امروز سه شنبه 28 فروردین 1403 http://asanphysics.cloob24.com
0
آزمون پیشرفت تحصیلی مراکز استعدادهای برتر کشور
پایه هفتمدفترچه سوالکلید
پایه هشتمدفترچه سوالکلید
پایه نهمدفترچه سوالکلید

 

0
محل  دانلود جواب سوالات تستی فصل 5 فیزیک 2

 

 

0

 

امروزه به جرات می توان گفت مهمترین بحرانی که بشر با آن دست به گریبان است بحران انرژی است و هرچه زمان می گذرد این بحران خود را بیشتر نشان می دهد. منابع سوخت های فسیلی کم کم رو به اتمام است، تولید برق توسط انرژی هسته ای نیز هزینه اولیه سنگینی در بردارد ضمن آنکه در مقیاس گسترده آلاینده های محیطی تولید می کند.

تمامی این بحران ها در کشور ما نیز وجود دارد علاوه بر آنکه افزایش جمعیت روز به روز نیاز به انرژی را افزایش می دهد بنابراین یکی از مهمترین دغدغه های مسئوولان کشور مدیریت انرژی است که به دو قسمت مدیریت تولید و مدیریت مصرف تقسیم می شود.

کل انرژی مصرفی در ساختمان های ایران معمولاً به دو قسمت گاز و برق تقسیم می شود از گاز برای پخت و پز، گرم کردن محیط و گرم کردن آب مصرفی و از برق برای روشنایی، خنک کردن و گرم کردن محیط و وسایل برقی خانگی استفاده می کنیم. بنابراین مسئله صرفه جویی در مصرف انرژی به چند بخش ذیل تقسیم می شود:

بهینه سازی مصرف انرژی در ساختمان

الف)گرمایش و سرمایش ساختمان

 با توجه به این که در کشور ما گونه های مختلف آب و هوایی وجود دارد میزان انرژی مورد نیاز هر منطقه برای سرمایش یا گرمایش متفاوت است.

مسلماً در شهرهایی که نیاز انرژی زیاد است رعایت مشخصات فنی ساختمان اهمیت بسیار بیشتری دارد.

با توجه به مقدمات فوق در مورد سرمایش و گرمایش ساختمان رعایت موارد ذیل شایان ذکر است:

1-حتی المقدور تعداد و مساحت بازشوها (درب و پنجره)را در ساختمان کاهش دهیم.

2-نمای شیشه ای میزان انرژی مورد نیاز ساختمان را افزایش می دهد پس بهتر است در نما کمتر از شیشه استفاده کنیم.

3-دیوارهای خارجی ساختمان حداقل ضخامت 20 سانتی متر داشته باشد و در آن حتماً از آجر مجوف (سوراخدار)استفاده شود همچنین اگر امکان دارد از یک لایه عایق (مثلاً پلاستی فوم)در وسط دیوار استفاده کنیم که در این صورت چنین دیواری ایده آل خواهد بود.

4-دمای داخل ساختمان را به شکل مطلوب برای عموم تنظیم کنیم (دمای متعارف)به طوری که در تابستان محیط را بیش از حد خنک و در زمستان بیش از حد گرم نکنیم (درجه حرارت مطلوب استاندارد در تابستان 21 درجه سانتیگراد و در زمستان 19 درجه سانتیگراد است)

5-حتی المقدور از سیستم های جدید تهویه در ساختمان استفاده کنیم مثلاً استفاده از شوفاژ به بخاری برتری زیادی دارد و استفاده از سیستم گرمایش از کف نسبت به رادیاتور مزیت دارد.

6-برای کلیه سقف های ساختمان خصوصاً طبقه اول به پارکینگ و بام از عایق مناسب (مثلاً پلاستی فوم)استفاده کنیم.

7-در کلیه پنجره های خارجی حتماً از شیشه دو جداره استفاده کنیم.

