Реферат на тему: «Сонячна енергія»

03.04.2017

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ РФ

Федеральне державне бюджетне освітня установа вищої професійної освіти

Обнінськ 2012

Про сонце та його енергії написані сотні книг. Про нього пишуть фізики і

хіміки, астрономи і астрофізики, географи і геологи, біологи й інженери. І

в цьому немає нічого дивного. Адже сонце є джерелом життя для

всього земного. Сонце випаровує воду з океанів, морів, з земної поверхні.

Воно перетворює цю вологу у водяні краплі, утворюючи хмари і тумани, а потім

змушує її знову падати на Землю у вигляді дощу, снігу, роси або інею,

створюючи, таким чином, гігантський кругообіг вологи в атмосфері. Сонячна

енергія є джерелом загальної циркуляції атмосфери і циркуляції води в

океанах. Вона ніби створює гігантську систему водяного і повітряного

А хіба могли б обійтися без сонця люди і тварини? Звичайно, немає.

Вони, якщо не прямо, то побічно залежать від нього, оскільки не можуть жити

без води і без їжі.

Отже, Сонце – це основне джерело енергії на землі і першопричина,

створила більшість інших енергетичних ресурсів нашої планети, таких,

як запаси кам’яного вугілля, нафти, газу, енергії вітру, падаючої води,

електричної енергії і т. д.

Енергія Сонця, яка в основному виділяється у вигляді променистої енергії,

так велика, що її важко навіть собі уявити. Досить сказати, що на

Землю надходить лише одна двохмільярдна частка цієї енергії, але вона

становить близько 2,5(1018 кал./мін. порівняно з цим всі інші

джерела енергії, як зовнішні (випромінювання місяця, зірок, космічні промені),

так і внутрішні (внутрішні тепло Землі, радіоактивне випромінювання, запаси

кам’яного вугілля, нафти і т. д.) зневажливо малі.

Сонце — найближча до нас зірка представляє собою величезний

світиться газова куля, діаметр якого приблизно в 109 разів більше діаметра

Землі, а його обсяг більше обсягу Землі приблизно в 1 млн 300 тис. разів.

Середня щільність Сонця складає близько 0,25 від щільності нашої планети.

Оскільки сонце не твердий, а газовий кулю, говорити про його розмірах

слід умовно, розуміючи під ними розміри видимого із Землі сонячного

диска.

Внутрішня частина сонця не доступна спостереженню. Вона являє собою

своєрідний атомний котел гігантських розмірів, де під тиском близько 100

мільярдів атмосфер відбуваються складні ядерні реакції, під час яких

водень перетворюється в гелій. Вони-то і є джерелом енергії сонця.

Температура всередині сонця оцінюється в 16 мільйонів градусів.

Про те, що це температура, англійський учений Д. Джинс в книзі

«Всесвіт навколо нас» говорить наступні: «… булавочная головка речовини,

нагрітого до температури, яка панує в центрі сонця, випромінювала б

стільки тепла, що людина, що знаходиться на відстані 150 км від неї

згорів би миттєво». Газ, який вирує в надрах Сонця, не тільки

надзвичайно гарячий, але і дуже важкий. Його щільність в 11,4 рази перевищує

щільність Сонця. У цьому атомному котлі виникають невидимі рентгенівські

промені. Перш ніж досягти поверхні Сонця, вони проходять дуже

звивистий шлях, подолання якого займає близько 20 тис. років. Чим ближче

вони наближаються до поверхні Сонця, тим все більше збільшуються довжини

хвиль, а частота коливань зменшується, поки вони не перетворюються в

ультрафіолетове та видиме світло.

У міру зміни характеру променистої енергії змінюється і температура

Сонця. На відстані ѕ радіусу від центру вона знижується приблизно до 150

тис. градусів. Спостерігати із Землі можна тільки зовнішню оболонку Сонця

(фотосферу). Вона-то і розсіює сонячну радіацію. Товщина фотосфери всього

близько 300 км, а температура її поверхні 5700 градусів.

Така величезна підвищення (а не зниження) температури сонячних газів

у міру видалення від сонця вчені пояснюють виникненням ударних хвиль,

народжуються жахливою силою шумом, який відбувається на поверхні

світила.

Сучасні дослідження космічних станцій показують, що гази

сонячної корони заповнюють всі міжпланетний простір сонячної системи.

Газові частинки, безперервно випромінює сонячною короною (корпускули),

утворюють у міжпланетному просторі своєрідний «сонячний вітер». Про

деякі властивості цього вітру можна дізнатися, спостерігаючи поведінку комет або

магнітне обурення у верхніх шарах атмосфери, розташованих поблизу

магнітних полюсів Землі.

Швидкість газових часток, що утворюють «сонячний вітер» 300 – 500, а за

деякими даними навіть 800 км в секунду. Завдяки цьому «вітру» Сонце

безперервно втрачає не тільки енергію, але й масу. Він щорічно забирає від

Сонця близько 1,4(1013 тонн речовини. Але, хоча ця цифра і астрономічна,

втрати сонячної матерії, порівняно із загальною масою Сонця, так малі, що

можуть призвести до зменшення її на 1% лише через 100 мільярдів років.

