Каждое поколение должно ответить на вопрос, как обеспечить себе стабильное и экономически оправданное снабжение энергией как основу устойчивого развития цивилизации.
На сегодня основные проблемы энергетики связаны с возрастающим ростом народонаселения Земли, дефицитом энергии и ограниченностью топливных ресурсов, увеличивающимся загрязнением окружающей среды.
Современное энергоснабжение более чем на 80 % базируется на невозобновляемых источниках энергии.
Сейчас на планете живет приблизительно 6 миллиардов 558 миллионов людей. Население мира каждый год возрастает на 80 миллионов человек. По прогнозам специалистов, если такая тенденция сохранится, то количество жителей Земли в 2010 г. достигнет 9 миллиардов 200 миллионов человек. Причем основной рост населения будет в наименее развитых регионах.
При среднедушевом потреблении в 2001 г. ~ 1600 кг нефтяного эквивалента, в развитых странах оно составляет 5400 кг, в то время как в странах с низкими доходами (в них проживает 40 % населения Земли) этот показатель равен 500 кг.
Таким образом, энергопотребление в странах с низким уровнем развития будет расти опережающими темпами.
Приведем результаты анализа запасов ископаемых видов топлива.
В таблице 1 приводятся данные о мировых запасах нефти.
Количество теплоты выделившееся от спирали чайника будет равно работе тока, A=P*t, где P=U^2/R мощность тока, при условии, что кпд чайника 70% работа будет равна A=0.7*P*t, эта работа пойдет на нагревание воды Q=c*m*dt, где dt - изменение температуры,примем плотность воды 1000 кг/м^3, тогда масса будет 2 кг.
0.7*U^2*t/R=c*m*dt. подставляем численные значения:
0.7*220*220*30/110=4200*2*dt
отсюда dt=1,1 градус Цельсия
PV=m/MRT
pVM=mRT
m=pVM/RT
m=2*10⁵*2*10⁻³*28*10⁻³/(8,31*300)=4,49*10⁻³кг=4,49г
Данные: m1 (масса болта) = 0,3 кг; m2 (масса сосуда) = 0,2 кг; m3 (масса воды) = 1,2 кг; t1 (нач. температура сосуда и воды) = 15 ºС; tу (установившаяся температура) = 32 С.
Постоянные: C1 (теплоемкость стали) = 500 Дж/(кг*К); С2 (теплоемкость меди) = 400 Дж/(кг*К); С3 (теплоемкость воды) = 4200 Дж/(кг*К).
Решение: C1 * m1 * (t2 - tу) = (С2 * m2 + C3 * m3) * (tу - t1).
t2 = (С2 * m2 + C3 * m3) * (tу - t1) / (C1 * m1) + t2.
t2 = (400 * 0,2 + 4200 * 1,2) * (32 - 15) / (500 * 0,3) + 32 = 612,27 ºС.