Что является главным источником энергии в организме человека?
19 апреля 2018
15 621
Углеводы главный источник энергии
Давно известно, что ничто в мире не возникает из пустоты и не исчезает в никуда. В полной мере это касается наших энергетических запасов. Попробуем разобраться, что является главным источником энергии в организме человека и какие способы её пополнения можно назвать наиболее эффективными.
В отличие от растительного мира, успешно использующего метод фотосинтеза для преобразования солнечной энергии, человек лишён подобной возможности. Поэтому нам необходимо использовать пищу растительного и животного происхождения. При этом не забывая учитывать, что все продукты отличаются по своей энергетической ценности (не говоря уже о способности работать как на пользу, так и во вред).
Обсуждение калорийности тех или иных блюд уже давно у всех на слуху.
Но что она представляет из себя обычным языком? На самом деле, всё довольно легко. Калория – это единица измерения энергии, имеющая несложную формулу вычисления: количество тепла, обеспечивающее повышение температуры 1 грамма воды на 1 градус. Соответственно, калорийность (она же – энергетическая ценность) – это тот объём энергии, который наш организм способен приобрести при полном усвоении употреблённого в пищу.
Белки, жиры и углеводы представляют из себя комплекс основных питательных веществ. При этом, роль ключевого энергетического «поставщика» отводится углеводам, уровень содержания которых отличается в разных продуктах. Кроме того, их принято подразделять на простые (быстрые) и сложные (медленные) – об особенностях каждого типа мы поговорим позже. Нежирное мясо и рыба представляют из себя продукты с высоким белковым содержанием, а, к примеру, масло (как растительного, так и животного происхождения) – источник жиров.
Также неотъемлемыми компонентами являются различные микроэлементы и витамины, однако, они, в первую очередь, служат процессам энергетического обмена.
Универсальной формулы, позволяющей установить точное количество (или соотношение) БЖУ для каждого попросту не существует, так как индивидуальные особенности каждого из нас, а также такие факторы, как рост, вес, уровень метаболизма, повседневная активность, образ жизни, наличие вредных привычек, регулярность занятий спортом – всё это напрямую влияет на то, каким должен быть рацион. Некоторые общие зависимости, конечно же, существуют – так, у людей, активно занимающихся спортивными тренировками, ежедневная норма потребления может быть достаточно высокой. А люди, ставящие себе цель похудеть, зачастую совершают серьёзную ошибку, думая, что достаточно понизить объём потребляемых калорий. Чаще всего, это не приводит ни к каким результатам в тех случаях, когда двигательная активность минимальна. Отсутствие занятий физкультурой в сочетании с сидячим образом жизни даже при минимальной калорийности потребляемой пищи способно не только не повлиять в лучшую сторону на ситуацию с излишним весом, но и содействовать дальнейшему его набору.
Рассмотрим подробнее механику преобразования еды в энергию. После попадания в желудок запускается процесс переваривания пищи, который не прекращается и при дальнейшем её продвижении в кишечник (именно поэтому вся система именуется желудочно-кишечной). Его целью является расщепление пищи на элементы, часть из которых попадает в кровь. Стоит отметить, что не вся полученная энергия тут же используется нами. Некоторая часть выполняет роль запаса, преобразуясь, в том числе, в жир. Чем меньше мы двигаемся, тем меньше калорий сжигаем, тем интенсивнее увеличивается жировая прослойка.
В начале статьи мы упомянули про простые и сложные углеводы. Настало время вспомнить про них и разъяснить отличие. Суть первых заключена уже в обозначении – их переваривание происходит максимально быстро, без дополнительных усилий, более того, то же самое касается и их усвоения. Здесь и проявляется их главное негативное свойство – они усиливают аппетит, провоцируя переедание и, как следствие – ускоренный набор веса.
Сложные углеводы также проходят процесс расщепления до глюкозы, однако, он занимает намного больше времени. Благодаря им мы ощущаем чувство насыщения, одновременно часть из них – крахмал и гликоген – снабжают нас энергией. Во время еды повышается уровень глюкозы в крови и именно в виде гликогена избыточное её количество абсорбируется в мышцах и печени «про запас». Как только он начинает снижаться, происходит расщепление гликогена, в ходе которого вырабатывается дополнительная энергия. Также к числу сложных углеводов относятся пищевые волокна (клетчатка и пектин). Они не усваиваются организмом, но их нельзя назвать бесполезными, так как они играют важную роль в пищеварении, обеспечивая стабильную и бесперебойную работу ЖКТ.
Помимо общего объёма потребляемых калорий следует уделять внимание тому, чтобы количество БЖУ было сбалансированным.
Здоровому человеку подойдут традиционные соотношения, а при наличии хронических заболеваний или прочих факторов (перечисленных выше) есть смысл получить предварительную консультацию у диетолога. В случае, если вы уже знаете рекомендуемую для себя ежедневную норму потребления, подходящим вариантом станет заказ готовых рационов питания с регулярной доставкой на дом или в офис – подобный сервис уже получил распространение в Москве и прилегающих ко МКАДу районах Московской области.
Где взять энергию | Forbes Woman
О чем говорят эмоции, как бороться со стрессом и почему надо отказываться от некоторых убеждений
Состояние нехватки энергии знакомо каждому руководителю. При самореализации деловой женщины и в бизнесе, и в семье эта проблема приобретает особую остроту. Бесконечные «надо» и «должна» приводят к ощущению, что больше отдаешь, чем получаешь.
