bj
    >> Φυσικές Επιστήμες >  >> η φυσικη

Σχετικά με τους τέσσερις τύπους ορυκτών καυσίμων

Με τον 21ο αιώνα να μπαίνει στην τρίτη δεκαετία, λίγοι όροι στην καθημερινή αγγλική γλώσσα είναι πιο επιβαρυμένοι ή αμφιλεγόμενοι από τα ορυκτά καύσιμα .

Μόνο οι ΗΠΑ καταναλώνουν περίπου ένα εκατομμύριο kilojoules (kJ) ενέργειας ανά άτομο την ημέρα. Προκειμένου ο κόσμος να ανταποκριθεί στις ενεργειακές απαιτήσεις που είναι εγγενείς σε έναν παγκόσμιο πολιτισμό που εξαρτάται από γαλαξιακές ποσότητες καυσίμου για τις μεταφορές, την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, την οικιακή και εμπορική χρήση και τις βιομηχανικές εφαρμογές, απαιτείται μια αντίστοιχα πλούσια πηγή ενέργειας.

Από το 2019, τα ορυκτά καύσιμα – πετρέλαιο , κάρβουνο και φυσικό αέριο , με την παραγωγή ενός τέταρτου τύπου να έχει σταματήσει το 2006 – παρείχε το μεγαλύτερο μέρος αυτής της ενέργειας. Παρά τις διαμάχες σχετικά με τον αντίκτυπό τους και την έντονη προσπάθεια ανάπτυξης εναλλακτικών λύσεων αντί των ορυκτών καυσίμων (δηλαδή «καθαρή» ενέργεια, μεγάλο μέρος της με τη μορφή «ανανεώσιμων πηγών ενέργειας»), αυτά τα καύσιμα άλλαξαν τον κόσμο σχεδόν εν μία νυκτί και παραμένουν απαραίτητα σήμερα, όσο δυσάρεστα .

Σχετικά με το όνομα "Fossil Fuel"

Όλα τα υπάρχοντα ορυκτά καύσιμα παρήχθησαν για μεγάλο χρονικό διάστημα από υπολείμματα φυτών και ζώων που έζησαν πριν από εκατομμύρια χρόνια. Η αργή μετατροπή αυτού του βαρέως άνθρακα υλικού σε διάφορους υδρογονάνθρακες ενώσεις είχαν ως αποτέλεσμα τη δημιουργία άφθονων, πολύ εύφλεκτων καυσίμων.

Αλλά το να ονομάζουμε αυτά τα καύσιμα προϊόντα απολιθωμάτων είναι εσφαλμένο. Τα απολιθώματα – τα οποία αντιπροσωπεύουν τις εντυπώσεις παλαιών μορφών ζωής, όχι τα υπολείμματά τους – είναι επίσης εξαιρετικά παλιά, αλλά αυτό είναι περίπου το μόνο κοινό που έχουν με τα ορυκτά καύσιμα. Ωστόσο, η υποκείμενη έννοια ότι αυτά τα καύσιμα μπορεί να είναι κατά κάποιο τρόπο πολύτιμα, βρίσκεται στον στόχο.

Επισκόπηση των τεσσάρων ορυκτών καυσίμων

Οι τέσσερις τύποι ορυκτών καυσίμων είναι το πετρέλαιο, ο άνθρακας, το φυσικό αέριο και το Orimulsion (με κεφαλαία επειδή είναι ιδιόκτητο ή εμπορικό όνομα). Έχουν μια σειρά από σημαντικές φυσικές, χημικές και άλλες κοινές ιδιότητες, αλλά ίσως το πιο κρίσιμο γεγονός για τα ορυκτά καύσιμα είναι ότι δεν είναι ανανεώσιμα . Μόλις εξαντληθούν, αυτό είναι? Πρέπει να περάσουν πολλά εκατομμύρια χρόνια για να μπορέσουν να γίνουν ξανά ακόμη και μικρά ποσά, υποθέτοντας ότι οι ίδιες διεργασίες θα συμβούν ποτέ στην ίδια κλίμακα.

Επίσης, τα ορυκτά καύσιμα στη φυσική τους μορφή αποθηκεύουν τεράστιες ποσότητες άνθρακα, αποτρέποντας τη διαρροή του στην ατμόσφαιρα. Η καύση τους, ωστόσο, «ξεκλειδώνει» τον άνθρακα και τον επιστρέφει στην ατμόσφαιρα με ταχύτερους ρυθμούς από ό,τι ακόμη και χωρίς την ανθρώπινη βιομηχανία στο μείγμα. Η καύση ορυκτών καυσίμων παίζει καθιερωμένο ρόλο στην ανθρωπογόνο υπερθέρμανση του πλανήτη (AGW) που βρίσκεται σε εξέλιξη εδώ και δεκαετίες και ήδη καταστρέφει τα οικοσυστήματα σε όλο τον πλανήτη.

