Krótka historia energii.pdf

Krótka historia energii

“Gdyby nie mężczyźni to świat w ogóle nie ruszyłby z miejsca. Historia postępu, to historia

mężczyzn.” - rzekł Albercik w Seksmisji. To samo możemy powiedzieć o energii - gdyby nie

dostępność źródeł energii świat nie ruszyłby z miejsca - historia postępu to historia energii.

Starożytność. Ludzie nauczyli się posługiwać ogniem bardzo dawno temu, przypuszczalnie

500 000 lat przed Chrystusem (całkowicie jednak pewnych dowodów posługiwania się

ogniem (ślady ognisk) dostarczają znaleziska w Czoukoutien (Chiny) pochodzące sprzed 300

tysięcy lat, umiejętność rozniecana ognia liczy zapewnie ok 100 tys lat). W tych

prehistorycznych czasach, zapotrzebowanie człowieka na energię było skromne. Słońce

dostarczało ciepła, a kiedy go nie było ludzie palili drzewo, słomę lub wysuszony nawóz. Z

rysunków znalezionych w jaskiniach wiemy że kobiety i mężczyźni w epoce kamiennej

(około 30 000 lat temu) spalali drzewo w celu przygotowania posiłków, ogrzania i oświetlenia

jaskiń i chat. Poszczególne epoki historycznych – kamienia, żelaza i brązu wiążą się z

opanowaniem przez człowieka umiejętności wykorzystania energii do uzyskania tych

surowców.

Umiejętność posługiwania się ogniem i jego rozniecania była najważniejszym wynalazkiem

epoki prehistorycznej. Ogień był źródłem ciepła, światła, umożliwiał przygotowywanie

potraw i zapewniał ochronę przed dzikimi zwierzętami. Pierwszym paliwem było drewno.

Zmiany w sposobie uzyskiwania i wykorzystania energii zaszły wraz z porzuceniem przez

ludzi wędrownego trybu życia. Zaczęła się rozwijać agrokultura – człowiek nauczył się jak

zamieniać energię słońca bezpośrednio w płody rolne.

Inną wczesną formą energii, używaną do dzisiaj jest praca zwierząt. Konie, woły, wielbłądy,

osły – ich siła może być użyta do transportu, pracy na roli, napędu maszyn do mielenia zboża

czy też pompowania wody. Wykorzystywano również siłę ludzkich mięśni: statki wojenne

Rzymian 260 lat przed Chrystusem były napędzane przez 170 wprawionych wioślarzy!

Ok 6-7 tys lat p.n.e. nastąpiło udomowienia bydła - umożliwiło to zastosowanie siły

pociągowej zwierząt do wprawiania w ruch narzędzi rolniczych

Około 5 000 lat przed naszą erą energia wiatru była wykorzystywana do napędu statków na

Nilu, a kilka wieków przed narodzinami Chrystusa Chińczycy zbudowali wiatraki które

służyły im do pompowania wody. Około roku 600 n.e. Persowie zastosowali wiatraki o

mielenia ziarna…

Wykorzystanie energii wody płynącej w rzekach również ma bardzo długą historię. W

starożytnej Grecji, około 4000 lat p.n.e., turbiny wodne zastosowano do napędzania różnych

maszyn takich jak młyny, miechy kowalskie, itp.

Jednym z pierwszych zastosowań jakie znalazła energia słoneczna była wojskowość.

Archimedes miał rzekomo użyć ogromnych luster skupiających promienie słoneczne

przeciwko Rzymskim okrętom oblegającym Syrakuzy (około 240 r. p.n.e.).

Bitwa morska pod Akcjum - 31

r. p.n.e. Okręty wojenne Imperium Rzymskiego napędzane były głównie siłą mięśni

wioślarzy. Zakładając, że dorosły mężczyzna za pomocą rąk jest w stanie generować ok

100W mocy a załoga liczy 80 wioślarzy, okręt posiadał napęd o mocy 8kW. To dwukrotnie

mniej niż moc silnika… małego fiata. Obraz namalowany przez Lorenzo A. Castro, w 1672 r.

