NĂNG LƯỢNG VÀ CUỘC SỐNG

Trong cuộc sống hàng ngày, chúng ta phải sử dụng năng lượng để đáp ứng cho sinh hoạt cũng như lao động và sản xuất. Chúng ta thường nghe tới những loại năng lượng gió, năng lượng điện, năng lượng nhiệt. Vậy bạn đã thực sự hiểu năng lượng là gì hay chưa? Hãy cùng Than Việt tìm hiểu sâu hơn về chủ đề này.

Năng lượng là gì?

Chúng ta thường chưa rõ về năng lượng. Và hiển nhiên nó có sẵn và không cần quan tâm. Tuy nhiên, cuộc sống hiện đại chúng ta cần phải có kiến thức về năng lượng. Vì năng lượng ảnh hưởng rất lớn đến cuộc sống bên ngoài và bên trong cơ thể chúng ta.

cau-hoi-Than-mun-cua
Năng lượng là gì?

Mọi thứ tồn tại xung quanh chúng ta đều cần có năng lượng mới hoạt động được. Từ những thiết bị máy móc dùng năng lượng từ điện như bếp điện, nồi cơm điện…đến những chiếc xe máy, oto chạy xăng –dầu…Mọi mặt cuộc sống xung quanh ta cần có năng lượng. Năng lượng từ gió, sinh khối, địa nhiệt…

Còn đối với cơ thể con người thì sao? Chúng ta cũng cần năng lượng để sinh tồn, vận  động và làm việc. Thức ăn hàng ngày được nạp vào dạ dày và tại đây xảy ra các quá trình sinh hóa để tạo thành các dạng năng lượng,

Có rất nhiều định nghĩa khác nhau.

Nhưng đơn giản nhất năng lượng là đại lượng đặc trưng và nó tạo ra khả năng sinh công của một vật nào đó cụ thể. Người ta sử dụng năng lượng làm số đo chung của các chuyển động vật chất, trong đó bao gồm các loại từ trường và các loại hạt cơ bản.

Khái niệm về năng lượng là gì được nhiều người tìm kiếm bởi vì vai trò của năng lượng đối với đời sống là vô cùng quan trọng. Và cũng bởi vì năng lượng là hữu hạn. Có những năng lượng đang đứng trước nguy cơ bị cạn kiệt. Một điều khẳng định rằng, con người không thể nào hủy diệt năng lượng nhưng cũng không thể nào tự tạo ra chúng. Chúng ta chỉ có thể sử dụng sự hỗ trợ của công nghệ để chuyển đổi, biến đổi nó các dạng năng lượng mới có ích.

Các dạng năng lượng chính

Người ta đã phân chia năng lượng thành các dạng khác nhau, mỗi một dạng năng lượng sẽ có một vai trò và ứng dụng phù hợp trong cuộc sống.

Năng lượng là một đại lượng vô hướng và cơ năng của một hệ là tổng của thế năng (được tính bằng vị trí tương đối của các thành phần của hệ) và động năng: {\displaystyle E_{\mathrm {conang} }=U+K\,}

Công năng:

Đầu tiên đó chính là công năng. Công là một đại lượng vô hướng. Nó là kết quả khi bạn làm phép nhân quãng đường dịch chuyển với lực của nó trong quá trình di chuyển.

Cơ năng:

Trong vật lý, cơ năng là tổng của động năng và thế năng. Nó là năng lượng kết hợp của chuyển động và vị trí của vật thể. Định luật bảo toàn cơ năng nói rõ, trong một hệ kín thì cơ năng không đổi.

