บทที่ 1 ความรู้เกี่ยวกับพลังงาน (2)
•
3 likes•9,784 views
หน่วยที่ 1 ความรู้เกี่ยวกับพลังงาน
More Related Content
What's hot
What's hot (20)
Recently uploaded
Recently uploaded (6)
บทที่ 1 ความรู้เกี่ยวกับพลังงาน (2)
- 1. วิชาพลังงานและสิ่งแวดล้อม รหัสวิชา 2001-1003 3 คาบ 2 หน่วยกิต
- 2. คาอธิบายรายวิชา • ศึกษาและปฏิบัติเกี่ยวกับความหมายและประเภท ของพลังงานและสิ่งแวดล้อม ความสัมพันธ์ของพลังงาน และสิ่งแวดล้อมกับการดารงชีวิต ปัญหาการใช้พลังงาน ที่ส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม หลักและวิธีการอนุรักษ์ พลังงานและการจัดการสิ่งแวดล้อม การป้องกันและ แก้ไขปัญหา พลังงานทดแทน กฎหมายและนโยบายที่ เกี่ยวข้อง
- 3. จุดประสงค์รายวิชา • เข้าใจหลักการอนุรักษ์พลังงานและสิ่งแวดล้อม • สามารถประยุกต์ใช้หลักและวิธีการอนุรักษ์พลังงาน และสิ่งแวดล้อมในการดาเนินชีวิตประจาวันและงาน อาชีพ • มีเจตคติที่ดีต่อการอนุรักษ์พลังงานและสิ่งแวดล้อม
- 5. ความหมายของพลังงาน พลังงาน มาจากคาว่า พลัง และ งาน หมายถึง พลังต่าง ๆ ที่ นามาใช้ให้เกิดเป็นงาน ตามพระราชบัญญัติการส่งเสริมการอนุรักษ์พลังงาน พ.ศ. 2535 พลังงาน หมายถึง ความสามารถในการทางานซึ่งมีอยู่ในตัวของ สิ่งที่อาจใช้งานได้ ได้แก่ พลังงานหมุนเวียน และพลังงานสิ้นเปลือง เช่น เชื้อเพลิง ความร้อน ไฟฟ้า เป็นต้น
- 6. พลังงานเพื่อชีวิต พลังงาน (Energy) เป็นสิ่งที่มนุษย์คุ้นเคยมาตั้งแต่โบราณ จนกระทั่ง ปัจจุบัน พลังงานเป็นสิ่งที่จาเป็นสาหรับมนุษย์มากขึ้น การดารงชีพ และการ ประกอบอาชีพในปัจจุบันต้องพึ่งพาการใช้พลังงานทั้งสิ้น นอกจากนี้พลังงาน ยังมีประโยชน์ต่อความเจริญก้าวหน้า และความผาสุกของสังคมในยุคปัจจุบัน อาจกล่าวได้ว่าพลังงานเป็นปัจจัยสาคัญต่อมนุษย์ในปัจจุบันมาก
- 7. ประโยชน์ของพลังงาน มีดังนี้ 1. การผลิต 2. การสาธารณูปโภค 3. การอานวยความสะดวกในชีวิตประจาวัน 4. การขนส่ง และการสื่อสาร 5. การแพทย์ 6. สินค้า 7. การทหาร
- 8. 1. การผลิต ผลผลิตทั้งทางเกษตรกรรม และอุตสาหกรรมจะต้องอาศัยพลังงาน เป็นปัจจัยในการผลิตที่สาคัญ ดังจะเห็นได้ว่าการเพาะปลูกนับตั้งแต่การเตรียม ดิน การหว่านเมล็ด การบารุงรักษา การเก็บเกี่ยว ตลอดจนการเคลื่อนย้าย ผลผลิตล้วนต้องใช้เครื่องจักรทั้งสิ้น ซึ่งทาให้การผลิตกระทาได้รวดเร็ว และเพิ่ม ผลผลิตได้มากขึ้น ส่วนในอุตสาหกรรมนั้น การผลิตที่ทางานด้วยเครื่องจักร จะต้องอาศัยพลังงานเป็นปัจจัยที่จะทาให้เครื่องจักรทางานได้ดี