Πετρέλαιο

Το 2017, το πετρέλαιο – με άλλα λόγια, το αργό πετρέλαιο και οι ουσίες γνωστές ως «υγρά φυτών φυσικού αερίου» – αντιπροσώπευαν το 28 τοις εκατό της αμερικανικής παραγωγής πρωτογενούς ενέργειας. Οι ΗΠΑ, αν και ίσως θεωρούνται από πολλούς από τους πολίτες τους ως χώρα που εισάγει κυρίως πετρέλαιο, είναι στην πραγματικότητα μεταξύ των κορυφαίων παραγωγών πετρελαίου στον κόσμο. Χάρη στη φήμη ορισμένων χωρών της Μέσης Ανατολής ότι ελέγχουν αποτελεσματικά το μεγαλύτερο μέρος της παγκόσμιας παραγωγής πετρελαίου και στην αναμφισβήτητα υψηλή κατανάλωση πετρελαίου στις ΗΠΑ, αυτό το γεγονός συχνά συγκαλύπτεται.

Γιατί το πετρελαϊκό προϊόν βενζίνη είναι σχετικά φορητό σε σύγκριση με τον άνθρακα, το μεγαλύτερο μέρος της παραγωγής και χρήσης πετρελαίου είναι στον τομέα των μεταφορών. Στην πραγματικότητα, 71 τοις εκατό της ενέργειας που χρησιμοποιείται στον τομέα των μεταφορών των ΗΠΑ παρέχεται από πετρέλαιο , το οποίο ουσιαστικά δεν παίζει κανένα ρόλο στην παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας.

  • Το 2018, πάνω από το ήμισυ του παραγόμενου πετρελαίου στις ΗΠΑ προερχόταν μόνο από δύο πολιτείες:το Τέξας και τη Βόρεια Ντακότα.

Άνθρακας

Ο άνθρακας παρείχε περίπου το 18 τοις εκατό των ενεργειακών αναγκών των ΗΠΑ το 2017. Η συνολική ποσότητα που παρήχθη ήταν 775 εκατομμύρια τόνοι μικρού μήκους και αυτός ο άνθρακας προερχόταν από συνολικά 24 πολιτείες των ΗΠΑ. Το Ουαϊόμινγκ συνεισέφερε μακράν το μεγαλύτερο μερίδιο με 41 τοις εκατό, με τη Δυτική Βιρτζίνια να είναι δεύτερη με 12 τοις εκατό. Μια δεκαετία νωρίτερα, η συμβολή του άνθρακα στην αμερικανική παραγωγή ενέργειας ήταν ελαφρώς χαμηλότερη από αυτή του φυσικού αερίου, 23% έως 22%.

Η συμπαγής φύση του άνθρακα τον καθιστά ιδανικό για διατήρηση σε ένα μέρος για παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, και αυτός ήταν ο συντριπτικός ρόλος του στο ενεργειακό παιχνίδι όλα αυτά τα χρόνια. Η παραγωγή άνθρακα το 2017 ήταν περίπου η ίδια με το 1979, αλλά ο πληθυσμός των ΗΠΑ αυξήθηκε επίσης κατά περίπου 100 εκατομμύρια ανθρώπους εκείνη την περίοδο. Καθώς η παραγωγή άνθρακα για ηλεκτρική ενέργεια έχει μειωθεί υπέρ άλλων πηγών, ο συνολικός ρόλος του άνθρακα στην οικονομία καυσίμου έχει μειωθεί.

Ο άνθρακας είναι περίπου 70 έως 90 τοις εκατό άνθρακα κατά μάζα. Υπάρχουν τέσσερις υποτύποι, όλοι με διαφορετικές ιδιότητες όσον αφορά την ποσότητα ενέργειας που απελευθερώνεται από το σπάσιμο των δεσμών άνθρακα κατά την καύση του άνθρακα.

Φυσικό Αέριο

Το φυσικό αέριο αντιπροσώπευε το 32% του αμερικανικού ενεργειακού μεριδίου το 2017 και η συνολική παραγωγή ήταν η δεύτερη υψηλότερη ποτέ. Στην πραγματικότητα, ξεκινώντας περίπου το 2005, το φυσικό αέριο έγινε πιο προσιτό σε μεγάλο μέρος των Ηνωμένων Πολιτειών χάρη στην αυξημένη χρήση οριζόντιων γεωτρήσεων και της τεχνικής διέγερσης που είναι γνωστή ως υδραυλική ρωγμή ("fracking").

Η άνοδος του fracking στις αρχές του 21ου αιώνα –μια πρακτική αμφιλεγόμενη επειδή καταναλώνει τεράστιες ποσότητες νερού, διαταράσσει πάντα το τοπικό περιβάλλον και μπορεί ακόμη και να προκαλέσει μικρούς σεισμούς– συνδέεται με την απόφαση μιας εταιρείας πετρελαίου του Τέξας. να προσπαθήσει να εξάγει φυσικό αέριο από ένα είδος πετρώματος που ονομάζεται σχιστόλιθος, που είναι άφθονο σε αυτό το μέρος της χώρας. Η εμπορική επιτυχία της τεχνικής οδήγησε στην υιοθέτησή της από άλλες εταιρείες σε άλλες περιοχές όπου βρίσκεται σχιστόλιθος.