Для душевных отношений с близкими к концу рабочего дня сил просто не остается. Как справиться с эмоциональной опустошенностью и повысить уровень энергетики? Об этом рассказывает Анатолий Сиваков, психотерапевт, специалист Международного центра «Консалтинг.Тренинг.Коучинг» (МЦ КТК).
— Когда человек жалуется на нехватку энергии, что это означает с научной точки зрения?
— Мы все обладаем психической энергией (или жизненной силой), которая выражается в способности человека совершать действия в окружающем материальном мире. Запасы этой энергии зависят от врожденных индивидуальных особенностей и тренированности человека.
Но есть и внешние факторы, которые часто приводят к эмоциональной опустошенности.
Основной принцип существования живой материи, в том числе и человека, — единство вещества, энергии и информации. Человек является в большей степени информационным существом. Большое количество дел, вопросов, по которым в течение дня приходится принимать решения, требует затрат психической энергии. Часто, когда идет массированный поток информации, мозг не успевает дифференцировать ее по принципу важности, срочности, ценности для конкретного человека, и мы говорим о нехватке энергии и эмоциональной опустошенности.
— Какую роль играют эмоции?
— Эмоции являются связующим звеном между внешней, внутренней информацией и физиологическими процессами в организме. Именно эмоции «заряжают» тело к определенному действию. Вся информация, воспринимаемая человеком, поступает в лимбическую систему. Ее еще называют «эмоциональным мозгом» — именно там информация проходит «первичную обработку» и получает эмоциональную оценку.
Эмоции всегда сигнализируют человеку о том, насколько удовлетворены его потребности, реализованы жизненные планы. Одной из причин эмоционального истощения является невозможность или затруднение реализации ведущих ценностей в повседневной деятельности.
Ресурсное состояние
— При необходимости переключаться с одной социальной роли (руководитель, деловая женщина) на другую (дочь, любимая женщина, мать, светская львица), женщина рискует растратить всю энергию.
Насколько эффективны различные препараты, повышающие уровень «гормонов счастья» и в целом энергетику?— Все стимулирующие средства — от энергетиков до тех, что в быту именуют антидепрессантами, — приводят к краткосрочному повышению настроения, энергии. Тот или иной стимулятор подстегивает одно из звеньев сложноустроенной системы, например выработку серотонина. Под воздействием стимулятора, организм начинает расходовать свои стратегические запасы, что проявляется как всплеск активности. Затем организм адаптируется к вмешательству. Наступает эффект одной чашки кофе, которое уже не бодрит. Но если вы отказываетесь от стимулятора, то немедленно чувствуете резкий спад настроения, сил. В итоге может наступить полная десинхронизация системы. Так как все резервы исчерпаны, вы чувствуете бессилие, обостряются хронические заболевания, появляется психосоматика, вы начинаете допускать ошибки в деятельности, вплоть до попадания в аварию.
— Как защитить себя от стресса без побочных эффектов?
— Достаточно своевременно восполнять расход энергии, отключаться от обыденных дел. Чтобы вернуть ясность мысли и бодрость, можно послушать любимую музыку, прогуляться по парку, сходить на расслабляющий массаж или просто поспать. Не случайно в Японии открываются кафе, предлагающие не изысканное меню, а бизнес-сон. Заплатив за вход, там можно отдохнуть в уютной кровати под звуки природы.
Положительные эмоции питают нас психической энергией. Поэтому, периодически переключайтесь с того, что вас «обесточивает» и сосредотачивайтесь на том, что радует и расслабляет. Для этого важно понять, где ваш источник пополнения растрачиваемой энергии. Отделить его от «надо» и «должна», начать делать то, что приносит непосредственное удовольствие.
Источник удовольствия индивидуален. Например, одна клиентка МЦ КТК, топ-менеджер крупной компании, ища выход из состояния вечной отдачи, поняла, что ей нравится старинная мебель во всех аспектах. Стало интересно, как ее делают. Она совершила походы по мастерским и в итоге пошла подмастерьем к одному известному мастеру-краснодеревщику. Это хобби стало для нее источником положительных эмоций, которых ей так не хватало.
— А как быть, если расслабиться не удается? Когда нет времени и сил на то, что еще вчера приносило удовольствие?
— Первое, что следует сделать, — это разобраться с внешними и внутренними причинами снижения энергии. В каких ситуациях вы чувствуете наиболее острую нехватку энергии? А в каких энергии больше? Как и то и другое ощущается в теле, какие эмоции вызывает? Затем найти ответ на вопрос «А чего хочу я?». И приступить к рассмотрению имеющихся ресурсов для достижения желаемого и выстраиванию приоритетов.
Человеку, находящемуся в тяжелом дистрессе, бывает не просто самостоятельно проделать такого рода анализ. Тем более изыскать ресурсы. Специалист в таких случаях в первую очередь будет работать над формированием ресурсного состояния у человека.
Справка: Ресурсное состояние — наилучшее психическое состояние человека для совершения адекватных действий в конкретной ситуации. В этом состоянии вырабатывается большое количество специфических нейромедиаторов, связанных с чувством благоденствия и повышающих стрессоустойчивость (окситоцин, серотонин, дофамин и эндорфины).
