Jane parime te
termodinamikes te cilat zbatohen ne te gjitha lemite e zbatimeve te energjise
por edhe ne ligjet e levizjeve sociologjike, bilogjike, psikologjike dhe informative.
·
Parimi i parë
thotë qe sasija e nxëhtësise që futet në një sistem shkon ne rritjen e
energjisë së brendeshme të sistemit dhe në kryerjen e një punë përkundër
ambjenit perreth.
·
Parimi i dytë
apo ligji i entropisë thotë që në sistemet e izoluara entrpia e tij është
gjithmon në rritje. Nderrimi i
entropisë së një sistemi definohet si shumë e tërsishme apo integral i
ndërrimeve të nxehtësise pjestuar me temperaturen e sistemit ne shqyrtim.
Kur theksojme entropine (shenohet me S,
aludojme ne ndrrimin e saje por duke filluar nga vlera e saje zero.( E njeta
gje vlen edhe me definimin e potencialit apo distances).
Me ndërrimin e entopisë
se sistemit të caktuar analizohet kahja e levizjes së proceseve fizike, kimike
, biologjike etj. Kur ndërrimi i entropise(delta S) është me i madhe se zero procesi është irreverzibil ( i
pa kethyeshem), kur nderrimi është zero procesi është reverzibil dhe kur
ndrrimi ne fjale ka vleren me i vogel se zero procesi është i pamundur.
Ketu shihet roli i
gjithëanshem i ligjit të ndërrimit të enropise apo parimit te dytë të
termodinamikes. Më anë të tij parashihen levizjet e proceseve ne shkence
shoqeri dhe kahet rrjedhjes se informacionece.Entropia në aspektin informative
definohet si shkalle e crregullesise. Crregullsia apo kaosi dhe rregullesia
janë procese fundamentale në të gjitha lemite e hulumtive.
Ø Parimi i parë i
termodinamikës
§ Termodinamika
§ Sistemi
termodinamik
§ Parimi i parë i
termodinamikës
§ Hidrogjeni ne
makineri dhe rendesia e tij ne te ardhmen
§ Makinerite hibride
§ Bateria
§ Krahasim midis
disa lloje makinash
§ Kuriozitet
§ Makinat
elektrike - alternative praktike ndaj benzines
§ Makinat me
hidrogjen
§ Energjitë
ekologjike - e ardhmja në fushën e energjetikës
Ø Parimi i dytë i
termodinamikës
§ Vdekja termike e
universit
§ Termodinamika – Shkencë e nxehtesise dhe lidhja e saj me punen, proceset
energjitike qe shoqerojne reaksionet kimike ose ndryshimet fizike te lendes
§ Sistemi
termodinamik – Pjesa e universit që
merret në shqyrtim. Pjesa tjetër e universit quhet mjedis. Sistemi ndahet nga
mjedisi me kufij ndarës, ku zhvillohen ndryshimet e mundshme të punës,
energjisë, lëndës.
§ Parimi i parë i
termodinamikës – Nese trupi i
dorezohet nxehtesia (Q) , trupi nje pjese te asaj energjie e harxhon ne
ndryshimin e energjis se brendshme (U) , e nje pjese tjeter ne kryerjen e punes
(A)
§ Hidrogjeni në
makineri dhe rëndësia e tij në të ardhmen
Diku nga mesi i këtij shekulli, qytetërimi do të
ketë arritur më në fund një sistem energjetik që mund të furnizojë rritjen e
vet ekonomike në një planet të stabilizuar ambientalisht. Ekonomia e
hidrogjenit duhet të jetë fundi i lojës së njerëzimit me energjinë. Fareed
Zakaria Përpara se të shfaqej Robert Hafner, shumë njerëz pranonin se gazi
natyror ishte i kufizuar në sasi dhe përdorim. Por, që kur është krijuar në
vitin 1959, kompania e Hefner, GHK e vetme ka zbuluar më shumë se 300 mijë
miliardë metër kub gaz natyror përreth botës.
Kompania nxiti gjithashtu teknologjinë që përdoret
tashmë nga të gjithë kompanitë më të mëdha në Shtetet e Bashkuara për të
shfrytëzuar puse shumë të thellë e me trysni të lartë. Hefner, thotë se, gazi
natyror nevojitet që të jetë pjesë qendrore e çdo lloj strategjie për
tranziocion nga energjitë tradicionale drejt energjive të reja të pastra. Gazi
natyror është me bollëk dhe i pastër, por kur i shton kostot e kërkimit,
magazinimit dhe shpërndarjes, ai është gjithashtu i kushtueshëm. Kur përfshihen
kostot e ndotjes nga qymyri, si kostot e shëndetit dhe shirat acidë, atëherë
kostoja e energjisë elektrike të prodhuar duke përdorur gaz natyror është në
fakt më e ulët se e qymyrit.
A mund të kalojmë në një ekonomi tërësisht të varur
nga gazi natyror? Pas 50 vjetësh, ne do të kemi krijuar një infrastrukturë të
re energjetike që është shumë herë më efeciente, kryesisht përmes gazit
natyror, energjisë diellore dhe prodhimit të energjisë elektrike përmes
energjisë së erës, hidrogjenit në sektorin e transportit si dhe rritjeve të
mëdha në eficiencë tek përdoruesit. Ne do të hyjmë në ekonominë e hidrogjenit,
si rezultat i një tranzicioni që nisi me gazin natyror.
Ekonomi e hidrogjenit? Një ekonomi që furnizohet me
gaz hidrogjeni të nxjerrë nga uji i detit përmes rrymave elektrike, prodhuar
nga energjia diellore ose e erës. Ndonëse ky proces i elektrolizës është njohur
dhe përdorur prej 100 vjetësh, ai nuk është komercial për ekonominë sot. Ne
kemi furnizuar tashmë automobila, anije, avionë dhe qytete me hidrogjen, kështu
që e dimë se si bëhet. Dhe është 100 për qind e pastër. Nuk është ndonjë
teknologji e “Luftës së Yjeve”. Diku nga mesi i këtij shekulli, qytetërimi do
të ketë arritur më në fund në një sistem energjetik që mund të furnizojë
rritjen e vet ekonomike në një planet të stabilizuar ambientalisht. Ekonomia e
hidrogjenit duhet të jetë fundi i lojës së njerëzimit me energjinë.
§ Makinerite
hibride
Çfare është nje makinë hibride? Makina hibride ka dy
motorë të pavarur, te vendosur paralel. Një motor tradicional benzine dhe një
motor elektrik. Ndezja behet nga motori elekirik, derisa shpejtesia të ketë
arritur 40-50 km/h; pastaj hyn automaiikisht në pune motori me benzinë dhe
ndalet motori elektrik. Ne kushte me të vështira si gjate nxitimit dhe rinisjeve
funksionojne që të dy motorët ne menyre që të ofrojnë me shumë fuqi. Ne zonat
urbane motori elektrik hyn automatikisht në pune në baze të shpejtesise se ulët
(me pak se 40km/h). Prandaj makina hibride mund të lëvize me motor termik,
motor elektrik ose nga kombinimi i te dyve.
§ Bateria
Modelet e reja të makinave hibride nuk kane nevoje
të rimbushin baterine. Ne nje makine tradicionale, kur shtypet pedali i
frenimit, humbet energji ne formë nxehtesie; sa me e larte te jete shpejtesia
aq me e madhe ështe energjia që humbet. Nje makinë hibride ka nje sistem
rigjenerimi qe transformon energjine e prodhuar nga ferkimi ne energji
elektrike dhe ia dergon baterise (frenim rigjenerues). Ne këtë mënyre, motori
elektrik vepron si burim tensioni dhe ngarkon baterine ndersa makina frenon.
§ Krahasim midis
disa lloje makinash
Një makinë me benzine ka një motor termik, nje
serbator karburanti dhe nje pemë transmisioni. Motori rrotullon sistemin e
transmetimit, e cila rrotullon rrotat. Makina elekirike ka nje motor elektrik,
nje bateri qe furnizon me energji motorin dhe sistemin e transmetimit. Makina
hibride ka një motor me benzine, nje serb ator benzin, nje motor clcktrik, nje
bateri dhe nje peme tranzmisioni. Dy motorat mund te vene ne pune pemen e
tranzmisionit ne menuyre te pavarur. Meqenese në trafik, në zonat urbane
funksionon motoei elektrik, makina hibride ul konsumin e karburantit, pikerisht
aty ku konsumi i bënzines ështe me i madh. Makina hibride zvogelon edhe
shkarkimin e gazrave ndotës në mjedis. Nuk ështe akoma makinë me emision zero,
por eshte sigurish nje mjet që ndot me pak ne krahasim me makinat ekzistuese.
Emisionet e hidrokarbureve ose te oksidit të azotit jane shume me te ulëta se
ato që kërkohen nga normal Euro IV per motorët me benzinë. Perparësia e tretë:
makinat hibride jane shume të qeta, pra ulin ndotjen akustike.
§ Kuriozitet
Japonezet po studiojne mundesine e perdorimit të
alkolit (etanolit dhe metanolit) ne makinat hibride, në vend te benzines apo
naftës. Babai i makinës hibride konsiderohet amerikani Viktor Uok qe, me 1972,
ndryshoi nje Buik te vjetër duke i shtuar një motor elektrik paralel me ate të
benzines.
“Makinat tona janë shumë ndryshe nga ato me
karburant pasi vihen në punë nga elektriciteti dhe me një sistem baterie,
prodhim i firmës Hybrid Technologies. Në të kaluarën, makinat elektrike kishin
mbetur prapa për shkak të baterive. Por gjatë 10 vjetëve të fundit teknologjia
e baterive ka përparuar. Me një bateri 72 kilogramëshe mund të përshkohet e
njëjta distancë që kërkonte 1088 kilogramë bateri." Makinat që punojnë me
litium janë po aq të fuqishme sa makinat që furnizohen me karburant.
Përshembull me 10 copë bateri litiumi, Cruiser PT mund të marrë një shpejtësi
deri në 100 kilometra në orë në 7 presje 2 sekonda, duke konkuruar me akselerimin
e një makine me gjashtë cilindra. Një ngarkim me energji prej gjashtë orësh
mund t’i japë fuqi makinës për të përshkuar 200 kilometra.
§ Makinat
elektrike - alternative praktike ndaj benzines
Ekspertët e automjeteve thonë se makinat elektrike
që punojnë me bateri janë alternativë praktike krahasuar me makinat me benzinë,
të paktën për disa njerëz. Por problemi më i madh për industrinë
automobilistike është zgjerimi i infrastrukturës për rimbushjen e baterive të
makinave. Disa thonë se dita e makinave elektrike ka ardhur. Chevy Volt
elektrike ka një bateri që rimbushet, dhe për një kohë të shkurtër, mund të
punojë me motor me benzinë për të mbushur baterinë. Ndërsa Nissan Leaf është
makinë tërësisht elektrike e projektuar për rrugë të shkurtra. Makinat
elektrike përbënin dikur një pjesë të madhe të tregut. Makina elektrike u
prodhua në Los Anxhelos nga një nxënës i shkollës së mesme, Ërl Antoni, në
vitin 1897. Në fillim të viteve „20, në rrugët e Amerikës kishte shumë makina
elektrike por makinat me benzinë, meqenëse bënin rrugë më të gjata, filluan të
dominonin autostradat.
Në vitin 1996, General Motors nxori makinën EV-1.
Lesli Kendall punon në Muzeun e Automjeteve Petersen dhe thotë se njerëzit e
pëlqyen atë makinë. “Nuk ka dyshim që dukej bukur. Ajo u testua në tregjet
kryesore amerikane dhe reagimet ishin pozitive. Dhe punonte shumë mirë.” Por
ishte e shtrenjtë për t‟u prodhuar dhe nuk
bënte dot rrugë të gjata. Prodhimi u ndërpre pas 1999-ës. Modelet e sotme
elektrike i kanë zgjidhur disa nga këto probleme. Megjithatë, stacionet e
mbushjes nuk gjenden lehtë jashtë qyteteve të mëdha, thotë Eduard Ker i
kompanisë së shërbimeve elektrike Southern California Edison. “Ne duhet të
përqendrohemi tek niveli i shpërndarjes, dhe kjo është faza e fundit e zgjidhjes
së problemit, sepse këto automjete do të shtohen në shumë zona.” Stacione
mbushjeje po instalohen në shtëpi dhe biznese kryesisht nga kompania
AeroVironment. Kristen Helsel, e cila punon për këtë kompani, thotë se
teknologjia po përhapet dhe sigurisht, që tregu i makinave vetëm elektrike
është ende më i vogël.” Zoti Bauer thotë se njerëzit që ngasin këto makina kanë
frikë se mund t‟u harxhohet energjia.
