули,
които да се запомнят.

Например,

6-ватовата крушка на настолна
LED лампа

отдава 6 джаула енергия в секунда.

Но нека отскочим в космоса,

за да погледнем нашата планета, нейните
системи и енергийния ѝ поток.

Физическите системи на Земята включват

атмосферата,

хидросферата,

литосферата

и биосферата.

Енергията се движи вътре и вън от
тези системи

и при енергиен трансфер помежду им,

част се изгубва в околната среда,

като топлина, светлина, звук, вибрация
или движение.

Енергията на нашата планета идва от

вътрешни и външни източници;

геотермалната енергия от
радиоактивни изотопи

и ротационната енергия от въртенето
на Земята

са вътрешни източници на енергия,

докато Слънцето е основния външен източник,

движещ определени системи,

като времето и климата.

Слънчевата светлина затопля
повърхността и атмосферата

в различни количества

и това води до конвекция,

създавайки ветрове и влияейки
на океанските течения.

Инфрачервеното излъчване, излъчващо се

от затоплената повърхност на Земята,

се задържа от парниковите газове

и допълнително влияе на
потока на енергия.

Слънцето също е основен
източник на енергия

за организмите.

Растения, водорасли и цианобактерии

използват слънчевата светлина,
за да произведат органична материя

от въглероден диоксид и вода,

захранвайки хранителните вериги
на биосферата.

Ние отделяме енергията от храната,

използвайки химични реакции

като изгаряне и дишане.

На всяко ниво от хранителната верига

се съхранява някаква енергия

в новосъздадени химични структури,

но повече се изгубва в околната среда

като топлина, като например
топлината на тялото ви,

отделена при храносмилането.

След като растенията се изяждат
от първичните консуматори,

само около 10% от общата
им енергия

се изпраща към следващото ниво.

Тъй като енергията може да се движи
само в една посока

в хранителната верига,

от производителите към консуматорите
и разлагащите агенти,

организъм, който се намира по-долу
в хранителната верига,

е по-ефективен от някой по-нагоре.

Изяждането на производители
е най-ефективното ниво,

на което животното може
да получи енергията си,

но без продължителен принос
на енергия

към тези производители,

най-вече от слънчева светлина,

животът на Земята такъв,
какъвто го познаваме,

ще спре да съществува.

Ние, хората, разбира се,
изразходваме нашата енергия,

вършейки много неща,
различни от хранене.

Ние пътуваме, строим, зареждаме
различни видове технологии.

За да направим това,

използваме източници като
фосилни горива:

въглища, нефт и природен газ,

които съдържат енергия,

която растенията са уловили
от светлината

преди много време

и са я съхранили под
формата на въглерод.

Когато горим фосилни горива
в електроцентралите,

ние освобождаваме тази
съхранена енергия,

за да генерираме електричество.

За да генерираме електричество,

топлината от изгарянето на
фосилните горива

се използва за захранване
на турбини,

които въртят магнити,

които, от своя страна, създават
промени в магнитните полета,

по отношение на бобина,

индуцирайки електроните към
движение по жиците.

Съвременната цивилизация зависи
от способността ни

да успяваме да захраним този
поток на електрони.

За щастие, не сме ограничени

до изгарянето не невъзобновими
фосилни горива,

за да генерираме електричество.

Електроните могат също така
да бъдат индуцирани към движение

чрез директно взаимодействие
със светлинни частици,

което е начина на действие
на соларната клетка.

Други възобновими източници
на енергия,

като вятъра, водата, геотермалите
и биогоривата,

също така могат да бъдат използвани
за генериране на електричество.

Глобалното търсене на електричество
се увеличава,

но планетата ни има ограничени
енергийни ресурси,

до които има достъп чрез сложна
енергийна инфраструктура.

С увеличението на населението

заедно с нивата на индустриализация
и развитие,

нашите енергийни решения стават
все по-важни и по-важни.

Достъпът до енергия

влияе върху здравето, образованието,
политическата власт и социоикономическия статус.

Ако подобрим нашата
енергийна ефективност,

ще можем да използваме природните
ресурси по-отговорно

и ще подобрим качеството на живот
за всички.