Z paliw kopalnych węgiel ma najdłuższą historię. Chińczycy używali węgla już około 3000

lat temu, natomiast Rzymianie używali węgla w Anglii około 100 – 200 r. n.e. W 1298 roku

słynny odkrywca Marco Polo opublikował książkę o swoich podróżach do Chin, w której

pisał o „dużych czarnych kamieniach które się palą jak węgiel drzewny.” Obecnie węgiel jest

jednym z najważniejszych źródeł energii dla ludzkości.

Energia w XVII wieku. Kiedy ludzie odkryli jak pożyteczny może być węgiel, rozpoczęli

poszukiwanie złóż tego surowca i okazało się że występuje on dość powszechnie. W połowie

XVII wieku w Anglii wydobycie węgla było świetnym interesem – eksportowano go do

całego świata. Pod koniec wieku ludzie nauczyli się uszlachetniać węgiel (usuwać siarkę),

dzięki czemu spalał się w większej temperaturze. To z kolei upowszechniło użycie węgla do

wytopu metali, do czego wcześniej używano węgla drzewnego.

Wiek XIX. Do XIX wieku znaczna część lasów w Europie była już wycięta co zaowocowało

deficytem drzewa. Zwiększyło to znaczenie węgla, i spowodowało intensywne poszukiwanie

i eksploatacje jego nowych złóż. Kolejnym impulsem zwiększającym rolę węgla było

wynalezienie silnika parowego przez Thomasa Newcomena w 1712 r., który został użyty do

wypompowywania wód gruntowych z kopalń. Przedtem kopalnie były osuszane za pomocą

wiader wyciąganych sznurami na powierzchnie co było szalenie nie efektywne. James Watt

ulepszył maszynę parową w 1765 r., dzięki czemu mogła ona służyć nie tylko to pompowania

wody ale także do napędu wielu innych maszyn.

Znaczenie wynalazku Thomasa Newcomena polegało na tym, że po raz pierwszy energia

cieplna uzyskana podczas spalania paliwa została zamieniona ruch. Wcześniej aby uzyskać

energię ruchu trzeba było zbudować wiatrak lub turbinę wodną. Stało to się impulsem do

konstrukcji wielu nowych maszyn.

W 1799 roku włoski wynalazca Alessandro Volta zbudował pierwszą baterię, i tym samym dał

światu pierwsze źródło energii elektrycznej. Od jego nazwiska nazwano jednostkę napięcia

elektrycznego – obecnie w naszych gniazdkach mamy dostępną energię elektryczną o

napięciu 230 volt.

Wiek XIX – epoka maszyny parowej. W XIX wieku świat rozwijał się coraz szybciej.

Pojedynczy silnik parowy potrafił wówczas dostarczyć energii zastępującej prace 200 ludzi.

W całej Anglii fabryki rozwijały się fabryki z maszynami napędzanymi silnikiem parowym,

produkujące tekstylia, meble i wiele innych rzeczy, których ręczna produkcja do tej pory była

niezwykle pracochłonna. Wraz z masową produkcją spadły także ceny, dzięki czemu więcej

ludzi było stać na te produkty – rósł więc rynek i kwitł eksport. Ten ciągły, nieprzerwany

wzrost produkcji przemysłowej został nazwany rewolucją przemysłową i szybko ogarnął całą

Europę Zachodnią i Amerykę Północną.

Po raz pierwszy w historii energia mogła być użyta w dowolnym miejscu, czasie i w dowolnej

niemal ilości. Wcześniej ludzie zależeli od energii wiatru czy płynącej wody co powodowało

że maszyny (np. młyny) mogły być budowane tylko w określonych miejscach. Energia

powoli zaczęła być postrzegana jako dobro dostępne wszędzie gdzie tylko jest na nią

zapotrzebowanie.

Oprócz fabryk silnik parowy znalazł także inne zastosowania. W 1804 roku została

zbudowana pierwsza lokomotywa parowa, a w trzy lata później pierwszy statek parowy. W

tym samy czasie zaczęto wykorzystywać gaz ziemny do oświetlania fabryk. W 1807 roku po

raz pierwszy użyto nafty (odzyskanej z węgla) do jako paliwo dla ulicznych latarni w

Londynie.

Jednym z najważniejszych praktycznych zastosowań maszyny parowej była lokomotywa.