Động năng:

Động năng, K, phụ thuộc vào vận tốc của vật và là khả năng sinh công của vật đang chuyển động khi nó va chạm vào một vật khác. Nó được định nghĩa là một nửa của tích giữa khối lượng vật và bình phương vận tốc của vật:{\displaystyle K={1 \over 2}mv^{2}}

Thế năng:

 

Thế năng, U, phụ thuộc vào vị trí của vật phải chịu một lực bảo toàn. Nó được định nghĩa là khả năng sinh công cơ học của một vật và nó tăng lên khi vật bị di chuyển theo hướng ngược với hướng của lực tác dụng. Nếu F là lực bảo toàn và x là vị trí, thì thế năng của lực giữa 2 vị trí x1 và x2 được định nghĩa là giá trị âm của tích phân của F từ x1 đến x2:{\displaystyle U=-\int \limits _{x_{1}}^{x_{2}}{\vec {F}}\cdot d{\vec {x}}}

Nhiệt năng:

Nhiệt năng là tổng động năng của các phân tử cấu tạo nên vật. Nhiệt năng gọi tắt là nhiệt. Đây là một trong những dạng năng lượng dự trữ tồn tại trong vật chất và nhờ tới sự tác động khi chuyển động nhiệt hỗn loạn của những thành phần hạt cấu tạo bên trong vật chất.

Nội năng:

Trong nhiệt động lực học, nội năng (U) của một hệ là năng lượng chứa trong hệ, không bao gồm động năng chuyển động của hệ và thế năng của hệ do trường lực bên ngoài. Nó chỉ tính đến việc tăng và giảm năng lượng của hệ xảy ra do thay đổi trạng thái bên trong.

Nói cách khác, nội năng là tổng động năng và thế năng của các phân tử  cấu tạo nên vật. Nhiệt độ của vật càng cao thì nhiệt năng của vật càng lớn.

Nội năng của hệ có thể bị thay đổi bằng sự truyền nhiệt hoặc bằng cách tác dụng công. Quá trình này gọi là biến thiên nội năng. Nhiệt lượng là số đo độ biến thiên nội năng trong quá trình truyền nhiệt: {\displaystyle \vartriangle U=Q}{\displaystyle \vartriangle U=Q}

Biểu thức tính nhiệt lượng: {\displaystyle Q=mc\vartriangle T}

Trong đó:

Q: nhiệt lượng tỏa ra hay thu vào

m: khối lượng (kg)

c: nhiệt dung riêng của chất (J/kg.K)

{\displaystyle \bigtriangleup T}: độ biến thiên nhiệt độ (K)

Dù là loại năng lượng nào đi chăng nữa thì trong cuộc sống chúng ta cũng phải sử dụng chúng một cách đồng đều. Nhiệt năng, động năng, thế năng hay nội năng đều có thể ứng dụng vào mỗi một lĩnh vực, vào một sáng tạo khác nhau với mục đích đáp ứng đời sống tốt nhất cho con người, phát triển công nghệ thế giới, đưa nhân loại lên một tầm cao văn minh mới.

Xét kết cơ sở hình thành, chúng ta có:

1. Năng lượng mặt trời

Năng lượng mặt trời thu năng lượng từ các tia mặt trời thông qua việc sử dụng pin năng lượng. Để tạo ra các điều kiện mà sau đó có thể biến thành một loại điện năng lượng có thể sử dụng. Các bảng điều khiển năng lượng mặt trời số lượng lớn thường được sử dụng trong sa mạc. Để thu thập đủ năng lượng đưa đến các các trạm biến áp nhỏ đến các nhà máy.

Nhiều ngôi nhà sử dụng hệ thống năng lượng mặt trời để cung cấp nước nóng, bổ sung điện trong sinh hoạt. Vấn đề với năng lượng mặt trời là trong khi có sẵn lượng mặt trời và dồi dào. Để có thể lấy được nguồn điện năng lượng từ mặt trời bạn phải nhận được năng lượng trực tiếp từ mặt trời. Bắt buộc các tấm pin nhận ánh sáng đủ lâu để để tạo ra năng lượng có thể sử dụng được từ nguồn này.

2. Năng lượng gió

Năng lượng gió ngày càng trở nên khá phổ biến trong thời gian hiện nay. Những cải tiến mới cho phép các trang trại gió xuất hiện đang khiến chúng trở thành một cảnh tượng phổ biến hơn. Bằng cách sử dụng các tuabin lớn để lấy gió có sẵn làm nguồn điện để quay. Và tuabin hoạt động và biến thành một máy phát để sản xuất điện.

Tuy nhiên trên thự tế thì việc thực tế các trang trại gió sẽ ảnh hưởng đến sinh thái môi trường. Nó sẽ là một ảnh hưởng không thể lường trước các tác động đến môi trường. Do đó nó không là một lựa chọn hàng đầu cũng như là nguồn năng lượng lý tưởng sản xuất điện.

3. Năng lượng địa nhiệt

Năng lượng địa nhiệt là năng lượng được tạo ra từ bên dưới lòng trái đất. Nguồn năng lượng sạch sẽ, bền vững và thân thiện với môi trường. Nhiệt độ cao được tạo ra liên tục bên trong lớp vỏ trái đất do sự chậm trễ của các hạt phóng xạ gây nên.

Đá nóng có mặt dưới trái đất sẽ làm nóng nước rồi tạo ra hơi nước. Hơi nước sau đó được thu lại giúp di chuyển các tuabin. Các tua-bin quay sau đó cung cấp năng lượng cho máy phát điện.

Năng lượng địa nhiệt có thể được sử dụng bởi một địa điểm hoặc trên quy mô lớn bởi ứng dụng công nghiệp. Nó được sử dụng trong thời cổ đại để tắm và sưởi ấm. Nhược điểm lớn nhất với năng lượng địa nhiệt là nó chỉ có thể được sản xuất tại các địa điểm được chọn.

4. Năng lượng hydro

Hydrogen có sẵn với nước (H2O) là yếu tố phổ biến nhất có sẵn trên trái đất. Nước chứa hai phần ba hydro và có thể được tìm thấy kết hợp với các yếu tố khác. Một khi nó được tách ra, nó có thể được sử dụng làm nhiên liệu để tạo ra điện.

Hydrogen là một nguồn năng lượng lớn sử dụng làm nguồn nhiên liệu cho tàu, phương tiện, nhà, công nghiệp và tên lửa. Nó hoàn toàn có thể tái tạo, có thể được sản xuất theo yêu cầu và không để lại bất kỳ khí thải độc hại nào trong khí quyển.

5. Năng lượng thủy triều

Năng lượng thủy triều sử dụng sự lên xuống của thủy triều; để chuyển đổi động năng của thủy triều đến và đi thành năng lượng điện. Việc tạo ra năng lượng thông qua thủy triều chủ yếu là phổ biến ở các khu vực ven biển. Đầu tư lớn và hạn chế có sẵn một vài nhược điểm của năng lượng thủy triều.

Khi mực nước trong biển tăng lên, thủy triều được tạo ra và chảy ngược trở lại trong đại dương. Năng lượng thủy triều là một trong những nguồn năng lượng tái tạo và tạo ra năng lượng lớn ngay cả khi thủy triều ở tốc độ thấp.

6. Năng lượng sóng

Việc năng lượng sóng được tạo ra từ các sóng được tạo ra trong các đại dương. Năng lượng này có thể tái tạo, hoàn toàn thân thiện với môi trường và không gây hại cho bầu khí quyển. Nó có thể được khai thác dọc theo các khu vực ven biển của nhiều quốc gia và có thể giúp một quốc gia giảm sự phụ thuộc nhiên liệu mua từ bên ngoài.

Tuy nhiên việc sản xuất đối với các nguồn năng lượng sóng sẽ làm tổng thương hệ sinh thái biển. Nó phụ khá nhiều vào các bước sóng và gây ra ô nhiễm thị giác và tiếng ồn.

7. Năng lượng thủy điện

Điều mà nhiều người không biết là hầu hết các thành phố và thị trấn trên thế giới. Mọi người có nguồn điện sử dụng đều dựa vào năng lượng thủy điện có trong thế kỷ qua. Mỗi khi bạn nhìn thấy một con đập lớn, nó đang cung cấp thủy điện cho một trạm điện ở đâu đó. Sức mạnh của nước được sử dụng để biến máy phát điện để sản xuất điện sau đó chuyển đến người dùng.