8-برای در و پنجره های خارجی از UPVC و یا آلومینیمی که بین آن مواد عایق استفاده شده است (آلومینیم ترمال بریک)و یا چوب استفاده کنیم.

9-درز بندی مناسب در و پنجره ها خصوصاً اندازه گیری درست زیر درها به طوری که حداقل فاصله برای عبور هوا وجود داشته باشد و پر کردن آن فاصله با نوارهای درز بند بسیار مهم است همچنین از دریچه های هواکش مناسب استفاده کنیم که در فصل زمستان کاملاً بسته شده و از ورود و خروج هوا جلوگیری کامل به عمل می آورد.

10فضاهای کنترل شده و کنترل نشده را به شکل مناسب از هم جدا کنیم به طوری که تبادل حرارتی بین این فضاها به حداقل برسد (منظور از فضای کنترل نشده فضاهایی است که لازم نیست دمای آن به شکل مطلوب برای بدن انسان تنظیم شده باشد مثل انباری و یا حمام که در تابستان نیاز به خنک شدن ندارد).

11-در مناطق با نیاز سرمایی زیاد از سایبان های مناسب در جلو پنجره ها استفاده کنیم (زاویه و ابعاد سایبان با توجه به عرض جغرافیایی منطقه و جهت قرار گرفتن پنجره قابل محاسبه است).

12روی سطح سیستم های خنک کننده مثل کولرهای آبی سایه مناسب ایجاد کنیم به طوری که در معرض تابش مستقیم آفتاب قرار نگیرد و همچنین موتور خانه شوفاژ را به طور کامل عایق بندی کنیم.

بهینه سازی مصرف انرژی در ساختمان

ب)آب گرم مصرفی

 برای کم کردن مصرف انرژی لازم برای گرم کردن آب بهتر است به نکات زیر توجه نماییم:

1-برای تهیه آب گرم بهتر است از سیستم های جدید تاسیساتی استفاده کنیم مثلاً استفاده از آبگرمکن دیواری به آبگرمکن مخزنی برتری دارد و استفاده از پکیج از آبگرمکن دیواری مناسب است.

2-دمای آبگرم مصرفی را تنظیم نماییم هرگز نگذاریم آب آنقدر گرم شود که سوختن دست را موجب شود دمای مطلوب معمولاً حدود 30 تا حداکثر 50 درجه سانتیگراد می باشد اما بهتر است در شرایط معمولی خصوصاً تابستان از دمای زیر 40 درجه استفاده کنیم.

3-برای سیستم لوله کشی از لوله های عایق مثل لوله پلی پروپیلن و یا چند لایه با روکش فوم استفاده کنیم این مطلب در مورد لوله های شوفاژ نیز صادق است و در صورت استفاده از سیستم گرمایش از کف زیر لوله ها حتماً از فوم عایق استفاده شود.

4-برای انتقال آب گرم سعی کنیم از حداقل فاصله بین منبع گرما و محل مصرف استفاده کنیم تا دمای آب بین منبع گرما و محل مصرف تغییر نکند.

بهینه سازی مصرف انرژی در ساختمان

ج)پخت و پز:

 نکات ذیل در کاهش مصرف انرژی برای پخت و پز بسیار موثر است:

1-برای پختن غذا از آب گرم استفاده نماییم تا حداقل انرژی برای گرم کردن آب در فضای باز مصرف شود.

2-برای هر مقدار غذا از ظرف با اندازه مناسب استفاده شود.

3-برای پخت غذا ترجیحاً از ظروف شیشه ای (پیرکس)استفاده نشود چون شیشه اساساً رسانای خوبی برای گرما نیست بنابراین بهتر است از ظروف شیشه ای برای نگهداری غذای گرم استفاده شود و برای پخت ظروف فلزی بر ظروف شیشه ای برتری دارد.

4-همیشه استفاده از فر نسبت به شعله های روی اجاق مصرف انرژی کمتری را موجب می شود پس سعی کنیم استفاده از فر را در پختن غذاهای خود افزایش دهیم.