Земля, як, втім, і всі планети сонячної системи оточена не

безповітряним холодним простором, а розпеченим корональным газом,

температура якого досягає десятків тисяч градусів. Верхній розряджений

шар атмосфери Землі (екзосфера) як би зливається з цим потоком летять від

сонця гарячих газів. Тому і температура часток повітря тут досягає

сотень градусів нижче нуля.

Крім газових частинок (корпускул), які, як я сказав, летять від

Сонця зі швидкістю 300 – 500 і більше км/сек. і досягають поверхні Землі

приблизно через 8 – 10 хвилин, Сонце випромінює енергію у вигляді

електромагнітних хвиль різної довжини і частоти, починаючи від декількох

Ангстрем (1 мікрон = 10000 Ангстрем) і закінчуючи дуже довгими

радіохвилями. Основна частина приходить на Землю сонячної радіації лежить в

межах 0,17 – 24 мікрона, причому 99% цієї радіації припадає на ділянку

спектру від 0,17 до 4 мікрон. Радіація Сонця з довжинами хвиль менше 0,17

мікрон поглинається верхніми шарами атмосфери, і виміряти її можна тільки

піднявшись на великі висоти. Ця короткохвильова ультрафіолетова радіація

Сонця є дуже небезпечною для життя живих організмів. Якби атмосфера

не захищала нас від неї, то життя на Землі була б неможливою.

Сонячна радіація з довжиною хвиль більше 24 мікрон становить

мізерно малу величину і в практичних розрахунках не враховується. Весь

інший спектр радіації Сонця (від 0,17 до 4 мікрон) зазвичай ділять на три

частини. Перша частина – ультрафіолетова радіація (від 0,17 до 0,35 мікрона).

За сильний вплив на живі організми її іноді називають хімічної

радіацією. Саме вона викликає зміни в складі шкірного пігменту і

утворює сонячний загар, а при тривалому впливі – еритему або опік.

При тривалому опроміненні вона згубно діє на багато мікроорганізми.

Однак, незважаючи на значимість цієї радіації в житті рослин і тварин,

її частка в енергетичному балансі Землі не перевищує 7 відсотків.

Другу частину сонячного спектру (від 0,35 до 0,75 мікрона) становить

світлова радіація, тобто те, що ми звемо сонячним світлом. На частку

цієї радіації в енергетичному балансі припадає вже 46 відсотків.

І нарешті, третю частину сонячного спектру (від 0,76 до 4 мікрон і

далі) утворює так звана інфрачервона, вже невидима для ока,

радіація (47 відсотків).

Якщо дивитися на Сонце через темне скло, туман, чи серпанок

(особливо, коли воно перебуває близько до горизонту), то можна побачити

величезна темна пляма. В дійсності виявляється, що це пляма,

є підставою фотосфери, аж ніяк не суцільне і за зовнішнім виглядом

нагадує вимощену бруківкою бруківку.

Спостереження показують, що поверхня Сонця ніколи не буває

спокійна. Поглиблення на цій «мостовий» іноді зливаються між собою,

утворюючи великі темні плями, що свідчать про сильних вертикальних

рухах сонячних газів; під час сонячної активності таких плям

одночасно може нараховуватися кілька, спокійні ж періоди

поверхня Сонця місяцями може залишатися чистою. Вивчаючи частоту і

інтенсивність полярних сяйв, які збільшуються і посилюються в період

сонячної активності, вчені встановили, що сонячна активність має

свою періодичність 2, 6, 11, 26, і близько 100 років. Особливо добре

простежується 11-річний цикл.

В ті роки, коли максимуми або гребені цих хвиль накладаються один

на одного, посилення сонячної активності відбувається найбільш різко. Така

ситуація сталася в 1957 році, який вчені вибрали в якості

Міжнародного геофізичного року для організації своїх аблюдений

одночасно на всій земній кулі. В цей рік число плям (воно вимірюється в

умовних одиницях, званих числами Вольфа) досягло рекордного за

останні 250 років значення

Активність Сонця впливає на процеси, що відбуваються як на Землі, так і

в атмосфері. З її посиленням в атмосфері відбуваються магнітні збурення,

магнітні бурі, погіршується або навіть припиняється проходження радіохвиль.

Встановлено великий вплив сонячної активності на погоду і навіть на

клімат, а також на геофізичні процеси, що відбуваються в твердій оболонці

Землі.

Справа в тому, що так звана площину екліптики, в якій

відбувається обертання Землі навколо Сонця, нахилена до сонячного екватора

лише на 70. Це означає, що до Землі надходить промениста енергія і

корпускулярне випромінювання тільки з вузькою екваторіальної області Сонця.

