Στόχοι ενότητας
Κεφάλαιο 1: Ενέργεια
Στο κεφάλαιο αυτό οι μαθητές θα αποκτήσουν βασικές γνώσεις για την ενέργεια και τις πηγές ενέργειας. Θα γνωρίσουν το πετρέλαιο, τους ορυκτούς άνθρακες και το φυσικό αέριο ως πηγές ενέργειας και επιπλέον την προέλευση, την επεξεργασία, τη μεταφορά, τις χρήσεις τους στη βιομηχανία και στα σπίτια μας, καθώς και την περιβαλλοντική ρύπανση που επιφέρουν, αντιδιαστέλλοντάς τις με τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας.
Μορφές ενέργειας
Μορφές ενέργειας
|
Το σύμπαν, σύμφωνα με όσα γνωρίζουμε σήμερα, προήλθε από ένα μεγαλειώδη μετασχηματισμό ενέργειας σε μάζα πριν 14 περίπου δισεκατομμύρια χρόνια. Από τότε ο κόσμος μας διαρκώς αλλάζει. Ο ανεμόμυλος γυρίζει από τον αέρα που φυσά, το φυτό μεγαλώνει παίρνοντας τροφή από το έδαφος, το ανάγλυφο της Γης μεταβάλλεται με τους σεισμούς και τις εκρήξεις των ηφαιστείων...
Για κάθε αλλαγή είναι απαραίτητη ενέργεια. Για να αναπνέεις, να μιλάς, να κινείσαι, χρειάζεσαι ενέργεια. Τα αυτοκίνητα, τα τρένα, όλες οι μηχανές, χρειάζονται ενέργεια, για να λειτουργήσουν. Η ενέργεια δεν εμφανίζεται από το τίποτα ούτε εξαφανίζεται, αλλάζει όμως διαρκώς «μορφή» και μετακινείται συνεχώς.
|
|
Η ενέργεια αποθηκεύεται με κάποια μορφή, μετατρέπεται από τη μία μορφή στην άλλη και μετακινείται συνεχώς.
Εμείς οι άνθρωποι προσπαθούμε να διαχειριστούμε τον ενεργειακό πλούτο της Γης. Η συνολική ενέργεια διατηρείται. Δε χάνουμε ενέργεια, αλλά δεν μπορούμε και να δημιουργήσουμε ενέργεια. Μπορούμε όμως με διάφορες μηχανές να μετατρέψουμε την ενέργεια που είναι αποθηκευμένη στη Γη, στη μορφή που μας είναι κάθε φορά χρήσιμη και να ωφεληθούμε από τη μετατροπή αυτή. Εκμεταλλευόμαστε την ενέργεια του ανέμου και την ενέργεια του νερού που ρέει ορμητικά.
Χρησιμοποιούμε την ενέργεια που είναι αποθηκευμένη στα καύσιμα, στο ξύλο, στο φυσικό αέριο, στο πετρέλαιο, αλλά και την ενέργεια που ακτινοβολεί ο Ήλιος στη Γη.
|
|
Στην ενέργεια δίνουμε διάφορα ονόματα, ανάλογα με την προέλευσή της και τον τρόπο που τη χρησιμοποιούμε. Τα διάφορα «πρόσωπα» της ενέργειας τα ονομάζουμε «μορφές ενέργειας». Δύο βασικές μορφές ενέργειας είναι η κινητική και η δυναμική.
Συμπέρασμα
Ανάλογα με την προέλευσή της και τον τρόπο που τη χρησιμοποιούμε, ονομάζουμε την ενέργεια χημική, ηλεκτρική, πυρηνική, κινητική, δυναμική, φωτεινή ή θερμότητα.
Πυρηνική ενέργεια
Η πυρηνική ενέργεια κρύβει πολλούς κινδύνους, γιατί ο άνθρωπος δεν έχει όλες τις γνώσεις που χρειάζονται για να την χρησιμοποιεί με ασφάλεια. Άρα είναι πάντα πιθανό ένα ατύχημα που θα γίνει από ανθρώπινο λάθος ή από κάποιο φυσικό φαινόμενο. π.χ. έναν σεισμό που θα οδηγήσει σε πυρηνικό ατύχημα και σε έκλυση ραδιενέργειας.
Ριψη ατομικης βομβας στη Χιροσιμα
Ο βομβαρδισμός της Χιροσίμα από τις ΗΠΑ έλαβε χώρα λίγο πριν τη λήξη του Β' Παγκοσμίου πολέμου, στις 6 Αυγούστου 1945 και ήταν η πρώτη πολεμική πυρηνική επίθεση της Ιστορίας. Η βόμβα ήταν τύπου ουρανίου 235, η οποία είχε λάβει το προσωνύμιο "Little Boy" (αγοράκι) στο κέντρο συναρμολόγησης και δοκιμών Αλαμογκόρντο. Τα αποτελέσματα της έκρηξης δεν ήταν γνωστά εκ των προτέρων, μιας και τέτοιου τύπου βόμβα δεν είχε δοκιμαστεί, όπως η βόμβα πλουτωνίου, που ακολούθησε. Τη ρίψη της έκανε ο συνταγματάρχης Πολ Τίμπετς, κυβερνήτης ενός αεροσκάφους Β29 της Αεροπορίας Στρατού, στο οποίο είχε δώσει το όνομα της μητέρας του, "Enola Gay". Το Β29 υπέστη ισχυρή ανατάραξη με την έκρηξη της βόμβας, παρά το γεγονός ότι απείχε ήδη 18 περίπου χιλιόμετρα από το σημείο της έκρηξης. Υπολογίζεται ότι επιτόπου φονεύθηκαν περίπου 70.000 άτομα, οι περισσότεροι άμαχοι. Πολύ περισσότεροι πέθαναν αργότερα ή έπαθαν σημαντικές βλάβες στην υγεία τους λόγω της ραδιενέργειας. Από την πόλη διασώθηκε μόνον ο θόλος (από μπετόν) και ο σκελετός του κτιρίου που τον στήριζε. Πριν την έκρηξη αυτό ήταν το κτίριο που στέγαζε την "Εμπορική Έκθεση της Περιφέρειας της Χιροσίμα". Ο θόλος υπάρχει και σήμερα, όπως ακριβώς απέμεινε μετά την έκρηξη, και έχει χαρακτηριστεί Μνημείο Παγκόσμιας Κληρονομιάς από την UNESCO.
Πηγή: Βικιπαίδεια
26/4/1986 - το δυστυχημα του Τσερνομπιλ
Ήταν 26 Απριλίου του 1986 όταν εξερράγη ένας αντιδραστήρας στο πυρηνικό εργοστάσιο, προκαλώντας την μεγαλύτερη μέχρι τότε περιβαλλοντική καταστροφή.
Δεκάδες άνθρωποι σκοτώθηκαν άμεσα, ωστόσο η διαρροή ραδιενέργειας θεωρείται υπεύθυνη για χιλιάδες άλλους θανάτους από καρκίνο στην ευρύτερη περιοχή, ακόμα και σε γειτονικές χώρες.
Δεκάδες χιλιάδες άνθρωποι αναγκάστηκαν να μεταναστεύσουν.
Δεκάδες άνθρωποι σκοτώθηκαν άμεσα, ωστόσο η διαρροή ραδιενέργειας θεωρείται υπεύθυνη για χιλιάδες άλλους θανάτους από καρκίνο στην ευρύτερη περιοχή, ακόμα και σε γειτονικές χώρες.
Δεκάδες χιλιάδες άνθρωποι αναγκάστηκαν να μεταναστεύσουν.
Το Τσερνομπιλ «ζωντανευει» 30 χρονια μετα
Ο Αλεξάντρ Σιρότα ζει κοντά στη ζώνη αποκλεισμού του Τσερνόμπιλ. Όμως οι αναμνήσεις της παιδικής ηλικίας του, είναι στενά συνδεδεμένες με την Πριπιάτ.
Η πόλη αυτή επλήγη περισσότερο από τη ραδιενεργό μόλυνση μετά την καταστροφή του Τσερνόμπιλ. Ο Ολεξάντρ αναγκάστηκε να εγκαταλείψει την Πριπιάτ όταν ήταν 9 ετών.
Ο Ολεξάντρ μας οδηγεί στην πόλη των παιδικών του χρόνων. Εκεί όπου συνήθως οργανώνει ξεναγήσεις για τουρίστες και τηλεοπτικά συνεργεία.
Η πόλη αυτή επλήγη περισσότερο από τη ραδιενεργό μόλυνση μετά την καταστροφή του Τσερνόμπιλ. Ο Ολεξάντρ αναγκάστηκε να εγκαταλείψει την Πριπιάτ όταν ήταν 9 ετών.
Ο Ολεξάντρ μας οδηγεί στην πόλη των παιδικών του χρόνων. Εκεί όπου συνήθως οργανώνει ξεναγήσεις για τουρίστες και τηλεοπτικά συνεργεία.
Πηγές ενέργειας
Πηγές ηλεκτρικής ενέργειας
Πηγές ενέργειας
|
Η ενέργεια είναι πολύτιμη και απαραίτητη για κάθε αλλαγή στη φύση, για κάθε δραστηριότητά μας. Εμείς οι άνθρωποι προσπαθούμε να διαχειριστούμε τον ενεργειακό πλούτο της Γης μετατρέποντας την ενέργεια στη μορφή που μας είναι κάθε φορά χρήσιμη. Χρησιμοποιούμε την ενέργεια που είναι αποθηκευμένη στη φύση ή που αποθηκεύουμε εμείς, σε διάφορες μορφές. Αυτές τις «αποθήκες» τις ονομάζουμε συχνά και πηγές ενέργειας.
Ο Ήλιος ακτινοβολεί αδιάκοπα ενέργεια στο σύμπαν. Η ενέργεια του Ήλιου είναι πυρηνική, ενέργεια δηλαδή που προέρχεται από τη συνένωση, τη σύντηξη, πυρήνων υδρογόνου και τη δημιουργία πυρήνων του χημικού στοιχείου ηλίου. Από την ενέργεια που ακτινοβολεί ο Ήλιος ένα πολύ μικρό μέρος φτάνει στη Γη.
|
Κι όμως αυτό είναι αρκετό, για να συντηρεί τη ζωή στον πλανήτη μας. Με τον ένα ή τον άλλο τρόπο, όλες οι πηγές ενέργειας που χρησιμοποιούμε, έχουν δημιουργηθεί από την ενέργεια του Ήλιου.
Πηγές ενέργειας: Ήλιος, τρόφιμα, Γαιάνθρακας, Πετρέλαιο, Βιομάζα, Φυσικό αέριο, Άνεμος, Νερό, Γεωθερμία, Σχάση πυρήνων
Συμπέρασμα
Ο ήλιος, τα τρόφιμα, ο γαιάνθρακας, η βιομάζα, το πετρέλαιο, το φυσικό αέριο, ο άνεμος, το νερό, η γεωθερμία και η σχάση των πυρήνων αποτελούν πηγές ενέργειας.
Πως παραγεται ηλεκτρικη ενεργεια απο το νερο
Πως παραγεται ηλεκτρικη ενεργεια απο τον ανεμο
Πως λειτουργει ο ηλιακος θερμοσιφωνας
Πετρέλαιο: από το υπέδαφος στο σπίτι μας
Πετρέλαιο: από το υπέδαφος στο σπίτι μας
|
Η δημιουργία των κοιτασμάτων πετρελαίου έγινε στο υπέδαφος πριν από 10 εκατομμύρια χρόνια, όταν θαλάσσιοι μικροοργανισμοί που συσσωρεύονταν στον πυθμένα των θαλασσών και των λιμνών καταπλακώθηκαν από άμμο και πετρώματα. Λόγω των υψηλών θερμοκρασιών που επικρατούσαν και της υψηλής πίεσης, με το πέρασμα του χρόνου, οι οργανισμοί αυτοί μετατράπηκαν σε μόρια χημικών ενώσεων που αποτελούν το πετρέλαιο. Τα μόρια αυτά ονομάζονται υδρογονάνθρακες και αποτελούνται από άτομα υδρογόνου και άνθρακα.
Τα μεγαλύτερα κοιτάσματα πετρελαίου βρίσκονται στη Μέση Ανατολή, στη Ρωσία, στις Η.Π.Α., στη Λατινική Αμερική και στη Βόρειο Θάλασσα. Στην Ελλάδα υπάρχουν μικρά κοιτάσματα πετρελαίου στη Θάσο.
|
Εξόρυξη πετρελαίου
|
Για την αναζήτηση κοιτασμάτων πετρελαίου γίνονται ειδικές μελέτες. Με τις μελέτες αυτές εντοπίζονται περιοχές, στις οποίες υπάρχει μεγάλη πιθανότητα να βρεθεί πετρέλαιο. Στις περιοχές αυτές γίνονται γεωτρήσεις σε μεγάλο βάθος. Το πετρέλαιο μπορεί να αναβλύζει από τη γεώτρηση, εφόσον η πίεση είναι μεγάλη, διαφορετικά χρησιμοποιούνται αντλίες για την άντλησή του.
|
Ιδιαίτερα δύσκολος είναι ο εντοπισμός κοιτασμάτων πετρελαίου που βρίσκονται κάτω από τη θάλασσα. Στις περιπτώσεις αυτές κατασκευάζονται ειδικές εξέδρες εξόρυξης. Το κόστος άντλησης είναι τότε πολύ μεγαλύτερο.
Το πετρέλαιο είναι πολύτιμο. Τόσο πολύτιμο, που μεταφέρεται από τους τόπους εξόρυξης και επεξεργασίας σε κάθε άκρη του πλανήτη. Ειδικοί πετρελαιαγωγοί, πλοία και φορτηγά χρησιμοποιούνται γι' αυτόν το σκοπό. Τα τελευταία χρόνια λαμβάνονται ιδιαίτερα αυστηρά μέτρα για την προστασία από ατυχήματα, καθώς η ρύπανση από διαρροή πετρελαίου είναι ιδιαίτερα καταστροφική για το περιβάλλον.
|
|
Οι 10 χώρες με τα περισσότερα αποθέματα πετρελαίου στο κόσμο
Μαύρος χρυσός
Η βιομηχανική παραγωγή κάθε χώρας αλλά και η καθημερινή μας ζωή εξαρτώνται σε σημαντικό βαθμό από το πετρέλαιο. Η τιμή του πετρελαίου επηρεάζει άμεσα το κόστος πολλών προϊόντων. Όταν η τιμή του πετρελαίου αυξάνεται, τότε το κόστος όλων των προϊόντων που παράγονται από το πετρέλαιο ανεβαίνει, με αρνητικές συνέπειες για την οικονομία. Λύση στο πρόβλημα δίνει η αύξηση στις ποσότητες πετρελαίου που αντλούνται, οπότε οι τιμές πέφτουν.
Όταν η τιμή του πετρελαίου πέφτει σημαντικά, παρατηρείται σπατάλη στη χρήση του πετρελαίου με αρνητικές πάλι συνέπειες στην οικονομία. Η σταθερότητα της τιμής του πετρελαίου είναι σημαντική για την οικονομία. Δεν έχουν άδικο, λοιπόν, όσοι αποκαλούν το πετρέλαιο «μαύρο χρυσό». Το πετρέλαιο έχει αναμφίβολα μεγάλη αξία, όπως και ο χρυσός, δε διαθέτει ωστόσο ούτε λίγη από τη λάμψη του!
Συμπέρασμα
Το πετρέλαιο σχηματίστηκε πριν από εκατομμύρια χρόνια από μικροοργανισμούς που καταπλακώθηκαν στο υπέδαφος. Μετά την εξόρυξή του μεταφέρεται για επεξεργασία στα διυλιστήρια και στη συνέχεια στα πρατήρια για δική μας χρήση.
Επεξεργασία του αργού πετρελαίου
Επεξεργασία του αργού πετρελαίου
|
Η επεξεργασία του αργού πετρελαίου δε γίνεται στους τόπους άντλησης. Μέσα από πετρελαιαγωγούς και με μεγάλα δεξαμενόπλοια το αργό πετρέλαιο μεταφέρεται στα διυλιστήρια, όπου γίνεται η διύλισή του. Αρχικά, απομακρύνονται από το αργό πετρέλαιο οι ενώσεις του θείου. Η διαδικασία αυτή ονομάζεται αποθείωση. Στη συνέχεια, το πετρέλαιο διοχετεύεται στην αποστακτική στήλη, όπου γίνεται η κλασματική απόσταξη. Τα μόρια των χημικών ενώσεων του πετρελαίου διαχωρίζονται. Με τη διαδικασία αυτή παράγονται τα κλάσματα του πετρελαίου. |
Κλάσματα πετρελαίου; Τι είναι πάλι αυτό;
|
Όλοι γνωρίζουμε τα κλάσματα στα μαθηματικά! Τι είναι όμως τα κλάσματα του πετρελαίου; Είναι προϊόντα του πετρελαίου με διαφορετικό σημείο βρασμού.
Στην κλασματική απόσταξη το πετρέλαιο θερμαίνεται στους 400 °C περίπου. Τα προϊόντα με διαφορετικό σημείο βρασμού, τα κλάσματα του πετρελαίου, συγκεντρώνονται σε διαφορετικά επίπεδα στην αποστακτική στήλη. Το βουτάνιο, η βενζίνη, η κηροζίνη, το πετρέλαιο θέρμανσης και κίνησης, το μαζούτ, τα ορυκτέλαια, η παραφίνη και η άσφαλτος είναι κλάσματα του πετρελαίου. |
Συμπέρασμα
Τα κυριότερα κλάσματα του πετρελαίου είναι το προπάνιο, το βουτάνιο, η βενζίνη, η κηροζίνη, το πετρέλαιο κίνησης & θέρμανσης, το μαζούτ, τα ορυκτέλαια, η παραφίνη, η άσφαλτος κ.ά.
Το πετρέλαιο ως πηγή ενέργειας
Το πετρέλαιο ως πηγή ενέργειας
|
Τα κλάσματα του πετρελαίου χρησιμοποιούνται ως καύσιμα σε πολλά μηχανήματα. Η μετατροπή της ενέργειας του πετρελαίου γίνεται σε καυστήρες ή σε κινητήρες εσωτερικής καύσης. Η αξιοποίηση της ενέργειας του πετρελαίου γίνεται καθώς αυτό καίγεται.
Το πετρέλαιο δημιουργήθηκε από μικροοργανισμούς. Η ενέργεια που είναι αποθηκευμένη στο πετρέλαιο προέρχεται από την ενέργεια που οι μικροοργανισμοί αποθήκευσαν από τον Ήλιο και την τροφή τους. Στη διάρκεια εκατομμυρίων χρόνων και με τη βοήθεια της ενέργειας της Γης, της γεωθερμίας, τα μόρια των μικροοργανισμών μετατράπηκαν στα μόρια των χημικών ενώσεων που αποτελούν το πετρέλαιο. Όταν το πετρέλαιο καίγεται, η χημική ενέργεια που είναι αποθηκευμένη σε όλα αυτά τα μόρια μετατρέπεται σε κινητική και θερμική ενέργεια. |
Συμπέρασμα
Οι μεγάλες μηχανές που καταναλώνουν μεγάλα ποσά ενέργειας (ενεργοβόρες) χρησιμοποιούν ως καύσιμο κλάσματα του αργού πετρελαίου.
Μηχανες Εσωτερικης Καυσης
Το πετρέλαιο κινεί μηχανές!
|
Τα κυριότερα καύσιμα, που χρησιμοποιούνται για την κίνηση μεγάλων μηχανημάτων, προέρχονται από το αργό πετρέλαιο. Σε κάθε μηχάνημα χρησιμοποιείται διαφορετικό κλάσμα του αργού πετρελαίου.
|
Τα αποθεματα του πετρελαιου ειναι περιορισμενα
|
Το πετρέλαιο είναι μια πολύτιμη πηγή ενέργειας. Με τη χρήση του πετρελαίου καλύπτουμε περίπου το 50% των ενεργειακών μας αναγκών. Δυστυχώς, τα αποθέματα πετρελαίου δεν είναι ανεξάντλητα. Για να δημιουργηθούν τα κοιτάσματα, που σήμερα καταναλώνουμε με γοργούς ρυθμούς, χρειάστηκαν εκατομμύρια χρόνια. Αν η εξόρυξη και η κατανάλωση του πετρελαίου συνεχιστεί με το σημερινό ρυθμό, τα αποθέματα πετρελαίου θα εξαντληθούν σύντομα. Σύμφωνα με την πιο αισιόδοξη εκτίμηση, την εκτίμηση του ΟΠΕΚ, τα αποθέματα επαρκούν για μόλις 53 χρόνια.
|
Ένας χάρτης των παγκοσμίων αποθεμάτων πετρελαίου, Ιανουάριος 2014.
|
Γι' αυτό προσπαθούμε να περιορίσουμε όσο είναι δυνατόν την κατανάλωση πετρελαίου. Παράλληλα, αναζητούμε άλλες πηγές ενέργειας.