Por ai thotë se po të planifikohet, kjo nuk ka pse ndodh dhe bateritë po bëhen
gjithnjë e më të mira. Ai thotë se po shihet mundësia për të rritur distancën e
udhëtimit të këtyre makinave. “Një zgjidhje për të cilën është folur është
ndryshimi i baterisë në vend që të presësh për orë të tëra që ajo të mbushet.”
Teknologji të tjera, si qeliza karburanti jondotëse të hidrogjenit, po testohen
nga prodhuesit kryesorë të automjeteve për motorët e makinave elektrike. Këto
makina, thotë Lesli Kendall, mund të përmbushin nevojat e konsumatorëve që
përballen me rritjen e çmimit të naftës. Me zgjerimin e infrastrukturës,
makinat elektrike do të bëhen gjithnjë e më tërheqëse për njerëzit.
§ Makinat me
hidrogjen
Makina e parë për prodhim masiv që funksionon me
hidrogjen do të arrijë së shpejti në Londër. Kompania Hyundai shpreson që
makina që nuk emeton asnjë lloj gazi do të luajë rol kryesor në rrjetin e
zgjeruar të makinave me hidrogjen që financohet nga qeveria britanike. Hyundai
thotë se automjeti që funksion me hidrogjen bën një distance më të madhe sesa
makinat konvencionale me bateri dhe ka avantazhin që nuk emeton asnjë lloj
gazi. Produkti i vetëm që nxjerr ajo është uji. Marka Hyundai ix35 është seria
e pare në botë e makinave me hidrogjen. Robin Hayles është manaxher për
kompaninë Hyundai në Britani. Ai thotë se makina ka avantazhin e madh që e
gjeneron vetë elektricitetin, krahasuar me makinat elektrike konvencionale.
"Ajo nuk e ka problemin e distancës.
Makina përdor hidrogjenin për të prodhuar energji
përmes një reaksioni kimik. Pesë makina të këtij lloji do të jenë në rrugët e
Londrës deri në fund të gushtit. Ky model do të jetë pjesë e një projekti të
financuar nga qeveria që synon nxitjen e përdorimit të makinave me hidrogjen.
Emma Guthrie është menaxhere për zhvillimin e biznesit në Air Products,
kompania që koordinon futjen e këtyre makinave në treg. "Kemi filluar duke
vendosur stacionet e para të furnizimit me hidrogjen në aeroportin Heathroë.
Hapja e një stacioni të dytë në Londër do të shënojë fillimin e rrjetit të
makinave me hidrogjen që vijnë nga kompania Hyundai " . Stacioni i dytë me
hidrogjen do të hapet së shpejtë dhe deri në vitin 2015 do të ketë edhe gjashtë
të tjerë. Hyundai filloi të punonte për këtë projekt që në vitin 1998 dhe iu
deshën 15 vjet për të prodhuar makinën e parë në Ulsan të Koresë në shkurt të
këtij viti. Rory Reid është gazetar për multimedian. Ai testoi makinën me
hidrogjen këtë javë dhe thotë se ajo kombinon avantazhet e makinës elektrike me
ato të makinës me karburant. "E provova dhe më duhet të them se më pëlqeu
pasi ecën si një makinë elektrike. Ka një reagim të shpejtë pra e merr
shpejtësinë menjëherë" shpjegon Reid.