Разом з тим астрономами встановлено, що в період посилення сонячної

активності утворилися на Сонці плями поступово сповзають від сонячних

полюсів в зону сонячного екватора. Це призводить до того, що в ці періоди

до Землі приходить значно більше ультрафіолетових променів радіації

надкоротких довжин хвиль. Їх вплив позначається головним чином, на високих

шарах атмосфери і мало відбивається на інтенсивності прямої радіації,

приходить до земної поверхні.

У високих шарах атмосфери під впливом ультрафіолетової радіації

Сонця молекули кисню О2 розщеплюються навпіл, або, як кажуть,

диссоциируются (О2 ( О + О). Утворилися в результаті дисоціації

вільні атоми кисню дуже нестійкі, вони швидко приєднуються до

який-небудь інший молекулі кисню, утворюючи новий газ, званий озоном

(О3).

Найбільша концентрація озону спостерігається в шарі атмосфери від 10 до 30

км над поверхнею. Тому його часто називають озоновим шаром. Цей шар

озону має дуже високе значення при формуванні клімату не тільки в

вільній атмосфері, але і земної поверхні. Справа в тому, що озон

поглинає значну частину теплових променів, що випускаються земної

поверхнею у світовий простір. Поглинувши їх, він, по-перше, нагріває

шар повітря, в якому міститься, а по-друге, повертає тепло назад

на Землю, перешкоджаючи її охолодженню. Він діє на зразок рами в парнику,

таким чином, виникає тепловий ефект, який він чинить на

поверхня нашої планети цей ефект називається парниковим.

Із збільшенням інтенсивності сонячного випромінювання кількість озону в

атмосфері збільшується, а його максимальна інтенсивність переміщається з

висоти 28 – 30 км на висоту 10 – 11 км. Завдяки такому перерозподілу

озону при ясному небі рівноважна температура біля поверхні Землі може

підвищитися на декілька градусів, що в свою чергу, позначається на

зміні тиску повітря у земної поверхні, а разом з ним – на загальній

циркуляції атмосфери. Приблизно кожні два роки, а точніше кожні 26 місяців,

вітри від західних переходять до східних, а потім знову до західних.

Але сонячна активність пов’язана не тільки з кількістю і площею

сонячних плям. Є і інші астрономічні умови, що підсилюють або

що зменшують надходження сонячної радіації до меж земної атмосфери і

створюють свою циклічність. Одним з таких умов є 27-денний

період обертання Сонця навколо своєї осі. У зв’язку з цим обертанням виникли

або накопичені в якій-небудь частині сонячного екватора темні плями

з’являються або зникають з видимого диска Сонця, змінюючи тим самим

кількість сонячної радіації, випромінюваної в бік Землі. Такий 27-денний

цикл не може не вплинути на погоду та інші геофізичні процеси,

що відбуваються на земній поверхні і в атмосфері.

Ось які дані про хвилі холоду в Петербурзі призводить, наприклад,

доктор геофізичних наук Т. В. Покровська (1967 р.). У перший день

З ще більш тривалими циклами сонячної активності, рівними в

середньому 7 років, пов’язані, мабуть, дощові роки на західному

узбережжі Південної Америки, які повторюються через кожні 7 років, а також

суворі зими на північно-заході Росії, спостерігаються через такий же

проміжок часу.

Не без впливу Сонця утворюються в атмосфері і на Землі відомі в

народі ще з найдавніших часів так звані хрещенські і сретенские

морози або часті грози в ільїн день (2 серпня). Вчені, обробивши запису

грозорегистраторов за останні роки, виявили, що вони мають чітку

періодичність, причому найбільша активність гроз з року в рік спостерігається,

якщо не в ті дні, які встановлені народними прикметами (ільїн день, день

Самсона і т. д.), близько від них.

Значний вплив вказує посилення сонячної активності не тільки

на процеси, але і на стан самої людини. Ще в середині століття хіміки

помітили цікаве явище: деякі колоїдні розчини ні з того ні з

цього починають втрачати колоїдну стійкість. Зважені в них речовини

раптом випадають у вигляді осаду, а барвники знебарвлюються. Фахівці

фетрові і повстяного виробництв ще раніше помітили, що при

певних умовах фетр і повсть дуже важко виробляли. В цементній

промисловості в теж час високоякісні сорти цементу погано

цементуються і т. д.

Італійському хіміку Пікарді вдалося встановити тісний зв’язок цих

оригінальних явищ з магнітними бурями, а через них — і з сонячної

активністю. Виявилося, що порушення коллоидального рівноваги деяких

розчинів завжди пов’язане з посиленням сонячної активності і збільшенням

корпускулярного випромінювання Сонця. Пізніше лікарі встановили, що стан

людей з серцево-сосидистыми захворюваннями погіршується при підвищенні

сонячної активності. Причина тут криється в зміні стані крові,

яка, будучи своєрідним колоїдом, також виявилася схильна

Короткий опис статті: сонячна енергія доповідь Тип: Реферат; Size: 144.39 Kb.; Федеральне державне бюджетне освітня установа вищої професійної освіти Реферат на тему: «Сонячна енергія» документи реферати

Джерело: Реферат на тему: «Сонячна енергія»

Також ви можете прочитати