- 9. 2. การสาธารณูปโภค การผลิตไฟฟ้า และประปาในปัจจุบัน จะต้องใช้พลังงานในรูปแบบ ต่างๆ กัน เช่น การผลิตไฟฟ้าในปัจจุบันใช้พลังงานจากน้ามัน แก๊สธรรมชาติ ถ่านหินลิกไนต์ พลังงานน้าจากเขื่อนต่าง ๆ และพลังงานในรูปแบบอื่นๆ ไฟฟ้าจึงจัดว่าเป็นสิ่งที่จาเป็นต่อสาหรับชีวิตในปัจจุบัน ที่จะทาให้บ้านเรือน ถนนหนทางได้รับแสงสว่าง การผลิตน้าประปาก็ต้องใช้เครื่องจักร และไฟฟ้า ในการผลิต พลังงานจึงจะเปรียบเสมือนหัวใจของการสาธารณูปโภค
- 10. 3. การอานวยความสะดวกในชีวิตประจาวัน เครื่องใช้ต่าง ๆ ในชีวิตประจาวัน เช่น ตู้เย็น พัดลม วิทยุ โทรทัศน์ เป็นต้น เป็นสิ่งที่อานวยความ สะดวกแก่ชีวิตในปัจจุบัน จะต้อง อาศัย พลังงานในรูปแบบใดรูปแบบ หนึ่ง จึงจะทางานได้
- 11. 4. การขนส่ง และการสื่อสาร การขนส่งทั้งทางบก ทางน้า และทางอากาศ ที่พัฒนามาจนถึง ปัจจุบันนี้ นับได้ว่าทาให้การขนส่งเคลื่อนย้ายรวดเร็วมาก ส่วนการสื่อสารยุค ปัจจุบันที่เป็นระบบการสื่อสารผ่านดาวเทียมก็นับเป็นความสาเร็จในการ พัฒนาพลังงาน
- 12. 5. การแพทย์ ทางการแพทย์นอกจากจะประสบความสาเร็จในการค้นคว้าวิจัยจน ทาให้เกิดวิวัฒนาการในการตรวจ และรักษาโรคในด้านต่าง ๆ แล้ว การ เอกซเรย์ที่ใช้ตรวจรักษาคนไข้ มาเป็นเวลานาน ก็เป็นการใช้พลังงานใน การแพทย์ นอกจากนี้ยังมีการใช้แสงในการผ่าตัดดวงตาและรักษาโรคมะเร็ง โดยการฉายแสง
- 13. 6. สินค้า พลังงานในรูปแบบต่าง ๆ เช่น น้ามันดิบ แก๊สธรรมชาติ ถ่านหิน และแร่กัมมันตภาพรังสีนับเป็นสินค้าที่สาคัญที่ทารายได้ให้กับประเทศผู้ผลิต เช่น ประเทศ ในตะวันออกกลาง และ แอฟริกาใต้
- 14. 7. การทหาร พลังงานได้ถูกนาไปใช้ประโยชน์ในการทหารมาเป็นเวลานาน ประเทศที่มีอานาจทางการทหาร เช่น สหรัฐอเมริกา ล้วนเป็นประเทศที่มี ความก้าวหน้าในการพัฒนาพลังงาน เพราะอาวุธที่ใช้ในการทาสงครามล้วนมี พื้นฐานความรู้ และการนาพลังงานไปดัดแปลงใช้
- 15. รูปแบบของพลังงาน 1. พลังงานศักย์ หมายถึง พลังงานที่เก็บหรือแฝงในวัตถุนั้น เช่น ก้อนหิน พลังงานศักย์ จึงทาให้โมเลกุลของมันเกาะรวมกันอยู่เป็นก้อน แบตเตอรี่รถยนต์ หรือถ่านไฟฉายก็มีพลังงานศักย์อยู่เช่นกัน พลังงานศักย์สามารถเปลี่ยนเป็น พลังงานจลน์ได้ 2. พลังงานจลน์ หมายถึง พลังงานที่มีในวัตถุ เนื่องจากการเคลื่อนที่ของวัตถุ ด้วยความเร็ว เช่น ก้อนหินตกลงสู่พื้นได้ เพราะมีพลังงานจลน์เกิดขึ้นจากการ เคลื่อนที่ของก้อนหินนั้น 3. พลังงานภายใน หมายถึง พลังงานที่มีอยู่ในวัตถุหรือระบบจะมีการ เปลี่ยนแปลงเมื่อวัตถุหรือระบบมีการเปลี่ยนสภาพ หรือมีการแปรรูปซึ่งจะทาให้มี การถ่ายเทพลังงานระหว่างวัตถุหรือระบบเกิดพลังงานในรูปแบบต่าง ๆ ขึ้น ดังนี้
