Processing Math: Done
To print higher-resolution math symbols, click the
Hi-Res Fonts for Printing button on the jsMath control panel.
No jsMath TeX fonts found -- using image fonts instead.
These may be slow and might not print well.
Use the jsMath control panel to get additional information.
jsMath Control PanelHide this Message

jsMath

1.4 Energiförsörjning

FörberedandeFysik

Hoppa till: navigering, sök
       Teori          Övningar      


Mål och innehåll

Innehåll

  • Den enskilda individens energiomsättning
  • Energiomsättningen i det svenska samhället
  • Människors globala energiomsättning

Läromål

Efter detta avsnitt ska du ha lärt dig att:

  • Beskriva de energiresurser som människor utnyttjar.
  • Utföra enklare beräkningar på människors energiomsättning och samhällets energiförsörjning.
  • Använda termodynamikens andra huvudsats för att beskriva den resursförbrukning som sker i samhällets energiomsättning.

FÖRFATTARE: Tony Burden & Jan-Erik Nowacki, KTH Mekanik


Människor är, direkt eller indirekt, nästan helt beroende av solstrålning för värme, för mat och för all den energi som behövs för att driva industriella processer och olika transportmedel. Både termodynamiskt och ekologiskt sett är solen jordens dominerande energikälla. De enda energiresurser som inte härrör från solen är kärnkraftsbränsle och havens tidvattensrörelse.

Länk till multimedia om Solen och vårt solsystem (Views of the Solar system)


Vid jordens banradie är solstrålningens intensitet 135Wm2 vilket innebär att jorden får energi från solen med en effekt på:

175000TW=153109TWhår (där T står för Tera, som är lika med 1012)

1TWhår=1012W1h(36524h)=114MW


Ungefär en tredjedel reflekteras direkt från atmosfären. Resten absorberas innan den så småningom, efter olika omvägar, strålas ut i rymden.

Totalt omsätter människor ca. 10TW i sin energianvändning motsvarande en tjugondels promille (510−5) av den totala effekt som strålar in till jorden från solen. Av dessa 10TW kommer dock ca 80% från fossila bränslen som kol, olja och naturgas som kan sägas vara lagrad solenergi.

Förbränningen av fossila bränslen spelar en helt annan roll än förbränning av förnyelsebara biobränslen i omsättningen av koldioxid i det globala ekologiska systemet. Dessutom kommer vi människor att hinna göra slut på fossila bränslen snabbare än naturliga processer hinner återskapa dem. Fossila bränslen är en ändlig energiresurs.

I Sverige omsätter vi lite drygt 400TWhår=45GW i genomsnitt. Omräknat per invånare blir detta ca. 5000W per capita.

Denna siffra kan jämföras dels med de 100W som en människokropp omsätter i genomsnitt dels med siffran 2000W som är människors totala energiomsättning (10TW) dividerad med jordens befolkningsmängd.

Länk till olika diagram över världens energibehov, koldioxidutsläpp etc., idag - 25 år framåt (källa:IEA & BBC News).

Människor omsätter långt mycket mer energi än som behövs för deras mest grundläggande biologiska behov och denna energiomsättning är klart ojämnt fördelad bland jordens befolkning.

Ca. 20% av jordens befolkning svarar för ca. 80% av människors totala energiomsättning.

Råd för inläsning

Tänk på att...

Inte i dag och inte i morgon - men ganska snart kommer vi att behöva hitta ett hållbart alternativ till världens sinande oljetillgångar. I UR:s program "Den oändliga kraften" kan du lära dig mer om frontforskningen på solceller, ett energisystem som av många målas upp som de fossila bränslernas arvtagare.

Dr David Criswell på Institute for Space Systems Operations i Houston, har på NASAs uppdrag gjort beräkningar på framtida energikällor. Han menar att en enorm solcellsanläggning på månen kan ge tillräckligt med energi för att försörja hela planeten jorden.

Intervju med David Criswell som berättar mer om LSP

Lästips

För dig som behöver en längre förklaring eller vill fördjupa dig ytterligare vill vi tipsa om:

HEUREKA! Fysik 1, kap 10, sid 233-236.
Den här artikeln är hämtad från http://wiki.math.se/wikis/forberedandefysik/index.php/1.4_Energif%C3%B6rs%C3%B6rjning