  • Το φυσικό αέριο θεωρείται καθαρό σε σύγκριση με άλλα ορυκτά καύσιμα. είναι να το βγάλει από το έδαφος που είναι η πιο προβληματική πτυχή της παραγωγής του.

Orimulsion:A Flash in the Energy Pan

Στις ακτές της Βενεζουέλας βρίσκεται η ζώνη πετρελαίου Orinoco, η οποία φιλοξενεί μια μοναδική αποθήκη ενός ιδιαίτερα βαρέως τύπου πετρελαίου. Ξεκινώντας το 1991, αυτό έγινε ένα ιδιόκτητο προϊόν που ονομάζεται Orimulsion , που αποτελούνταν από 70 τοις εκατό βαρύ λάδι και 30 τοις εκατό νερό. Υπήρχε η ελπίδα ότι αυτό θα μπορούσε να μειώσει σημαντικά το μερίδιο αγοράς των ορυκτών καυσίμων, αλλά η παραγωγή σταμάτησε το 2006.

Από το 2016, περίπου 1,2 τρισεκατομμύρια βαρέλια πετρελαίου έτοιμο για Orimulsion πιστεύεται ότι εξακολουθούσε να βρίσκεται στη ζώνη πετρελαίου του Orinoco.

ορυκτά καύσιμα έναντι ανανεώσιμων πηγών ενέργειας

Στις αρχές της δεκαετίας του 2000, ο όρος «ανανεώσιμες πηγές ενέργειας» έχει γίνει εξίσου φιλικός όρος στους περιβαλλοντικούς κύκλους όσο τα «ορυκτά καύσιμα» είχαν γίνει ανεπιθύμητος επισκέπτης. Ως αποτέλεσμα, ανανεώσιμες πηγές ενέργειας και πυρηνική ενέργεια (θεωρείται «καθαρή», αλλά πηγή ενέργειας με πολλούς επικριτές) αποτελούσε το 23 τοις εκατό της ενέργειας των ΗΠΑ το 2017 .

Όμως, τα ορυκτά καύσιμα, παρά τις περιστασιακές τρομερές προβλέψεις σχετικά με την επισήμανση υπόγειων καταστημάτων, δεν κινδυνεύουν να εξαντληθούν σύντομα, ακόμη και στα τρέχοντα επίπεδα χρήσης. Αν δεν αλλάξουν ριζικά οι πολιτικές, τα ορυκτά καύσιμα αναμένεται να εξακολουθούν να αποτελούν το 78 τοις εκατό της ενέργειας που χρησιμοποιείται παγκοσμίως το 2040 . Αυτό μπορεί να είναι πράγματι κακό για τη Γη στο σύνολό της, καθώς αποτυγχάνει να αναγκάσει πλήρως την ανθρωπότητα να επιδιώξει συνεκτικά μια εφαρμόσιμη και βιώσιμη ενεργειακή ατζέντα που να καλύπτει και τις παγκόσμιες ανάγκες ενέργειας, ενώ παράλληλα να επιτρέπει την αποφυγή μιας καταστροφής της υπερθέρμανσης του πλανήτη.


Σχέση μεταξύ G και g

Όταν περιγράφεται η βαρυτική δύναμη, χρησιμοποιούνται συνήθως οι όροι G και g. Παρά το γεγονός ότι η επιτάχυνση λόγω της βαρύτητας είναι μικροσκοπική g, η καθολική βαρυτική σταθερά είναι μεγάλη G. Η επιτάχυνση οποιουδήποτε αντικειμένου λόγω της βαρύτητας αντιπροσωπεύεται από ένα μικρό g. Η καθολική

Πρόβλημα παραδείγματος ειδικής θερμότητας

Η ειδική θερμότητα είναι η ποσότητα θερμότητας ανά μονάδα μάζας που απαιτείται για να αυξηθεί η θερμοκρασία ενός υλικού κατά ένα βαθμό Κελσίου ή Kelvin. Αυτά τα τρία παραδείγματα ειδικών προβλημάτων θερμότητας θα δείξουν πώς να βρείτε την ειδική θερμότητα ενός υλικού ή άλλες πληροφορίες που αφορούν

Γιατί οι πλαστικές συσκευασίες είναι τόσο θορυβώδεις όταν τις τσαλακώνετε;

Ο ήχος του τριξίματος προκαλείται από την απελευθέρωση ελαστικής δυναμικής ενέργειας όταν το περιτύλιγμα λυγίζει από τη μια σταθερή διαμόρφωση στην άλλη. Φανταστείτε να κάθεστε στην τελευταία σειρά της τάξης σας, ακούγοντας μια βαρετή διάλεξη. Από το μπλε, ο καλύτερός σου φίλος βγάζει ένα γυαλιστ