- 16. 3.1 พลังงานกล เป็นพลังงานที่นามาใช้ประโยชน์โดยการผ่านกลไก หรืออุปกรณ์ต่างๆ งานที่ได้จากอุปกรณ์จัดเป็นงานที่ได้จากการเคลื่อนที่โดย จะเริ่มจากพลังงานศักย์ที่สะสมในวัตถุ 3.2 พลังงานความร้อน เมื่อวัตถุมีการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ จะเกิด การถ่ายเทความร้อน ซึ่งเป็นพลังงานที่สัมผัสได้ และสามารถนามาใช้ ประโยชน์ได้ เช่น ความร้อนจากเชื้อเพลิง ความร้อนที่เกิดจากการเสียดสีของ วัตถุ เป็นต้น 3.3 พลังงานเคมี พลังงานที่สะสมในแหล่งพลังงาน เมื่อเกิดการ เปลี่ยนรูปหรือเกิดปฏิกิริยาเคมีจะทาให้พลังงานความร้อนออกมา แหล่ง พลังงานที่มีพลังงานเคมีสะสมอยู่ภายในเป็นเชื้อเพลิงที่ต้องมีการเผาไหม้ จึง จะได้พลังงานความร้อนออกมา เช่น ถ่านหิน น้ามันเตา น้ามันดิบ แก๊ส ธรรมชาติ การบริโภคอาหารของมนุษย์ เป็นต้น
- 17. 4. พลังงานไฟฟ้า แบ่งได้ 2 ประเภท คือ 4.1 ไฟฟ้าสถิต เกิดจากการที่อะตอมซึ่งเป็นองค์ประกอบของวัตถุ ทุกชนิด เกิดการสูญเสียหรือ ได้รับอิเล็กตรอน ทาให้มีจานวนไม่เท่ากับ โปรตอน 4.2 ไฟฟ้ากระแส เกิดจากการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอน ใน ชีวิตประจาวัน เราใช้ประโยชน์จากไฟฟ้ากระแสเป็นส่วนใหญ่ เช่น หลอดไฟ พัดลม ตู้เย็น เป็นต้น
- 18. แหล่งของพลังงาน แหล่งพลังงาน หมายถึง สสารหรือวัตถุที่มีพลังงานอยู่ในตัวมัน และ จะปล่อยพลังงานออกมาเมื่อผ่านกระบวนการแปรรูปในความสามารถในการ ทางานได้ เช่น เชื้อเพลิง ถ่าน น้ามัน เป็นต้น เมื่อการเผาไหม้เกิดปฏิกิริยา เคมีจะทาให้พลังงานออกมา แหล่งพลังงานจะมีมวล (Mass) มีตัวตนในขณะที่ พลังงานไม่มีมวล พลังงานที่ได้ออกมาเมื่อผ่านกระบวนการแปรรูปนี้จะมี หลายรูปแบบ ดังนี้
- 19. การจาแนกประเภทตามแหล่งที่มา ได้แก่ 1.1 แหล่งฟอสซิล (Fossil fuels) หมายถึง แหล่งพลังงานที่มีต้นกาเนิดมา จากสินแร่ฟอสซิลธรรมชาติ เมื่อนามาใช้แล้วจะหาหรือผลิตทดแทนไม่ได้ หรือ ต้องใช้เวลานานมากจึงจะผลิตมาทดแทนได้ พลังงานที่ใช้แล้วหมดไป พลังงานประเภทนี้ ได้แก่ 1. ถ่านหิน (Coal) 2. ปิโตรเลียม (Petroleum) 3. แร่นิวเคลียร์ ( Nuclear Minerals ) 4. หินน้ามัน ( Oil Shale )
- 20. 1.1 แหล่งฟอสซิล • 1.ถ่านหิน เป็นสารประกอบคาร์บอนที่เกิดจากการสะสมตัวของซากพืช ตามธรรมชาติ สามารถแบ่งเป็นประเภทของถ่านหินชนิดต่างๆได้ตาม ปริมาณคาร์บอนและค่าความร้อนเมื่อถูกเผา ดังนี้ • พีต (Peat) เป็นถ่านหินที่เกิดในลาดับแรกๆ ของกระบวนการเกิด ถ่านหิน ยังคงสภาพการสะสมของซากพืช ลิกไนต์ (Lignite) เป็นถ่านหินที่มีคุณภาพต่า ไม่ค่อยมีโครงสร้างของพืช เหลืออยู่ เนื้อแข็ง แหล่งผลิต เช่น เหมืองแม่เมาะ จังหวัดลาปาง
- 21. 1. ถ่านหิน