— Как именно «работает» ресурсное состояние? В чем здесь отличие от приема стимуляторов?
— Внешнее вмешательство за счет стимуляторов нарушает эмоционально-физиологический баланс еще больше.
А метод вхождения в ресурсное состояние его восстанавливает. Механизм действия ресурсного состояния основан на свойствах воображения и памяти человека. Раньше считалось, что события в памяти хранятся и извлекаются в первозданном виде, как снимки, снятые на Polaroid. Современные научные данные говорят, что каждый раз, вспоминая ситуацию, мы воссоздаем ее заново, внося изменения. Изменения можно вносить вполне осознанно, так, чтобы они работали на настоящее.
Возьмем, например, самый распространенный подход к формированию ресурсного состояния — воображаемая прогулка в ресурсное место. Это место из прошлого, где человеку было по-настоящему хорошо, спокойно, где он чувствовал себя уверенным, полным сил. Во время такой мысленной прогулки лимбическая система санкционирует выработку гормонов, поддерживающих вспоминаемое позитивное состояние на физиологическом уровне. В результате, организм человека действительно входит в это ресурсное состояние, происходит восстановление энергетики за счет переключения нейронных связей.
Человек чувствует себя отдохнувшим и может эффективнее работать, принимать адекватные решения.
— Можно ли самостоятельно научиться входить в ресурсное состояние, следуя инструкциям, описанным в книгах по НЛП (нейролингвистическое программирование), эриксоновскому гипнозу?
— Конечно, можно. Но в психотерапевтической практике прослеживается такая закономерность: зачастую жизненные затруднения вырастают в проблемы именно из-за предпринятых человеком шагов по выходу из затруднения. А предпринятые самостоятельные шаги иногда становятся механизмом поддержания проблемы. Почему? Нередко возникает эффект «испорченного телефона»: информация при передаче от одного человека к другому посредством языка подвергается искажению в разных формах. В итоге, какие-то детали метода могут быть человеком неверно поняты, некоторые отбрасывают те детали, которые им кажутся несущественными.
Плюс в научно-популярной литературе не все важное излагается четко.
Безопасный способ выхода из любого дистрессового состояния — медитация. Этот метод, который могут освоить все, проверен тысячелетиями и работает вне идеологии.
В силу индивидуальных особенностей каждый человек нарабатывает собственный вход в ресурсное состояние, который для него комфортнее и эффективнее. Для этих целей я бы посоветовал обратить внимание на медитационные техники. Среди них есть статические и динамические техники. Последние эффективны для тех, кто не может остановить поток тревожащих мыслей, расслабиться.
Как свидетельствуют исследования в нейрологии, для переключения энергетического «режима» организма на нейронном уровне требуется 20 минут. 20 минут медитации ежедневно «подпитает» вас энергией при повседневной нагрузке.
Но не ждите чуда в стрессовой для вас ситуации, в моменты жесткого цейтнота и дефицита реального отдыха вы не сможете удержаться в ресурсном состоянии.
Ограничивающие убеждения
— Но в жизни так и бывает: на работе форс-мажор, ребенок с воспалением легких, в отношениях с мужем назревает конфликт …и машина сломалась посреди автотрассы. Есть ли возможность нивелировать риск дистресса?
— Как и в любой ситуации, у вас есть выбор. Либо преодолеваете свой «коллапс» за счет отдыха, техники вхождения в ресурсное состояние и стимуляторов. И снова чувствуете себя нормально до следующего случая, который весьма вероятен в силу высокой деловой активности. Либо этих мер вам не достаточно, так как они ситуацию кардинально не меняют. И начинаете работу по переструктурированию убеждений, которые ограничивают вашу способность в определенных ситуациях оставаться в ресурсном состоянии и действовать эффективно.
Убеждение — это то, во что мы верим, своеобразные фильтры, через которые мы воспринимаем информацию. То, что не соответствует системе убеждений человека, он как бы не слышит и не видит, а иногда сознательно отбрасывается. Убеждения можно подразделить на поддерживающие (адаптивные) и ограничивающие (дезадаптивные). Те убеждения, которые «отфильтровывают» информацию, полезную для какой то деятельности, и будут являться ограничивающими. Например, у человека убеждение: у меня плохие способности к иностранным языкам. Все свои успехи в изучении языка он отказывается видеть, но видит и переживает все неуспехи, что потребует от него колоссальных энергозатрат на изучение.
Задумайтесь о том, какое ограничивающее убеждение приводит вас к нежелательным последствиям или ситуациям? Что мешает должным образом перерабатывать поступающую информацию.
— Когда много срочных разнонаправленных проблем, хочется забиться с головой под одеяло.
Но я понимаю, что не могу себе этого позволить и приказываю себе собраться.
— К типичным для деловых женщин ограничивающим убеждениям относится убеждение «я должна быть лучше мужчин, иначе не добьюсь успеха». Не могу не вспомнить цитату из фильма «Спросите Синди»: «Женщинам, которые согласны быть с мужчинами на равных в их бизнесе, не хватает амбиций».
Ограничивающие нас убеждения формируются зачастую в детстве под воздействием социума и жизненных установок родителей. Они тесно связаны с нашими ценностями, жизненными выборами, картиной мира. И, как следствие, под их влиянием мы формируем ситуации, которые подтверждают их «правильность». Например, возьмем расхожее убеждение, что «достойных мужчин на всех не хватит». Женщине, которая так думает, достойного точно не хватит. Однако, у нас в МЦ КТК есть клиентки и совсем с другими проблемами, у которых кроме достойного мужа, есть друг и хороший знакомый.
