CHỦ ĐỀ 5: NĂNG LƯỢNG VỚI CUỘC SỐNG

BÀI 13: SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG

I. Vòng năng lượng trên Trái Đất

- Ngoài năng lượng chủ yếu do Mặt Trời truyền tới, Trái Đất còn có nguồn năng lượng của riêng nó, đó là năng lượng địa nhiệt, năng lượng từ thuỷ triều và năng lượng từ nhiên liệu hạt nhân.

Vòng tuần hoàn của nước

Năng lượng mặt trời làm nóng và bốc hơi nước ở các sông, hồ, biển và đại dương. Hơi nước trong những dòng không khí khi gặp điều kiện thuận lợi ngưng tụ và rơi xuống tạo thành những cơn mưa. Nước mưa theo các mạch nước ngầm hoặc các dòng chảy sông, suối lại đổ về đại dương (hình 13.2). 

 Năng lượng trong vòng tuần hoàn của nước đến từ Mặt Trời.

Vòng tuần hoàn của carbon

Trong tự nhiên, nguyên tố carbon ở dạng khí CO₂ đi vào thực vật rồi biến đổi và sau đó được phát thải trở lại bầu khí quyền cũng chủ yếu ở dạng khí CO2. Quá trình này được thực hiện nhờ vòng tuần hoàn của carbon (hay chu trình carbon) (hình 13.3).

Thực vật hấp thụ CO2 trong khí quyển. Nhờ quá trình quang hợp, chúng tổng hợp chất hữu cơ từ nước và CO2, đồng thời chuyển hoá năng lượng từ ánh sáng mặt trời thành năng lượng hoá học tích luỹ trong chất hữu cơ đó. Động vật ăn thực vật và chuyển hoá một phần năng lượng này thành năng lượng nhiệt để duy trì nhiệt độ cơ thể và năng lượng cơ học trong các hoạt động vận động. Xác sinh vật bị vùi lấp trong các điều kiện địa chất đặc biệt, trải qua hàng trăm triệu năm, hình thành nên nhiên liệu hoá thạch – nguồn dự trữ năng lượng hoá học khổng - lồ. Nhiên liệu hoá thạch được sử dụng đa dạng trong các hoạt động sản xuất và sinh hoạt, chuyển hoá năng lượng hoá học thành năng lượng nhiệt. Thông qua các quá trình hô hấp của sinh vật, đốt nhiên liệu hoá thạch của con người, khí CO₂ lại được giải phóng vào bầu khí quyển.

Năng lượng trong vòng tuần hoàn carbon đến từ Mặt Trời.

Từ các phân tích trên, phần lớn năng lượng trên Trái Đất đến từ Mặt Trời.

II. Năng lượng hóa thạch

1. Nguồn gốc và đặc điểm của năng lượng hóa thạch

- Nguồn gốc

Than mỏ, dầu mỏ, khí thiên nhiên và khí mỏ dầu là các nhiên liệu hoá thạch được hình thành qua các quá trình biến đổi địa chất trong hàng trăm triệu năm. Khi đốt cháy các nhiên liệu này tạo ra năng lượng nhiệt. Năng lượng hoá thạch được dự trữ trong nhiên liệu hoá thạch.

- Đặc điểm

+ Ưu điểm: dễ sử dụng, chi phí khai thác và giá thành không quá cao.

+ Nhược điểm:

• Nhiên liệu hoá thạch cần hàng trăm triệu năm để hình thành, trong khi đó, với mức độ tiêu thụ như hiện tại thì chỉ khoảng từ 50 đến 100 năm nữa nguồn nhiên liệu này sẽ cạn kiệt.

• Đốt cháy nhiên liệu hoá thạch sẽ sinh ra các chất độc hại và phát thải khí nhà kính quá mức làm Trái Đất nóng lên, gây ra biến đổi khí hậu với quy mô toàn cầu.

2. Khai thác và sử dụng nhiên liệu hóa thạch