Πετρελαιοκηλιδες
|
Από το 1967 μέχρι το 2006 οι σημαντικότερες διαρροές πετρελαίου. Οι κόκκινοι κύκλοι δείχνουν διαρροές πετρελαίου ενώ οι σκιασμένες περιοχές δείχνουν τη μόλυνση θάλασσας και εδάφους από λιπάσματα.
|
|
|
|
Το πετρέλαιο ως πρώτη ύλη
Πετροχημικό εργοστάσιο
Το πετρέλαιο ως πρώτη ύλη
|
Στα σύγχρονα διυλιστήρια, μετά την κλασματική απόσταξη, γίνεται δευτερογενής επεξεργασία ορισμένων κλασμάτων του αργού πετρελαίου. Ενώ στην πρωτογενή επεξεργασία απομονώνονται τα μόρια των χημικών ενώσεων, των οποίων η καύση απελευθερώνει μεγάλες ποσότητες ενέργειας, στη δευτερογενή διαδικασία απομονώνονται τα μόρια των χημικών ενώσεων από τα οποία κατασκευάζονται χρήσιμα προϊόντα.
Η δευτερογενής δηλαδή επεξεργασία μας δίνει πολύτιμες πρώτες ύλες. Τα προϊόντα που προέρχονται από το πετρέλαιο ονομάζονται πετροχημικά. Τα κυριότερα από αυτά είναι τα πλαστικά, τα απορρυπαντικά, τα χρώματα, τα συνθετικά υφάσματα, κάποια οργανικά λιπάσματα, μερικά καλλυντικά... |
|
Τα περισσότερα προϊόντα καθημερινής χρήσης που αγοράζουμε είναι συσκευασμένα. Το πιο συνηθισμένο υλικό συσκευασίας είναι το πλαστικό. Τα υλικά συσκευασίας αποτελούν μεγάλο μέρος των σκουπιδιών, τα οποία καταλήγουν στις χωματερές, όπου σιγά-σιγά διαλύονται. Τα πλαστικά είναι υλικά που καταστρέφονται με πολύ αργό ρυθμό, ενώ κατά τη διάλυσή τους δημιουργούνται ουσίες, που ρυπαίνουν τον αέρα, το έδαφος και τα υπόγεια νερά. Γι' αυτό πρέπει, όσο μπορούμε, να περιορίζουμε τη χρήση των πλαστικών, εφόσον σύντομα αυτά καταλήγουν στα σκουπίδια. Και κάτι ακόμη: Δεν πετάμε ποτέ τα σκουπίδια στο δρόμο, στην παραλία ή στην εξοχή!
|
|
Συμπέρασμα
Πολλά υλικά της καθημερινής ζωής παράγονται από το πετρέλαιο. Τέτοια υλικά είναι τα πλαστικά, οι κόλλες, τα απορρυπαντικά, τα ελαστικά, τα λάδια για μηχανές κ.ά.
Ορυκτοί άνθρακες - Ένα πολύτιμο στερεό
Ορυκτοί άνθρακες - Ένα πολύτιμο στερεό
|
Οι ορυκτοί άνθρακες, ή αλλιώς γαιάνθρακες, βρίσκονται στο υπέδαφος. Σχηματίστηκαν εκεί κατά τη διάρκεια πολλών εκατομμυρίων χρόνων από φυτά, που καταπλακώθηκαν από στρώματα εδάφους μετά από φυσικές καταστροφές. Οι ορυκτοί άνθρακες έχουν πολλές διαφορετικές μορφές.