Pierwsze pociągi ruszyły na trasy na początku XIX wieku, dokonując prawdziwej rewolucji w

transporcie lądowym. W 1869 r. ukończono budowę linii kolejowej łączącej wschodnie i

zachodnie wybrzeże Stanów Zjednoczonych. Za wynalazcę współczesnego parowozu uważa

się George Stephensona. Jego parowóz Rakieta (Rocket) z 1829 stał się pierwowzorem

wszystkich dalszych konstrukcji.

Przez cały wiek silnik parowy był wciąż rozwijany i ulepszany co owocowało wzrostem jego

mocy. Pod koniec wieku silnik parowy potrafił dostarczyć energię równą energii 6000 ludzi.

W połowie XIX wieku ludzie zaczęli eksperymentować z generatorami elektrycznymi

napędzanymi przez turbiny wodne (wykorzystujące energię przepływającej wody w rzece) a

pod koniec wieku z generatorami napędzanymi przez wiatraki. W 1860 Francuz Auguste

Mouchot po raz pierwszy wykorzystał energię słońca do wytworzenia pary, która z kolei

posłużyła mu napędzania małego silnika parowego. W 1880 roku ruszyła pierwsza

elektrownia z generatorem elektrycznym napędzanym przez maszynę parową. Jej twórcą był

Thomas Edison a elektrownia dostarczała prąd do oświetlenia ulicznego na Wall Street.

W 1859 roku w Pensylwani w USA zaczęto wydobywać ropę naftową. Ludzie odkryli że

spalając ten surowiec można uzyskać ciepło i światło. Z czasem nauczyli się jak przerabiać

ropę aby otrzymać olej napędowy, który mógł być użyty jako paliwo dla nowego wynalazku:

silnika spalinowego.

Wiek XX: epoka silnika spalinowego. Pojawienie się nowego paliwa – oleju napędowego –

dało impuls do zbudowania pierwszego silnika spalinowego. W silniku tym energia

wyzwolona podczas spalania paliwa wprawia w ruch tłok silnika. W 1885 roku niemiecki

inżynier Benz użył takiego silnika do zbudowania pierwszego samochodu. W rok później

inny inżynier – Daimler – powtórzył sukces swojego rodaka konstruując pierwszy

czterokołowy samochód (auto Benza miało tylko 3 koła). Oczywiście wynalazki te były

bardzo drogie i na ich zakup stać było tylko prawdziwych bogaczy.

Zmieniło to się za sprawą amerykańskiego przemysłowca Henrego Forda, który zastosował

po raz pierwszy produkcję taśmową: każdy robotnik odpowiadał za mały fragment budowy

auta. W 1913 roku fabryka Forda mogła wytwarzać tysiące aut dziennie. Samochody stały się

tańsze i dostępne dla większej rzesze nabywców.

Henry ford i pierwsze seryjnie produkowane auto - Ford T (1921 r.)

W 1903 roku, dwaj bracia: Wilbur i Orville Wright zastosowali silnik spalinowy w swojej

maszynie latającej – w ten sposób spełniło się marzenie człowieka o lataniu – powstał

pierwszy samolot. Mniej więcej w tym samym czasie we Włoszech ruszyła pierwsza

elektrociepłownia geotermalna wykorzystująca gorące źródła do ogrzewania mieszkań. W

1905 roku Einstein opublikował swoją słynną teorię która zakładała że masa może być

zamieniana w energię.

W połowie XX wieku odkryto jak wykorzystać energię drzemiącą w atomach. Niemiecki

naukowiec, Lise Meitner, odkrył reakcję rozszczepienia atomu, w wyniku której dochodziło

do uwolnienia ogromnych ilości energii. Energia ta została wykorzystana w bombie atomowej

zbudowanej w 1945 roku przez Amerykanów. Od lat 50-tych na całym świecie zaczęły

powstawać elektrownie atomowe, w których energia wyzwalana podczas reakcji

rozszczepienia wykorzystana została do wytwarzania energii elektrycznej. Równolegle

naukowcy na całym świecie zaczęli pracować nad opanowaniem reakcji syntezy jądrowej.

Elektronie wykorzystujące taką reakcje mogłyby całkowicie zaspokoić zapotrzebowanie

ludzkości na energię przez miliony lat.

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: