Mihin kaikki hukka-energia katoaa?

Mihin kaikki hukka-energia katoaa? 

Energian säilymislain mukaan, energiaa ei voida luoda eikä tuhota – se voidaan muuntaa vain energia-muodosta toiseen. Tämä tarkoittaa, että järjestelmässä on aina sama määrä energiaa, ellei sitä lisätä ulkopuolelta. Tämä on erityisen hämmentävää ei-konservatiivisten voimien tapauksessa, joissa energia muuttuu mekaanisesta energiasta lämpöenergiaksi, mutta kokonaisenergia pysyy samana. Ainoa tapa käyttää energiaa on muuttaa energiaa muodosta toiseen. 

Minkä tahansa järjestelmän energiamäärä määritetään seuraavalla yksinkertaisella yhtälöllä:

UT = Ui + W + Q

  • UT = systeemin sisäinen kokonaisenergia
  • Ui = systeemin alkuperäinen sisäinen energia
  • W = systeemin tekemä työ
  • Q = systeemiin lisätty tai siitä poistettu energia

Systeemin sisäinen energia voidaan myös määritellä yhtälöllä:

ΔU = W + Q

Tämä on termodynamiikan ensimmäinen sääntö

Energiaa ei siis voida luoda tyhjästä, yhteiskunnan on saatava energiaa jostain. Kun energiaa hyödynnetään, siinä myös menetetään energiaa.

Mihin tämä kaikki hukka-energia katoaa? 

Yksikertainen ja karkea esimerkki hehkulampusta, joka tuottaa valoenergiaa vain ~5% ja ~95% muuttuu hukkalämmöksi. Eli syötetystä kokonaisenergiasta 100 J/s muuntuu hyödylliseksi valoksi vain 5 J/s, jolloin hehkulampun valoenergian hyötysuhde (𝛈) on:

𝛈 = 5/100 [J/s] x 100% = 5%

Toisaalta hehkulamppujen hukkalämpöä (95%) voidaan hyödyntää, joten kokonaisenergian kierrättäminen on mahdollista. Lämpöä voisi hyödyntää suljetuissa tiloissa, missä tarvitaan sekä valoa että lämpöä, mutta myös ilmamassan kierrätystä (synnyttää lämpötila-eroja). Itse asiassa, sama analogia toistuu kaikessa energian tuottamisessa, eli hukkaenergiaa syntyy jatkuvasti.

Energiaa syntyy aineesta, massasta ja sen kiihdyttämisestä valon nopeuden toiseen potenssiin:

E = mc2

Ainetta, materiaaleja voidaan siis kierrättää, jolloin hukkaenergia vähenee huomattavasti. Mihin asti, se on vain ajan kysymys. Tuskin kaikkea energiaa eli materiaa kyetään koskaan täysin kierrättämään (100%), mutta joka suhteessa energian tuhlaaminen on järjen vastaista.

+4
HannuSinivirta
Sitoutumaton Helsinki

(el. vanh. tut. / FMI)

Työkokemusta (tietoliikenne, -atomivoima, -lääketiede, -avaruus) tutkimus- ja tuotekehitystehtävissä.

Kantavia voimia mm. Albert Einstein.

(𝝏fA / 𝝏xA, 𝝏fA / 𝝏yA) / (𝝏fL / 𝝏xL, 𝝏fL / 𝝏yL = ∇fA / ∇fL = paljon suurempi kuin 1 ts. antroposeeni dominoi

Ilmoita asiaton viesti

Kiitos!

Ilmoitus asiattomasta sisällöstä on vastaanotettu