5-برای هر اندازه ظرف از سایز شعله مناسب آن استفاده کنیم مثلاً برای ظروف کوچک از شعله بزرگ و برای ظروف بزرگ از شعله خیلی کوچک استفاده نکنیم.

6-برای گرم کردن غذا از اجاق های مایکروویو استفاده کنیم چون در مدت کوتاهی و با انرژی کمی غذا را گرم می کنند ولی برای پخت و پز از این اجاق ها کمتر استفاده کنیم چون زمان پخت طولانی و مصرف انرژی بیشتری نسبت به گاز دارند.

بهینه سازی مصرف انرژی در ساختمان

د)روشنایی و مصارف برق ساختمان

 برای کاهش مصرف برق توجه به نکات زیر ضروری است:

1-در همه مکان ها خصوصاً مکان هایی که به مدت زیادی در طول شبانه روز نیازمند روشنایی هستند از لامپ های کم مصرف به جای لامپ های سنتی پر مصرف استفاده کنیم.

2-طراحی ساختمان را به متخصصین آن ها بسپاریم تا با طراحی مناسب در اکثر فضاها در روشنایی روز نیازی به روشن کردن چراغ نباشد.

3-درصورت عدم استفاده از لامپ کم مصرف، اولاً حداقل توان مورد نیاز برای روشنایی استفاده شود ثانیاً در سقف و پشت لامپ، رفلکتورهای مناسب کار شود تا بازتاب نور کمک بیشتری به روشن تر شدن محوطه و در نتیجه توان مصرفی کمتر کند.

4-تعداد کلیدها را در فضاهای مختلف به جهت کنترل میزان روشنایی در ساعات مختلف شبانه روز افزایش دهیم. مثلاً وقتی که می خواهیم تلویزیون تماشا کنیم ممکن است بخواهیم روشنایی را کاهش دهیم. اگر برای هر لامپ درون یک فضا کلید جداگانه ای وجود داشته باشد انجام این کار ممکن است.

5-در راهروها و فضاهای عمومی از سنسور برای روشن شدن فضا استفاده کنیم و خاموش شدن چراغ را نیز با زمان مشخصی کنترل نماییم.

6-در نمای ساختمان از نورپردازی (در حالی که واقعاً نیازی به این کار وجود ندارد)بپرهیزیم و اگر در یک ساختمان تجاری واقعاً نیاز به این کار بود در ساعات بعد از نیمه شب و در طول روز حتماً این چراغ ها را خاموش نماییم.

7-از وسایل برقی پرمصرف در حالی که نیازی به استفاده از آن نیست استفاده نکنیم مثلاً در مناطقی که نیازی به استفاده از کولر گازی وجود ندارد بهتر است از کولرهای آبی که کم مصرف تر هستند استفاده کنیم.

شاید رعایت کلیه موارد فوق برای همه ما امکان پذیر نباشد ولی برای هر یک از ما رعایت تعدادی از آنها قطعاً امکان پذیر است که در صورت رعایت می تواند بسیار کمک کننده باشد. نکته بسیار مهم این که باید بحران انرژی را خیلی جدی بگیریم و دقت داشته باشیم که منابع انرژی موجود فقط مربوط به نسل ما نیست و نسل های آینده نیز باید از این منابع استفاده کنند،‌ضمن آنکه مقدار مصرف انرژی و هدر رفت آن امروزه میزانی است برای پیشرفتگی یک کشور پس اگر قدمی هر چند کوچک برای بهینه سازی مصرف انرژی برداریم به پیشرفت کشور کمک بسیاری نموده ایم البته فراموش نکنیم که مدیریت تولید و توزیع انرژی نیز مبحث بسیار مهمی است که مسؤولان کشور باید توجه کافی به آن بنمایند.

امیدواریم با تلاش همه ایرانیان کشوری آباد داشته باشیم و کاری کنیم که هیچ نسلی در آینده دچار کمبود انرژی نشود، البته این کاری است که ما برای نوادگان خودمان انجام می دهیم.