— То есть, достаточно осознать свое ограничивающее убеждение и понять его относительную правильность?
Осознание ограничивающего убеждения в большинстве случаев не продвигает к реальным переменам к лучшему. В стрессовых для человека ситуациях убеждение будет действовать автоматически, даже, если он его осознал. Приведу случай с нашей клиенткой. Являясь главным бухгалтером крупной западной компании, Элла имеет схожее с вашим убеждение «если не я, то кто?». Дома — проблемы с мужем, на работе — финансовая отчетность по западным стандартам. Накануне аудиторской проверки ее на скорой увозят с давлением в больницу. Элла срывается из больницы, уверенная в том, что никто, кроме нее, не сможет сдать отчетность. Она не может себе позволить отдохнуть. С ощущением близкой катастрофы и с головокружением мчится в офис. И по дороге врезается в столб.
Снова скорая, больница, капельница. И это в самый горячий период на работе! Наблюдая события со стороны, она удивляется, что огромный холдинг и без нее продолжает работать, аудиторская проверка благополучно проходит. Что же дальше? Элла выходит из больницы, погружается в свой обычный ритм и семейные проблемы. Даже получив прозрачные последствия своих действий, она не может перестроиться: «Мой организм сказал «лежи!», а я не могу».
— Как можно выбраться из ловушки ограничивающих убеждений?
Такого рода убеждения действуют автоматически, влияют на поведение и выбор человека в стрессовой ситуации на бессознательном уровне. Практически у каждого человека есть ситуации, по поводу которых он может сказать: «все понимаю, но по-другому не могу». Если ловите себя на таком эффекте, советую обратиться к специалисту, который поможет трансформировать убеждение.
Это потребует от вас большой внутренней работы, но в итоге вы преобразуете деструктивную информацию убеждения в свободную энергию.
4. Источники энергии
Версия на испанском языке
также доступна »
Преподавание источников энергии поддерживается 7 ключевыми концепциями:
4.1 Люди переносят и преобразуют энергию из окружающей среды в формы, полезные для человеческих усилий. Основными источниками энергии в окружающей среде являются такие виды топлива, как уголь, нефть, природный газ, уран и биомасса. Все виды топлива из первичных источников, за исключением биомассы, являются невозобновляемыми. Первичные источники также включают возобновляемые источники, такие как солнечный свет, ветер, движущаяся вода и геотермальная энергия.
Есть еще 6 основных понятий. Посмотреть их все…
Скрыть
4.2 Использование энергии человеком ограничено.
Промышленность, транспорт, городское развитие, сельское хозяйство и большинство других видов человеческой деятельности тесно связаны с количеством и видом доступной энергии. Наличие энергетических ресурсов ограничено распределением природных ресурсов, наличием доступных технологий, социально-экономической политикой и социально-экономическим статусом.
4.3 Ископаемое и биотопливо представляют собой органические вещества, содержащие энергию, захваченную солнечным светом. Энергия в ископаемом топливе, таком как нефть, природный газ и уголь, поступает из энергии, которую производители, такие как растения, водоросли и цианобактерии, давным-давно захватили из солнечного света. Энергия в биотопливе, таком как продукты питания, древесина и этанол, поступает из энергии, которую производители совсем недавно получили от солнечного света. Энергия, запасенная в этих видах топлива, высвобождается во время химических реакций, таких как горение и дыхание, которые также выделяют углекислый газ в атмосферу.
4.4 Люди переносят энергию с места на место. Топливо часто не используется у источника, а транспортируется, иногда на большие расстояния. Топливо транспортируется в основном по трубопроводам, грузовиками, кораблями и поездами. Электрическая энергия может быть получена из различных энергетических ресурсов и может быть преобразована практически в любую другую форму энергии. Электрические цепи используются для распределения энергии в отдаленные места. Электричество является не первичным источником энергии, а энергоносителем.
4.5 Люди производят электричество несколькими способами. Когда магнит перемещается или магнитное поле изменяется относительно катушки с проволокой, электроны индуцируются в проволоке. Большая часть производства электроэнергии человеком происходит таким образом. Электроны также можно заставить течь за счет прямого взаимодействия с легкими частицами; это основа, на которой работает солнечный элемент. Другие способы получения электричества включают электрохимические, пьезоэлектрические и термоэлектрические.
4.6 Люди намеренно накапливают энергию для последующего использования различными способами. Примеры включают батареи, резервуары для воды, сжатый воздух, водород и тепловые аккумуляторы. Хранение энергии сопряжено со многими технологическими, экологическими и социальными проблемами.
4.7 Различные источники энергии и различные способы преобразования, транспортировки и хранения энергии имеют свои преимущества и недостатки. Данная энергетическая система, от источника до потребителя, будет иметь присущий уровень энергоэффективности, денежных затрат и риска для окружающей среды. Каждая система также будет иметь последствия для национальной безопасности, доступа и справедливости.
Тема источников энергии может быть одной из определяющих в жизни наших студентов.
По мере того, как нефтяные ресурсы становятся все более опасными, разведка раздвигает границы технологических возможностей, таких как бурение в глубоких прибрежных водах.