Các vấn đề phải đối mặt với thủy điện ngay bây giờ phải làm với sự lão hóa của các con đập. Nhiều người trong số họ cần công việc phục hồi lớn để duy trì chức năng và an toàn; và điều đó tiêu tốn một khoản tiền khổng lồ. Cống thoát nước cung cấp nước uống trên thế giới cũng gây ra vấn đề. Vì các thị trấn có thể sẽ cần phải tiêu thụ nước cung cấp năng lượng cho họ.

8. Năng lượng sinh khối

Năng lượng sinh khối được sản xuất từ ​​vật liệu hữu cơ và thường được sử dụng trên toàn thế giới. Chất diệp lục có trong thực vật thu năng lượng của mặt trời bằng cách chuyển đổi carbon dioxide. Từ không khí và nước từ mặt đất thành carbohydrate thông qua quá trình quang hợp.

Khi cây bị đốt cháy, nước và carbon dioxide một lần nữa được giải phóng trở lại vào khí quyển. Sinh khối thường bao gồm cây trồng, thực vật, cây cối, cắt sân, dăm gỗ và chất thải động vật. Năng lượng sinh khối được sử dụng để sưởi ấm và nấu ăn trong nhà và làm nhiên liệu trong sản xuất công nghiệp.

Tuy nhiên loại năng lượng này tạo ra một lượng lớn carbon dioxide vào khí quyển. Do đó không được khuyến kích sử dụng lâu dài.

9. Năng lượng hạt nhân

Mặc dù năng lượng hạt nhân vẫn là một chủ đề tranh luận lớn về việc sử dụng nó an toàn đến mức nào. Và liệu nó có thực sự tiết kiệm năng lượng hay không khi bạn tính đến chất thải mà nó tạo ra. Thực tế nó vẫn là một trong những nguồn năng lượng tái tạo chính có sẵn cho thế giới.

Năng lượng được tạo ra thông qua một phản ứng hạt nhân cụ thể; sau đó được thu thập và sử dụng cho các máy phát điện. Trong khi hầu hết mọi quốc gia đều có loại máy phát điện hạt nhân; có những lệnh cấm sử dụng hoặc xây dựng khi các nhà khoa học. Để cố gắng giải quyết các vấn đề sự an toàn và đưa ra quá trình xử lý chất thải.

10. Nhiên liệu hóa thạch (Than, Dầu và Khí tự nhiên)

Khi hầu hết mọi người nói về các nguồn năng lượng khác nhau. Họ liệt kê năng lượng từ khí đốt tự nhiên, than và dầu là những lựa chọn; tất cả đều được coi là một nguồn năng lượng từ nhiên liệu hóa thạch. Nhiên liệu hóa thạch cung cấp năng lượng cho hầu hết mọi nơi thế giới. Chủ yếu sử dụng than và dầu để có thể tạo ra năng lượng điện để sử dụng. Dầu được chuyển đổi thành nhiều sản phẩm, trong đó sử dụng nhiều nhất là xăng.

Trong khi khí tự nhiên đang bắt đầu trở nên phổ biến hơn; chủ yếu được sử dụng cho các ứng dụng sưởi ấm. Mặc dù ngày càng có nhiều phương tiện chạy bằng khí tự nhiên xuất hiện trên đường phố. Để có được nhiên liệu hóa thạch và chuyển đổi nó sang để sử dụng, phải có sự tàn phá và gây ô nhiễm môi trường nặng nề. Việc dự trữ nhiên liệu hóa thạch cũng bị hạn chế do không thể tái tạo trong 100 năm nữa.

Năng lượng đóng vai trò gì đối với cơ thể con người

– Con người cần năng lượng để sinh trưởng, phát triển, hoạt động hiệu quả. Năng lượng có trong mọi loại thực phẩm, đặc biệt ở thực phẩm giàu tinh bột (gạo, mì, khoai…) và giàu đạm (thịt, cá, trứng…).