- 22. 1.ถ่านหิน • ซับบิทูมินัส (Subbituminous coal) เป็นถ่านหินที่มีคุณภาพ ดีกว่าลิกไนต์ แต่ต่ากว่าบิทูมินัส แหล่งผลิต เช่น อาเภอราง จังหวัด ลาปาง อาเภอลี้จังหวัดลาพูน • บิทูมินัส (Bituminous coal) เป็นถ่านหินที่มีการแปรสภาพสูง กว่าซับบิทูมินัส แหล่งผลิต ได้แก่ อาเภอลี้ จังหวัดลาพูน อาเภอแม่ ระมาด จังหวัดตาก • แอนทราไซต์ (Antracite) เป็นถ่านหินที่มีการแปรสภาพสูงสุด มีสี ดา เนื้อแข็ง มีความวาว เป็นถ่านหินที่มีคุณภาพสูงสุด แหล่งผลิตที่ กิ่งอ.นาด้วง จ.เลย
- 23. 2.ปิโตรเลียม • เป็นสารประกอบไฮโดรคาร์บอนที่เกิดขึ้นโดยธรรมชาติ และอยู่ในสภาพ อิสระ แบ่งเป็น • แก๊สธรรมชาติ เป็นสารประกอบไฮโดรคาร์บอนที่รวมตัวกันโดยมีสัดส่วน ของอะตอมที่แตกต่างกัน สามารถจาแนกได้เป็น แก๊สแห้ง แก๊สชื้น แก๊ส ธรรมชาติเหลว • น้ามันดิบ ประกอบด้วยไฮโดรเจน และคาร์บอน ยังมีธาตุอื่นๆ ประกอบด้วย เช่น ไนโตรเจน ออกซิเจน เหล็ก เป็นต้น น้ามันดิบเมื่อ นามาผ่านกระบวนการกลั่นน้ามันได้ผลิตภัณฑ์นามันต่าง ๆได้แก่ น้ามัน เบนซิน น้ามันดีเซล น้ามันเชื้อเพลิงสาหรับเครื่องบิน น้ามันก๊าด
- 24. • 3. แร่นิวเคลียร์ เป็นแร่ที่สามารถนามาใช้ในกิจการพลังงานปรมาณู เช่น โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ แร่นิวเคลียร์แบ่งเป็น 2 ประเภท คือ • แร่กัมมันตรังสี ที่มีคุณสมบัติสามารถแผ่กัมมันตรังสีออกมาจากตัวเองได้ ตลอดเวลา ได้แก่ แร่ในตระกูลยูเรเนียม ตระกูลทอเรียม • แร่ที่ไม่สามารถแผ่รังสี แต่ใช้ช่วยในการควบคุมปฏิกิริยาพลังงานปรมาณูที่ สาคัญ ได้แก่ แร่ตระกูลเบริล แร่ตระกูลโคลัมเบียน- แทนทาลัม
- 25. 4.หินน้ามัน 4. หินน้ามัน มีองค์ประกอบเป็น อินทรียสารที่เรียกว่า เคโรเจน เป็น สารน้ามันในเนื้อหินทาให้สามารถ จุดติดไฟได้ บางครั้งเรียกว่า หินติดไฟ ใช้ประโยชน์ในการกลั่นเอาน้ามัน มาใช้เป็นเชื้อเพลิง
- 26. 1.2 แหล่งพลังงานหมุนเวียน ( Renewable Energy Source) หมายถึง แหล่งพลังงานที่สามารถผลิตทดแทนได้เมื่อมีการนามาใช้ โดยใช้ระยะเวลาใน การผลิตไม่นาน หรือมีมากจนใช้แล้วไม่หมดไปง่ายๆ ได้แก่ น้า ดวงอาทิตย์ ลม ความร้อนใต้พิภพ ชีวมวล เช่น ไม้ แกลบ ชานอ้อย เป็นต้น 2. จาแนกตามกระบวนการผลิต ได้แก่ 2.1 แหล่งพลังงานปฐมภูมิ (Primary Energy Source ) 2.2 แหล่งพลังงานทุติยภูมิ (Secondary Energy Source )
- 27. 2.1 แหล่งพลังงานปฐมภูมิ (Primary Energy Source ) • 2.1 แหล่งพลังงานปฐมภูมิ (Primary Energy Source ) เป็นแหล่ง พลังงานที่มีต้นกาเนิดมาจากธรรมชาติ หรือแหล่งทรัพยากรของโลกโดยไม่ ผ่านกระบวนการปรุงแต่ง หรือแปรรูปที่ทาให้มีการเปลี่ยนแปลงโครงสร้าง ทางเคมี เช่น ดวงอาทิตย์ ลม น้ามันดิบ แก๊สธรรมชาติ ไม้ฟืน มูลวัว ทั้งหมดนี้เกิดและมีตามธรรมชาติ และเมื่อนามาใช้งานก็ยังคงอยู่ในสภาพ นั้น