Происходит энергетический переход. Знаменательное Парижское соглашение по климату 2016 года дало четкий сигнал о том, что во всем мире необходимо двигаться в направлении низкоуглеродной энергетики. Несмотря на то, что США намереваются выйти из Парижского соглашения, переход на экологически чистую энергию не ослабевает, и его возглавляют другие страны мира, а также штаты, города и корпорации США.
Истоки нашего энергоснабжения — захватывающая и привлекательная тема для студентов, которая является отличным способом узнать о различных способах получения энергии, а также о влиянии и социальных последствиях различных видов энергии. Эти концепции вращаются вокруг энергии, которая используется в человеческих целях, включая возобновляемые и невозобновляемые источники энергии, хранение энергии, производство электроэнергии и транспортировку энергии с места на место.
Важной отправной точкой для этой темы является концепция возобновляемых и невозобновляемых источников энергии.
Многие студенты уже знакомы с идеей о том, что ископаемое топливо регенерируется гораздо медленнее, чем мы его используем, поэтому оно невозобновляемо. Возобновляемая энергия существует во многих формах: гидроэлектроэнергия, солнечная энергия, ветер, геотермальная энергия и биотопливо. Каждый из них предлагает множество связанных тем и нюансов. Например, солнечная энергия может генерироваться на одной крыше или на больших солнечных фермах коммунального масштаба. Солнечная энергия также может генерироваться на концентрирующих солнечных электростанциях, которые используют массив зеркал для направления солнечной энергии на центральную башню. Этот тип солнечной энергии может поставлять энергию даже ночью. Подробное изучение производства энергии может предотвратить чрезмерно упрощенное определение конкретных видов энергии как хороших или плохих.
Также стоит остановиться на практических и технологических аспектах энергетики. Распределение энергетических ресурсов по земному шару неравномерно, так как в одних регионах есть изобилие источников энергии, а в других нет.
Районы, где энергия используется наиболее интенсивно, не обязательно являются теми же местами, где естественным образом существуют энергетические ресурсы. Например, богатые залежи нефти и газа находятся в прибрежной морской среде, а ветряные электростанции расположены в сельской местности. В обоих случаях эта энергия транспортируется к месту, где энергия потребляется. Кроме того, конечное использование энергии зависит от географии, времени года и времени суток. Таким образом, энергию необходимо транспортировать, хранить и преобразовывать из одной формы в другую, чтобы она была доступна, когда и где она необходима.
Изучение источников энергии предлагает практические уроки
Сопутствующее видео Министерства энергетики
Посмотреть версию этого видео не на YouTube
Сегодняшние студенты являются свидетелями возрождения энергетических технологий.
После десятилетий использования энергии с преобладанием ископаемого топлива предстоит исследовать широкий спектр инновационных вариантов. Отказ от углеродоемких видов топлива в мире является важной темой, которая предлагает богатые, актуальные, многогранные возможности для обучения. К изучению источников энергии можно подходить с точки зрения инженерии, общественного здравоохранения, экономики или международной торговли, что делает междисциплинарный подход идеальным (эти идеи также рассматриваются в Energy Decisions).
Точно так же, как экосистемы зависят от поступления энергии, человеческие общества также зависят от энергии для инфраструктуры, транспорта, продуктов питания и большинства других видов человеческой деятельности. Однако существуют пределы того, сколько энергии доступно данному обществу. Даже возобновляемые формы энергии зависят от географического положения и технологической доступности. Запасы невозобновляемых источников энергии ограничены и оказывают влияние на их добычу, транспортировку и потребление.
Ценообразование на энергию, энергетическая справедливость и энергетическая безопасность — все это факторы, определяющие доступность энергии для различных слоев общества. Некоторые общества обладают избытком энергии, в то время как другие изо всех сил пытаются удовлетворить свои основные потребности. Изучая эти концепции, учащиеся могут начать понимать, как люди зависят от использования энергии, но также ограничены практическими аспектами использования энергии.
Помочь учащимся понять эти идеи
График Управления энергетической информации, показывающий разбивку энергопотребления по различным источникам. Это изображение ежегодно обновляется, и актуальную информацию можно найти по адресу https://www.eia.gov/energyexplained/us-energy-facts/
. Большинство учащихся уже понимают, что энергия может происходить из многих источников. Однако у них могут быть неправильные представления о том, откуда берется их собственная энергия или сколько энергии берется из различных источников.
Например, студенты могут быть удивлены, узнав, что лишь небольшая часть энергоснабжения США приходится на ветряные турбины и другие возобновляемые источники (11% в 2018 г.), а 80% — на ископаемое топливо. Ядерная энергетика обеспечивает 8% энергоснабжения США (Управление энергетической информации, эта страница ежегодно обновляется). Несмотря на популярность и важность технологий использования возобновляемых источников энергии, важно понимать, что ископаемые виды топлива по-прежнему составляют большую часть нашего энергетического портфеля, и, по прогнозам, так будет и в ближайшие десятилетия (источник: Управление энергетической информации, 2020 г.).
Это иллюстрирует исключительные проблемы, с которыми мы сталкиваемся, выходя за рамки ископаемой энергии. Отказ от ископаемого топлива вызывает новый набор вопросов, таких как хранение энергии, аккумуляторная технология и энергоснабжение, которое связано с многочисленными прерывистыми источниками, а не с несколькими стационарными электростанциями.