Οι άμορφοι άνθρακες αποτελούν την πιο συνηθισμένη μορφή ορυκτών ανθράκων. Ονομάζονται έτσι, γιατί η διάταξη των ατόμων του άνθρακα που τους αποτελούν είναι τυχαία, δεν έχει συγκεκριμένη μορφή. Η αξιοποίησή τους γίνεται με την καύση, οπότε η χημική τους ενέργεια μετατρέπεται σε μορφές που μπορούμε να αξιοποιήσουμε πιο εύκολα. Τα κοιτάσματα των άμορφων ορυκτών ανθράκων περιέχουν, εκτός από άνθρακα, νερό και διάφορα άλλα συστατικά. |
Η σύστασή τους εξαρτάται από το χρόνο που παρέμειναν θαμμένα στο υπέδαφος καθώς και από τις συνθήκες θερμοκρασίας και πίεσης. Ανάλογα με την περιεκτικότητα σε άνθρακα διακρίνουμε τέσσερις κύριες κατηγορίες ορυκτών ανθράκων: την τύρφη, όταν η περιεκτικότητα σε άνθρακα δεν ξεπερνά το 50%, το λιγνίτη με περιεκτικότητα 50%-70%, το λιθάνθρακα με περιεκτικότητα 70%-90% και τον ανθρακίτη με περιεκτικότητα μεγαλύτερη από 90%.
Μεταφορά ορυκτών ανθράκων
Συμπέρασμα
Οι ορυκτοί άνθρακες σχηματίστηκαν πριν από εκατομμύρια χρόνια από φυτά που κατά-πλακώθηκαν στο υπέδαφος. Μετά την εξόρυξή τους από το υπέδαφος μεταφέρονται στα εργοστάσια, όπου χρησιμοποιούνται ως πηγή ενέργειας.
Εξορυξη του ανθρακα
Τα κοιτάσματα ορυκτού άνθρακα μπορεί να είναι επιφανειακά ή υπόγεια. Επιφανειακά ονομάζονται τα κοιτάσματα που βρίσκονται μέχρι 30 μέτρα από την επιφάνεια της Γης. Τα κοιτάσματα αυτά αποτελούνται συνήθως από λιγνίτη. Για την εξόρυξη των επιφανειακών κοιτασμάτων απομακρύνεται αρχικά το χώμα και τα πετρώματα, για να αποκαλυφθούν τα στρώματα του άνθρακα, που βρίσκονται από κάτω. Στη συνέχεια γίνεται η συλλογή του ορυκτού άνθρακα και η μεταφορά του με ταινιόδρομους. Η εξόρυξη των υπόγειων κοιτασμάτων είναι πολύ πιο δύσκολη και δαπανηρή. Για την εξόρυξη των υπόγειων κοιτασμάτων είναι αναγκαία η κατασκευή ειδικών εγκαταστάσεων, των ορυχείων.
|
Τα υπόγεια ορυχεία φτάνουν σε βάθος 200-300 μέτρων, αλλά υπάρχουν και περιπτώσεις, όπου ο άνθρακας συλλέγεται από βάθος 1.000 μέτρων κάτω από την επιφάνεια της Γης. Η κυκλοφορία στο ορυχείο γίνεται μέσα από ένα σύστημα στοών και ανελκυστήρων, ενώ για τη μεταφορά του ορυκτού άνθρακα χρησιμοποιούνται βαγονέτα, που κινούνται πάνω σε ειδικές ράγες. Οι ανθρακωρύχοι εργάζονται χωρίς καθόλου φυσικό φως σε στοές με υψηλή υγρασία και χαμηλή θερμοκρασία.
|
|
Για την ασφάλειά τους οι ανθρακωρύχοι χρησιμοποιούν ειδικό εξοπλισμό: κράνος με φακό προσαρμοσμένο στο επάνω μέρος, μπότες, γάντια και φιάλη με αέρα. Στο ορυχείο ο αερισμός γίνεται με ειδικούς αεραγωγούς, που τροφοδοτούν τις στοές με φρέσκο αέρα από την επιφάνεια. Οι φιάλες όμως μπορεί να αποδειχτούν σωτήριες στην περίπτωση κάποιου ατυχήματος, καθώς τροφοδοτούν με αέρα τους ανθρακωρύχους, ώσπου να φτάσουν τα συνεργεία διάσωσης.