§ Energjitë
ekologjike e ardhmja në fushën e energjetikës
Sa më shumë rrymë elektrike mbërrin në rrjet nga
pajisjet për energjinë e erës dhe atë diellore, aq më e mprehtë bëhet çështja:
Si mbetet rrjeti i qëndrueshëm? [9:19:36 PM] olta: Në mbarë botën po kërkohet
se si mund të ruhet dhe depozitohet më mirë energjia. Kjo për arsyen se rritja
e sasisë së rrymës elektrike nga pajisjet për energjinë e erës dhe atë diellore
do të thotë prodhim i një pjese më të madhe energjie ekologjike atëherë kur
fryn era apo shkëlqen dielli, thotë Martin Kleimaier, anëtar i grupit të punës
Depozitimi i energjisë në shoqatën për elektroteknikë VDE: "Në lidhje me
energjinë nga era dhe dielli depozita shërben për njëtrajtësimin e energjisë jo
të njëtrajtshme nga era dhe dielli, duke ia përshtatur atë nevojës.“ Në vitin
2011 rryma elektrike e përftuar prej erës, diellit, ujit dhe masës biologjike
mbulonte tashmë 20 për qind të konsumit gjerman. Deri në vitin 2050 ekonomia më
e madhe e Evropës do ta marrë 80 për qind të rrymës së saj elektrike nga
energjitë ekologjike. Kësisoj problemi i depozitimit të energjisë bëhet përditë
e më i mprehtë.
Ekzistojnë teknika të ndryshme depozitimi të
energjisë, në shumë të tjera po punohet. E sprovuar prej vitesh është ruajtja e
hidroelektricitetit me pompim, një depozitim afatshkurtër, i cili gjen përdorim
para së gjithash në rajonet malore. Kur në rrjet ka tepricë rryme elektrike nga
parqet e erës dhe ato diellore, atëherë me këtë energji uji në luginë mund të
pompohet në majë të malit. Kur më vonë rritet nevoja për rrymë elektrike, uji
lëshohet dhe vë në lëvizje turbinat që prodhojnë rrymë. Kësisoj rryma elektrike
ruhet nëpërmjet energjisë potenciale të ujit. Problemi: një e treta e energjisë
humbet gjatë shpenzimit të energjisë për pompim. Përveç kësaj, potenciali për
shtrirjen e aplikimit të këtij modeli është shumë i kufizuar (e kjo jo vetëm në
Gjermaninë me dendësi të lartë popullsie). Me një kapacitet 7.500 megavat
stacionet ekzisuese të pompimit në Gjermani mund të sigurojnë teorikisht vetëm
katër deri tetë orë mbajtje të rrjetit. Kjo është shumë pak në rast të një
pushimi të zgjatur të erës, kur mullinjtë e erës nuk punojnë për ditë a javë të
tëra.
Parimi i
dyte apo ligji i entropise
thot qe ne sistemet e izoluara
entrpia e tij eshte gjithmone ne rritje. Nderrimi i entropise se nje
sistemi definohet si shume e tersishme apo integral i nderrimeve te nxehtesise
pjestuar me temperaturen e sistemit ne shqyrtim.
Kur theksojme entropine (shenohet me S, aludojme
ne ndrrimin e saj por duke filluar nga vlera e saje zero.( E njeta gje vlen
edhe me definimin e potencialit apo distances). Me nderrimin e entopise se
sistemit te caktuar analizohet kahja e levizjes se proceseve fizike, kimike ,
biologjike etj. Kur nderrimi i entropise(delta S) është me i madhe se zero
procesi është irreverzibil ( i pa kethyeshem), kur nderrimi është zero procesi
është reverzibil dhe kur ndrrimi ne fjale ka vleren me i vogel se zero procesi
është i pamundur.
Ketu shihet roli i gjitheanshem i ligjit te
nderrimit te enropise apo parimit te dyte te termodinamikes. Me ane te tij
parashihen levizjet e proceseve ne shkence shoqeri dhe kahet rrjedhjes se
informacionece.Entropia ne aspektin informative definohet si shkalle e
crregullesise. Crregullsia apo kaosi dhe rregullesia janë procese fundamentale
ne te gjitha lemite e hulumtive. Te themi psh. qe Universi si sistem i izoluar
ka nje entropi ne rritje për cka dihet qe ai zgjerohet ne menyre te
pakethyeshme. Parimi i trete ne fakt quhet parimi zero(0) i termodinamikes.Keto
nuk po e trajtojme por vetem te themi qe ai ndihmone ne definimin e teperatures
dhe për ta kuptuar shum lehte, te mendojme situaten si vijon. Kur dy madhesi
janë te njejta me nje madhesi te trete atehere ato janë te njejta edhe me njera
tjetren.