Сегодняшние студенты, скорее всего, с энтузиазмом относятся к возобновляемым источникам энергии, что является отличным способом их вовлечь. Но важно, чтобы они узнали о проблемах и реалиях капитального ремонта энергетической системы. Например, рассмотрите огромные установки возобновляемой энергии, которые потребуются для замены 80% энергоснабжения, поступающего от ископаемого топлива, и логистику, где разместить ветряные турбины, солнечные фермы или другую новую энергетическую инфраструктуру. Числа важны. Количественное рассмотрение этих предметов ясно показывает, что нам предстоит пройти долгий путь, чтобы обеспечить надежное, безопасное и экологически чистое энергоснабжение.
Принесите эти идеи в ваш класс
Наше энергетическое будущее — это не только многие темы, которые мы преподаем, но и проблема, на которую нет однозначного ответа. Это может быть захватывающим призывом к действию для студентов. Возможно, они будут частью проектных решений? В научных стандартах следующего поколения особое внимание уделяется инженерному делу, дизайну, междисциплинарному мышлению и решению проблем.
Эти способы мышления необходимы для решения этой проблемы.
Энергия является частью жизни каждого студента и используется повсюду вокруг нас. Поэтому легко найти уместность в обучении источникам энергии. Упражнение «Источник энергии» требует от групп учащихся создать концептуальный эскиз электричества, который начинается с их собственного выключателя света, и проследить его как можно дальше. Это упражнение можно использовать на любом уровне обучения, оно служит вводным заданием, которое может подтолкнуть к дальнейшим исследованиям, а также выявить неверные представления. Учащиеся могут развить эту концепцию и разработать свои собственные энергетические портфолио на основе интернет-исследований о различных источниках энергии.
Учащиеся также могут ознакомиться с передовыми энергетическими инновациями, такими как солнечная черепица для крыш, энергия водорослей или новые способы хранения энергии. Почти каждый день мы узнаем о новой возможности. Обратной стороной этого является то, что преподавателям может быть трудно идти в ногу с быстрыми изменениями.
Например, цены на возобновляемые источники энергии падают с каждым годом, а установки возобновляемых источников энергии опережают прогнозы по всему миру. Педагоги должны внимательно следить за тем, чтобы предоставлять актуальную информацию, что может включать проверку и обновление цифр каждый год. Управление энергетической информации предлагает множество данных, карт, графиков и прогнозов, которые можно использовать для изучения ряда вопросов.
Учебные материалы из коллекции CLEAN
Средняя школа
- Energy for You показывает учащимся, как исследовать виды энергетических ресурсов в их родном штате.
- Биотопливо из водорослей: новая возобновляемая энергия — учащиеся изучают основные жизненные потребности водорослей (фитопланктона) с помощью практического опыта и интерактивной игры. Программа
- Oceans of Energy посвящена исследованию океана как способу научиться собирать, контролировать и распределять возобновляемые энергетические ресурсы океана.
Студенты исследуют один источник энергии океана с помощью Интернета, а затем строят микро-гидрогенератор.
Студенты исследуют один источник энергии океана с помощью Интернета, а затем строят микро-гидрогенератор.
Старшая школа
- Дебаты о великой энергии позволяют студенческим командам выработать ключевые точки зрения на плюсы и минусы назначенного им источника энергии и сравнить его с другими.
- The United States of Energy — это привлекательная интерактивная карта и база данных, которые иллюстрируют производство и потребление энергии в разных штатах. Полезно для интернет-исследований, проводимых студентами, или для сравнения энергии в разных состояниях.
- Карты ветра — это карта среднегодовой скорости ветра на высоте 80 метров над землей. Эту карту можно использовать для оценки потенциала ветровой энергии в США.
Связанные педагогические методы
Обучение энергии с количественными навыками
Обучение количественно сравнить потенциальную мощность ветрового ресурса каждой фермы.
Поиск заданий и наглядных материалов для преподавания этой темы
Поиск по уровню обучения: средняя школа средняя школа введение колледж старшие классы колледж поиск все уровни обучения
Ссылки
Общее производство и потребление энергии по штатам — интерактивная карта США, на которой показаны производство, потребление и источники энергии для каждого штата.
Hourly Electric Grid Monitor от Управления энергетической информации показывает в режиме реального времени графики источников электроэнергии, работающих в различных регионах США. Выпадающее меню в левом верхнем углу предлагает дополнительные инструменты для анализа электроэнергии.
Ежегодный энергетический обзор от Управления энергетической информации. Это «вечнозеленый» источник, который обновляется каждый год. В отчете представлены тенденции использования энергии, производства электроэнергии, выбросов CO 2 и т. д.
50 State Targets for Clean Energy — это набор из 50 информационных бюллетеней/инфографики, показывающих конкретные планы по переходу на возобновляемые источники энергии в каждом штате США.
Вкладки в верхней части каждой страницы содержат подробную информацию об энергии в каждом состоянии. На момент написания этой статьи данные были за 2017 год, и вполне возможно, что Управление энергетической информации продолжит обновлять эту страницу.
Данные включают создание рабочих мест. Данные Стэнфордского университета.« Предыдущая страница Следующая страница »
Что такое энергия? Руководство по пониманию энергии
Энергия окружает нас повсюду. Он отвечает за то, чтобы все происходило, хотите ли вы использовать любую бытовую технику, прогуляться по парку, проехать на машине по городу или сделать что-либо, связанное с движением или деятельностью. Но что такое энергия? Хотя мы постоянно окружены ею, природа этой неуловимой, но вездесущей силы часто неправильно понимается или вообще не рассматривается.