Οι ορυκτοί άνθρακες ως πηγή ενέργειας
Εργοστάσιο ΔΕΗ
Οι ορυκτοί άνθρακες ως πηγή ενέργειας
|
Ώς τις αρχές του περασμένου αιώνα, στα τρένα, στα πλοία καθώς και στις περισσότερες μηχανές των εργοστασίων, οι άνθρωποι χρησιμοποιούσαν σαν καύσιμο τον ορυκτό άνθρακα. Σταδιακά, η χρήση του πετρελαίου αντικατέστησε τους ορυκτούς άνθρακες στα περισσότερα μέσα μεταφοράς και στα εργοστάσια, όχι μόνο λόγω κόστους, αλλά και γιατί εφευρέθηκε η μηχανή εσωτερικής καύσης. Η χρήση των ορυκτών ανθράκων περιορίστηκε σε εργοστάσια παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας.
Στην Ελλάδα τέτοια εργοστάσια είναι τα θερμοηλεκτρικά εργοστάσια της ΔΕΗ, τα οποία κατασκευάζονται σε διάφορα σημεία της χώρας κοντά σε κοιτάσματα λιγνίτη. Μέσα από το δίκτυο της ΔΕΗ η ηλεκτρική ενέργεια μεταφέρεται στη συνέχεια σε όλη τη χώρα. |
Το ταξίδι της Ηλεκτρικής Ενέργειας
|
Όταν οι ορυκτοί άνθρακες καίγονται, τα άτομα του άνθρακα ενώνονται με άτομα οξυγόνου του ατμοσφαιρικού αέρα και παράγουν διοξείδιο του άνθρακα, ελευθερώνοντας μεγάλη ποσότητα ενέργειας σε μορφή θερμότητας. Η θερμότητα χρησιμοποιείται για την παραγωγή ατμού, που περιστρέφει ειδικές γεννήτριες οι οποίες παράγουν ηλεκτρική ενέργεια. Η ηλεκτρική ενέργεια μεταφέρεται, μέσω του δικτύου, στους καταναλωτές.
|
|
Συμπέρασμα
Ο λιγνίτης και το ξυλοκάρβουνο χρησιμοποιούνται ως πηγές ενέργειας. Στη βιομηχανία χρησιμοποιούμε το λιγνίτη, ενώ για καθημερινές ανάγκες, όπως είναι το ψήσιμο του φαγητού, χρησιμοποιούμε τα ξυλοκάρβουνα.
αλλες χρησεις των ορυκτων ανθρακων
|
|
Ορυκτος ανθρακας η ξυλοκαρβουνο;
Ορυκτός άνθρακας ή ξυλοκάρβουνο;
|
Το πρώτο καύσιμο που χρησιμοποίησε ο άνθρωπος, για να ζεσταθεί, ήταν το ξύλο. Αργότερα, ανακαλύφθηκαν οι ορυκτοί άνθρακες, οι οποίοι μπορούσαν επίσης να χρησιμοποιηθούν ως καύσιμο στις πρώτες μηχανές που κατασκευάστηκαν. Πολλές φορές μπερδεύουμε τους ορυκτούς άνθρακες με το ξυλοκάρβουνο που χρησιμοποιούμε στην καθημερινή μας ζωή. Η σόμπα, η ψησταριά και το μαγκάλι λειτουργούν με ξυλοκάρβουνα.
Σε αντίθεση με τους ορυκτούς άνθρακες που παίρνουμε από το υπέδαφος, τα ξυλοκάρβουνα κατασκευάζονται τεχνητά με τη θέρμανση, με το «ψήσιμο» ξύλων σε περιβάλλον με όσο το δυνατό λιγότερο οξυγόνο. |
|
Η παρασκευή των ξυλοκάρβουνων γίνεται από τους καμινιέρηδες στα καρβουνοκάμινα, μικρούς λόφους από ξύλα που σκεπάζονται με φύλλα και χώμα. Στο κέντρο των λόφων υπάρχει ένα άνοιγμα, που φτάνει μέχρι τη βάση τους. Από εκεί οι καμινιέρηδες βάζουν φωτιά στο καμίνι, οπότε τα ξύλα θερμαίνονται σε περιβάλλον με λιγοστό αέρα.