0

انرژی هیدروژن و پیل سوختی

مجموعه‌ای از عوامل مختلف از جمله محدودیت منابع فسیلی، تأثیرات منفی زیست محیطی، بهره‌گیری از منابع هیدروکربنی، افزایش قیمت سوختهای فسیلی، منازعات سیاسی و تأثیرات آن بر روی ارائه انرژی پایدار از جمله دلایلی هستند که بسیاری از سیاستمداران و متخصصین مباحث انرژی و محیط زیست را در حرکت به سوی ایجاد ساختاری نوین مبتنی بر امنیت ارائه انرژی، حفظ محیط زیست، ارتقاء کارایی سیستم انرژی وادار نموده استبر این اساس هیدروژن یکی از بهترین گزینه‌ها جهت ایفای نقش حامل انرژی در این سیستم جدید ارائه انرژی می‌باشد.

هیدروژن بعنوان فراوان‌ترین عنصر موجود در سطح زمین به روشهای مختلف قابل تولید می‌باشددر یک سیستم ایده آل انرژی بر پایه هیدروژن با هدف تأمین امنیت ارائه انرژی، حفظ محیط زیست و ارتقاء کارایی سیستم انرژی، هیدروژن از الکتریسیته تولیدی از منابع تجدیدپذیر نظیر باد، خورشید، زمین گرمایی و نظایر آن تولید شده و پس از ذخیره سازی و انتقال به محل‌های مصرف، در کاربردهای مختلف از جمله تجهیزات الکترونیکی کوچک (میلی وات)، صنعت حمل و نقل و صنایع نیروگاهی قابل بکارگیری استبا این رویکرد بسیاری بر این باورند که سوخت نهایی بشر هیدروژن بوده و بشر درآینده‌ای نه چندان دور عصر هیدروژن را تجربه خواهد نمود.

از جمله ویژگیهایی که هیدروژن را از سایر گزینههای مطرح سوختی متمایز مینماید، میتوان به فراوانی، مصرف تقریباً منحصر به فرد، انتشار بسیار ناچیز آلایندهها، برگشت‌پذیر بودن چرخه تولید آن و کاهش اثرات گلخانهای اشاره نمود.سیستم انرژی هیدروژنی بدلیل استقلال از منابع اولیه انرژی، سیستمی دایمی، پایدار، فناناپذیر، فراگیر و تجدیدپذیر میباشد و پیش بینی میشود که در آیندهای نه چندان دور تولید و مصرف آن بعنوان حامل انرژی به سراسر اقتصاد جهانی سرایت نموده و اقتصاد هیدروژنی تثبیت شود؛ با این وجود نباید انتظار داشت که هیدروژن در بدو ورود از نظر قیمتی بتواند با سایر حاملهای انرژی رقابت نمایددر آینده هیدروژن و پیلهای سوختی میتوانند نقش محوری و کنترل کنندگی در آلودگی شهرها داشته باشند.عمل تبدیل انرژی شیمیایی موجود در هیدروژن به انرژی الکتریکی توسط پیل سوختی انجام می‌پذیرد که متناسب با کاربرد و خواص ساختاری آنها، پیل‌های سوختی خود به انواع مختلف تقسیم می‌شونددر واقع اهمیت فناوری پیل سوختی در یک سیستم انرژی بر پایه هیدروژن (عصر هیدروژن)به گونه‌ای است که بسیاری آنرا به لوکوموتیو قطار توسعه عصر هیدروژن تشبیه نموده‌اندعلاوه بر فناوری پیل سوختی به عنوان مصرف کننده هیدروژن در عصر هیدروژن، فناوریهای تولید، ذخیره سازی، عرضه و انتقال هیدروژن نیز از اجزاء اصلی ساختار انرژی این عصر خواهند بود.

0
دانلود سه فصل از مطالب فیزیک هفتم (انرژی - منابع انرژی - مصرف بهینه انرژی)