Что такое энергия?
Проще говоря, энергия — это способность выполнять работу. Работа в этом контексте — это когда на объект действует сила, вызывающая смещение объекта. Есть три основных компонента работы: сила, перемещение и причина. E энергия – это количественная работа, которую необходимо совершить над объектом для создания этих компонентов.
Энергия также является сохраняемой величиной с конечным количеством во Вселенной, хотя ее запас практически безграничен. Ее можно измерять и хранить различными способами, но она не является материальной субстанцией, хотя и может быть преобразована непосредственно в материю.
Хотя мы часто слышим или читаем о потреблении энергии , на самом деле она никогда не расходуется. Он фактически передается между состояниями и от одной формы или объекта к другому, всегда выполняя работу над объектами в процессе.
Почему важна энергия?
Энергия необходима для всей жизни и всех процессов, происходящих во Вселенной. На Земле солнце является конечным источником всей энергии, доступной и используемой людьми, животными, растениями и микроорганизмами. Эта энергия может поступать напрямую, например, в форме фотосинтеза, или косвенно, например, в виде ископаемого топлива, которое давно улавливает энергию солнца, высвобождаемую при сгорании.
Почему энергия так важна в нашей жизни?
Энергия так важна в нашей повседневной жизни, потому что это основная потребность человека . Мы используем энергию не только для обогрева созданных человеком структур, но и для их охлаждения. Энергия необходима для того, чтобы встать с постели, пройтись по улице или даже пошевелить пальцем. Это также необходимо в изобилии для всех типов современных удобств, от лампочек до бытовой техники и транспортных средств.
Зачем нам энергия?
Нам нужна энергия по бесчисленным причинам. В первую очередь нужно просто остаться в живых. Энергия содержится во всем, что мы едим, потребляем или используем.
Энергия питает и регулирует естественные внутренние функции организма. Он восстанавливает клетки и ткани тела, используется для наращивания мышц и необходим для поддержания гомеостаза — и чем суровее окружающая среда, тем больше энергии требуется для его поддержания.
Немного углубившись в человеческое тело, энергия необходима для производства ферментов, сокращения и движения мышц и проведения электрических импульсов между клетками.
В обществе энергия необходима для всего: от вождения автомобиля до просмотра телевизора и освещения домов и предприятий искусственным светом.
Энергия нужна практически для всего в жизни. Даже когда мы не обращаем на это внимания, энергия присутствует, регулируя функции организма в состоянии покоя или приводя в действие ваши бытовые приборы, даже если они выключены.
Откуда берется наша энергия?
источник
Энергия окружает нас повсюду. В конечном счете, почти вся энергия исходит от солнца , где реакции ядерного синтеза создают огромное количество энергии, когда атомы сливаются в ядре и высвобождаются к Земле. Но энергия, которую мы используем в повседневной жизни, поступает из множества источников, которые захватили и сохранили эту первоначальную энергию.
Где можно найти энергию?
Мы можем найти доступную энергию по всему миру. Когда мы едим пищу, мы потребляем форму запасенной химической энергии.
Если мы едим растения, мы потребляем первичный источник энергии, поскольку эти организмы используют фотосинтез для захвата солнечной энергии, которая затем сохраняется в их клетках. Если мы едим мясо, мы потребляем вторичные источники энергии, обычно от животных, которые съели первичных производителей.
Для общественных и промышленных целей энергия может храниться в ископаемом топливе, в атомных связях ядерных частиц или питаться за счет земных процессов, таких как энергия ветра, гидроэнергетика или геотермальная энергия . Они также считаются первичными источниками энергии, потому что мы извлекаем энергию непосредственно из них.
Откуда поступает большая часть нашей электроэнергии?
Что касается энергоснабжения для повседневной жизни, то большая его часть поступает из ископаемого топлива, ядерной энергии и возобновляемых источников энергии, таких как солнечная энергия и биомасса. Электричество или электрическая энергия вырабатывается с использованием этих форм, в основном в крупномасштабной генерации, но также и в мелкомасштабном и автономном производстве.
Электричество относится к отдельной категории, поскольку является энергоносителем, а не первичным источником.
Ископаемые виды топлива, используемые для производства электроэнергии, включают уголь, нефть и природный газ. Ядерная энергия уникальна, поскольку это невозобновляемая форма производства электроэнергии, которая не производит выбросов углекислого газа. Атомные электростанции используют деление или акт расщепления атомов для высвобождения большого количества энергии, которая затем используется для кипячения воды. Полученный пар вращает турбину, вырабатывающую электричество.
Возобновляемая энергия использует формы энергии, которые гораздо более доступны, чем ископаемое топливо, часто получая энергию от процессов, которые диктует солнце (и в случае солнечной энергии, получая энергию непосредственно от солнца). Энергия ветра, гидроэнергетика и геотермальная энергия используют процессы Земли для вращения турбин для выработки электроэнергии.
Какие существуют типы источников энергии?
источник
Существует множество различных типов источников энергии, но все они подпадают под одну из двух основных категорий энергии: потенциальная энергия и кинетическая энергия.