- 28. 2.2 แหล่งพลังงานทุติยภูมิ (Secondary Energy Source ) • 2.2 แหล่งพลังงานทุติยภูมิ (Secondary Energy Source) เป็นแหล่ง พลังงานที่แปรรูป หรือเปลี่ยนรูปมาจากแหล่งพลังงานพวกแรก หรืออาจมี การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างทางเคมีให้อยู่ในรูปแบบที่เหมาะสมในการ นาไปใช้งาน ได้แก่ น้ามันปิโตรเลียมต่างๆ เช่น เบนซิน ดีเซล แก๊ส เชื้อเพลิง ถ่านหิน แอลกอฮอล์ เป็นต้น ขั้นตอนของกระบวนการแปรรูป แหล่งพลังงานเหล่านี้ จะมีการใช้พลังงาน และเกิดการสูญเสียพลังงานใน ขั้นตอนการผลิต
- 29. หน่วยพลังงาน แหล่งพลังงาน หรือเชื้อเพลิงที่สามารถแสดงค่าปริมาณทางกายภาพ ได้ เช่น ถ่านหินแสดงจานวนเป็นต้น แก๊สธรรมชาติแสดงเป็นลูกบาศก์ฟุต หรือ ลูกบาศก์เมตร
- 30. หน่วยที่ใช้วัดปริมาณพลังงานที่นิยมมี 2 หน่วย คือ • บีทียู เป็นหน่วยวัดปริมาณพลังงานในระบบอังกฤษ 1 บีทียู หมายถึง ปริมาณพลังงานที่ทาให้น้าที่หนัก 1 ปอนด์ มีอุณหภูมิเพิ่มขึ้นจาก 14.5 องศาฟาเรนไฮต์ เป็น 15.5 องศาฟาเรนไฮต์ ที่ระดับน้าทะเลปกติ • กิโลแคลอรี หรือ แคลอรี เป็นหน่วยวัดปริมาณพลังงานในระบบเอสไอ • 1 กิโลแคลอรี หมายถึง ปริมาณพลังงานที่ทาให้น้าที่หนัก 1 กิโลกรัมมี อุณหภูมิเพิ่มขึ้นจาก 15 องศาเซลเซียส เป็น 16 องศาเซลเซียสที่ ระดับน้าทะเลปกติ
- 31. หน่วยพลังงาน 1 บีทียู = 252 แคลอรี • นอกจากหน่วยที่นิยมใช้วัดพลังงานทั้ง 2 หน่วยดังกล่าวแล้ว นักวิทยาศาสตร์ยังใช้หน่วยวัดพลังงานอื่น ๆ เช่น ไดน์ (Dynes) เอริ์ก (Ergs) จูล (Joules) วัตต์ (Watt) กิโลวัตต์ (Kilo Watt) แรงม้า (Horsepower)
- 32. สรุป พลังงานเป็นสิ่งที่สาคัญในการดารงชีวิต มีประโยชน์ต่อมนุษย์ด้าน การผลิต การสาธารณูปโภค ในการอานวยความสะดวกในชีวิตประจาวัน การ ขนส่ง และการสื่อสาร การแพทย์ การทหาร ตลอดจน เป็นสินค้าออกที่ทา รายได้ให้แก่ประเทศ พลังงาน หมายถึง ความสามารถในการทางาน พลังงาน มีหลายรูปแบบ ได้แก่ พลังงานศักย์ พลังงานจลน์ พลังงานภายใน และ พลังงานไฟฟ้า เป็นต้น
- 33. ใบงานที่ 1 • จงตอบคาถามต่อไปนี้ให้ถูกต้อง • 1. พลังงานมีประโยชน์ต่อการดารงชีวิตของมนุษย์ในด้านใด • 2. จงบอกความหมายของคาว่าพลังงาน • 3. พลังงานมีกี่ รูปแบบ ได้แก่อะไรบ้าง • 4.พลังงานภายในได้แก่อะไรบ้าง • 5.ร่างกายของมนุษย์ต้องการพลังงานอะไร
- 34. ใบงานที่ 1 6. พลังงานประเภทใดใช้แล้วไม่มีวันหมด • 7. พลังงานที่ใช้ในบ้านเรือนเป็นพลังงานรูปแบบใด • 8. ถ่านหินที่พบในประเทศไทยส่วนใหญ่เป็นถ่านหินประเภทใด • 9. แหล่งพลังงานจาแนกตามกระบวนการผลิตได้กี่ประเภท อะไรบ้าง • 10. 1 บีทียูมีค่ากี่แคลอรี