Động vật và con người cần phải bổ sung các chất dinh dưỡng hàng ngày, để tạo ra năng lượng cho quá trình vận động của cơ thể.

– Năng lượng liên quan trực tiếp đến tất cả hoạt động sống, sinh trưởng và phát triển của cơ thể, như sự vận động của cơ bắp, các hoạt động trao đổi chất của tế bào diễn ra bên trong cơ thể.

– Bên cạnh đó, duy trì thân nhiệt cơ thể luôn ở trong khoảng nhiệt độ ổn định, cũng cần đến năng lượng.

– Các hoạt động thường ngày như lao động và làm việc, chơi thể thao… cũng cần năng lượng.

Những loại thực phẩm tốt nhất trong việc cung cấp năng lượng cho cơ thể

– Những loại thực phẩm chứa nhiều tinh bột như gạo, bắp, khoai, bánh mì… cung cấp năng lượng rất tốt cho cơ thể.

– Bên cạnh đó, phải nhắc đến chất béo, như dầu thực vật hay mỡ động vật…

– Ngoài ra, thực phẩm giàu đạm như thịt, cá, trứng… cũng giúp cơ thể nhận được nguồn năng lượng dồi dào.

– Không thể không kể đến các loại sữa bột, không chỉ cung cấp năng lượng cho người dùng, mà chúng còn giúp bổ sung các vitamin và khoáng chất cần thiết.

Thiếu hay thừa năng lượng sẽ gây hại như thế nào cho sức khỏe?

Mức năng lượng mà cơ thể được bổ sung mỗi ngày, cần phải cân bằng với mức năng lượng tiêu hao mà ta sử dụng để duy trì sự sống và các hoạt động trong ngày. Vì thế, thiếu hay thừa năng lượng, cũng sẽ gây ảnh hưởng không tốt đến sức khỏe.

Thiếu năng lượng

– Không đủ năng lượng, sẽ ảnh hưởng đến khả năng làm việc và hoạt động của cơ thể.

– Bên cạnh đó, việc thiếu năng lượng kéo dài, sẽ buộc cơ thể phải lấy nguồn năng lượng dự trữ từ các mô mỡ, lâu dần, dẫn đến tình trạng suy nhược.

– Khi cơ thể thiếu năng lượng, hệ tiêu hóa làm việc kém hiệu quả, khiến cơ thể bị suy dinh dưỡng.

– Ngoài ra, thiếu năng lượng, sẽ dẫn đến tình trạng thiếu máu, suy nhược thần kinh, mạch đập yếu dần, giảm thân nhiệt và dễ mắc bệnh, do hệ miễn dịch bị suy yếu.

Thừa năng lượng

– Khi cơ thể chúng ta được cung cấp mức năng lượng vượt quá nhu cầu sử dụng mỗi ngày, sẽ dẫn đến việc năng lượng bị dư thừa và tích tụ trong cơ thể dưới dạng mỡ.

– Lượng mỡ thừa tích tụ lâu ngày, sẽ gây ra tình trạng thừa cân, béo phì, khiến cơ thể mắc các bệnh về tim mạch, huyết áp hay tiểu đường.

– Bên cạnh đó, thừa cân, béo phì còn gây khó khăn cho sự vận động hàng ngày.

Lưu ý khi bổ sung năng lượng cho cơ thể

– Nhu cầu năng lượng của cơ thể phụ thuộc vào độ tuổi, giới tính, công việc hàng ngày. Vì thế, bạn nên xây dựng một chế độ dinh dưỡng và vận động hợp lý, để có thể cung cấp năng lượng một cách đầy đủ cho cơ thể, mà không bị dư thừa.

– Đối với người già, chế độ dinh dưỡng kém, hay trẻ nhỏ, cần rất nhiều năng lượng để tăng trưởng và phát triển một cách tốt nhất, thì việc bổ sung sữa bột để cung cấp dưỡng chất và năng lượng một cách đầy đủ cho cơ thể, là điều nên làm.