Это основные типы, которые в целом отвечают за все процессы во Вселенной, от планетарных орбит до роста травы из почвы.
Потенциальная энергия — это форма энергии, которая хранится в объектах. Эти объекты обладают потенциалом для высвобождения этой энергии. Это связано с их положением, создающим потенциальную энергию относительно любых факторов, действующих на объекты.
Потенциальная энергия бывает двух основных типов: упругая потенциальная энергия и гравитационная потенциальная энергия. Первый лучше всего демонстрируется в таком объекте, как рогатка, которая накапливает энергию, создаваемую оттягиванием резиновой ленты, в то время как последний можно найти во всем, что подвешено над землей или на склоне.
Хотя гравитационная и упругая потенциальная энергия различны, в обеих формах полученная энергия получается из потенциальной энергии, которая была запасена в объектах до того, как они были выбиты из равновесия. Разница в том, были ли они выбиты из этого упругим отскоком или гравитацией.
Кинетическая энергия это энергия движения . Он создается только после высвобождения потенциальной энергии, как правило, под действием сил гравитации или упругости.
Когда высвобождается больше потенциальной энергии, выполняется больше работы, и рассматриваемый объект начинает ускоряться, что увеличивает кинетическую энергию. Наиболее важными факторами кинетической энергии являются скорость и масса объекта, несущего энергию.
Какой тип энергии представляет собой пища?
Химическая энергия хранится в пище, которую мы преобразуем в пригодную для использования энергию для движения наших мышц, выполнения клеточных функций и питания естественных систем организма. В то время как химическая энергия в пище обычно измеряется в калориях, официальная форма измерения энергии пищи — в джоулях (Дж), и ее можно найти на большинстве этикеток упаковки рядом с количеством калорий. Джоуль является одной и той же единицей измерения для всех видов энергии, а не только для химической.
Что такое природные источники энергии?
В некотором смысле все является естественным источником энергии. Когда мы думаем об энергии из ископаемого топлива или электричестве, производимом людьми, вся эта энергия поступает из природных источников — мы только что разработали способы использования энергии, которая хранилась внутри этих ресурсов в течение очень долгого времени.
Солнце де-факто является естественным источником энергии, поскольку вся энергия на Земле исходит от звезды в центре нашей Солнечной системы. Однако природная энергия может также относиться к возобновляемой или экологически чистой энергии, и в этом случае солнечная энергия, ветер, гидроэнергия, геотермальная энергия и биомасса могут считаться более «естественными», чем ископаемое топливо или даже ядерная энергия.
Где хранится энергия?
Энергия хранится во многих различных областях и разными способами. Где это хранится, зависит от типа рассматриваемой энергии или объекта.
Где хранится энергия в молекуле?
Энергия хранится в химических связях молекулы. Эти связи представляют собой силы, которые удерживают атомы вместе, образуя молекулы. Некоторые связи прочнее других, поскольку существуют разные типы. К ним относятся ковалентные, полярные ковалентные и ионные связи. Атомы с относительно похожей электромагнитной силой разделяют электроны, соединяясь через ковалентные связи. Именно здесь большая часть полезной энергии исходит из молекул.
Как называется накопленная энергия?
Вся накопленная энергия является формой потенциальной энергии. Способ хранения энергии определяет, как вы ее классифицируете. Если она хранится в объекте, который будет выпущен из-за гравитации, притягивающей его к земле, то это гравитационная потенциальная энергия. Если энергия накапливается из-за силы, которая не может передать энергию объекту, например, при натягивании лука или рогатки, то это упругая потенциальная энергия.
Важно отметить, что любая накопленная энергия всегда находится в форме потенциальной энергии.
Можно ли создать энергию?
Возможно, вы слышали фразу «энергия не может быть создана или уничтожена», известную также как первый закон термодинамики. Но вы, возможно, также слышали о создании энергии на электростанциях или о трате энергии, оставляя свет включенным. Хотя это может показаться противоречивым, на самом деле это всего лишь вопрос сложной формулировки. На самом деле, когда мы говорим о создании или использовании энергии в повседневной жизни, мы на самом деле говорим о преобразовании энергии.
Закон сохранения энергии гласит, что и энергия, и материя — одно и то же в разных состояниях — не могут быть созданы или уничтожены. Когда энергия «создается» ядерным делением или другими формами промышленной энергии, на самом деле она просто высвобождается из того места, где она хранилась, в любых эксплуатируемых ресурсах. А когда энергия «используется», она не уничтожается, а просто переводится в другое состояние, часто в виде тепловой или кинетической энергии.
Какие существуют формы энергии?
Существует несколько различных форм энергии, каждая из которых является подкатегорией потенциальной или кинетической энергии. Эти формы включают химическую энергию, электрическую энергию, лучистую энергию, тепловую энергию и механическую энергию.
Является ли свет формой энергии?
Да, свет — это форма энергии. Свет распространяется как в виде частиц, известных как фотоны, так и в виде электромагнитных волн, известных как электромагнитное излучение. Длина или длина волны света определяет свойства света, в том числе его видимость и вредность для клеток человека.
Различные длины волн также могут многое рассказать нам об энергии, связанной со светом. Например, микроволны имеют очень короткие длины волн и известны во всем мире своей способностью быстро нагревать пищу благодаря своей электромагнитной энергии. Радиоволны также напрямую зависят от их длины волны, так как именно так кодируются радиостанции и радиосигналы.