Vdekja termike e Universit është
fati përfundimtar I supozuar I universit, në të cilin
gjithësia eshte zvogëluar ne një gjendje pa energji termodinamike te
lire dhe prandaj nuk mund mbështetse proceset që konsumojnë energji (duke
përfshirë njehsimin dhe jetën). Vdekja e termike nuk nënkupton ndonjë
temperaturë absolute të veçantë, por vetëm kërkon që ndryshimet e temperaturës
ose proceset tjera nuk mund të shfrytëzohen për të kryer punën. Në gjuhën e
fizikës, kjo është kur universi arrin ekuilibrin termodinamik entropia
(maksimum).
Ideja e vdekjes termike, buron nga ligji e dytë të
termodinamikës, i cili thotë se entropia tenton të rritet në një sistem të
izoluar. Nëse universi zgjat për një kohë të mjaftueshme, ajo do të qase
asimptotatikisht një shtet ku të gjithë energjia është
shpërndarë në mënyrë të barabartë. Me fjalë të tjera, në natyrë ka një tendencë
për (humbje të energjisë) së energjisë mekanike prandaj,
me ekstrapolim, ekziston pikëpamja se lëvizja mekanike e gjithësisë do të
zbrese poshtë, si puna konvertimit në ngrohje , në kohën e duhur të ligjit të
dytë. Ideja e vdekjes termike është propozuar së pari në drejtim të lirshem ,
filluar në vitin 1851 nga William Thomson, 1st Baron Kelvin, i cili teorizoi më
tej pikëpamjet mekanike te humbjes se energjisë sipas Sadi Carnot (1824), James
Joule (1843), dhe Rudolf Clausius (1850) . Pikepamjet e Thomson u
përpunuan pastaj në më shumë definicione gjatë dekadës së ardhshme nga Hermann
von Helmholtz dhe William Rankine.
Ideja e vdekjes të ngrohjes e universit rrjedh nga
diskutimet e zbatimit të dy ligjeve parë të termodinamikës në procese
universale. Konkretisht, në vitin 1851 William Thomson përshkroi pikëpamjen, si
të bazuar në eksperimentet e fundit në teorinë dinamike të ngrohjes, se
"ngrohja nuk është një substancë, por një formë dinamike e efektit
mekanik, ne e perceptojmë se duhet të jetë një ekuivalencë në mes të punës
mekanike dhe ngrohjes, si në mes të shkakut dhe pasojës. ".
Kelvin-i origjinalizoi idenë e
vdekjes termike universale në 1852. Në 1852, Thomson
botoi "Për një tendencë Universale në natyrë ; për shpërndarje
të energjisë Mekanike", në të cilin ai përshkroi bazat e ligjit të dytë të
termodinamikës përmblidhen nga pikëpamja se mocioni mekanik dhe I energjisë
përdoret për të krijuar atë lëvizje qe do të tentojë të zhduket ose të
drejtohet poshtë, natyrisht. Idetë në këtë botim, në lidhje me
zbatimin e tyre në moshën e diellit dhe dinamikën e operacionit universal,
tërhoqi sërën e William Rankine dhe Hermann von Helmholtz. Tre prej
tyre thane se kanë shkëmbyer idetë në këtë temë. Në 1862,
Thomson botoi "Për moshën e ngrohjes e diellit", një artikull në të
cilin ai përsëriti besimin e tij themelor në pathyeshmërine e energjisë (ligji
i parë ) dhe shpërndarje universale te energjisë (ligji i dytë), duke çuar në
përhapjen e ngrohjes, ndërprerjen e levizjes se dobishme (punë), dhe lodhjen e
energjisë potenciale përmes universit material duke qartësuar pikëpamjen e tij
për pasojat e gjithësisë si një e tërë. Në një paragraf kyç, Thomson ka
shkruajtur:
Rezultati ne mënyrë të pashmangshme do të jetë një
shtet i pushimit universal dhe vdekje, nëse universi ishte e fundem dhe e la
t'u bindet ligjeve ekzistuese. Por kjo është e pamundur
të krijoje një kufi për masën e materies në univers, dhe për këtë arsye shkenca
tregon më tepër për një progres të pafund, nëpër një hapësirë të pafund,
te veprimit qe përfshin transformimin e energjisë potenciale në
lëvizje te dukshme dhe kështu në nxehtësi, sesa të një mekanizmi të vetem te
fundem, drejtimin poshtë si një orë, dhe ndalimin për gjithnjë.
KOMENTET