Гориво

Гориво е секој материјал што складира енергија која се искористува извршување на механичка работа на контролиран начин. Повеќето горива подразбираат и разни други егзотермни хемиски реакции и јадрени реакции, како што се цепењето и соединувањето. Гориво користат и клетките на живите организми, во процесот познат како клеточно дишење, каде органските молекули оксидираат и испуштаат искористлива енергија. Во голема мера најзастапеното гориво во човечкото тело се јаглехидратите, но играат улога и други супстанции, како што се радиоактивните метали.

Хемиски

Хемиските горива се супстанции што оддаваат енергија кога се во реакција со други супстанции околу нив. Најприсутна појава од овој вид е оксидацијата.

Биогорива

Биогоривото е тврдо, течно или гасовито гориво што се состои или е добиено од биомаса. Таа може да се користи непосредно, за затоплување и електрична енергија, или пак со нејзина преработка. Таа се добива од било кој извор на јаглерод што брзо се обновува. Најзастапена суровина се растенијата.

Првото гориво што го користел праисторискиот човек било дрвото. Наодите од Сварткранс (ЈАР) сведочат за контролирана употреба на оган уште пред 1,5 милиони години. Не е познато кој вид на човеколики суштества започнале да палат оган, бидејќи наодите велат дека ова го правале истовремено и австралопитекот и првобитните видови на прачовек.^[1] Како гориво, дрвото останува во употреба до денес, иако за многу цели е заменето со други извори на енергија. Дрвото има густина на енергијата од 10–20 МЏ/кг.^[2]

Во последно време се развива употребата на биогорива за возила (на пр. биоетанол и биодизел), но постои широка расправа околу јаглеродната ефикасност на ваквите горива.

Фосилни горива

Фосилните горива се јаглеводороди во облик на јаглен и нафта, создадени од фосилизираните остатоци од растенија и животни во дамнешното минато^[3] поради нивната изложеност на висока температура и притисок во отсуство на кислород во Земјината кора во текот на стотици милиони години.^[4] Под „фосилни горива“ се подразбираат природни ресурси што содржат јаглехидрати, но немаат целосно биолошко потекло (на пр. битуминозни песоци). Поточен назив за овие горива е „минерални горива“.

Јадрени горива

Под јадрено гориво се подразбира секој материјал што се користи за добивање на јадрена енергија. Технички гледано, ова може да биде било кој материјал, бидејќи сите елементи оддаваат јадрена енергија под соодветни услови. Во практиката за вакви горива се сметаат само материјалите што даваат јадрена енергија во изводливи и исплатливи услови.

Цепење

Најчест тип на јадрени горива се тешките цепливи елементи што претрпуваат верижна реакција на јадрено цепење во реактор. Материјалот често е обликуван во шипки од соодветен елемент, напати смешан со материјал што ги модерира или одбива неутроните. Најзастапени се ураниумот-235 (²³⁵U) и плутониумот-239 (²³⁹Pu), кои се експлоатираат од земјата, се рафинираат, пречистуваат пред да се употребат, и играат најзначајна улога во создавањето на јадрена енергија и атомско оружје. Постојат и разни други видови на гориво.

Соединувањето

Горивата што даваат енергија по пат на јадрено соединување денес сè уште не се користат од човекот, но претставуваат главен енергетски извор за најмоќните ѕвездите во вселената. Фузиските горива претежно се лесни елементи како водородот кои лесно се мешаат. За да се поттикне соединување, потребно е да се развие доволно висока температура, при која сите материјали би се претвориле во плазма. Ова им овозможува на јадрата да се судрат и да се залепат пред да се одбијат поради елекричниот полнеж. Овој процес се нарекува „соединување“ и оддава јадрена енергија.

Кај ѕвездите што претрпуваат соединување, горивото се состои од атомски јадра што можат да оддаваат енергија поради попримањето на протони или неутрони. Јадрата се водородни, и се мешаат за да создадат хелиум по пат на протонско-протонска верижна реакција или со CNO-циклус. Кога ќе се истроши водородното гориво, соединувањето продолжува со сè потешки елементи, иако добиената енергија ќе биде помала поради помалата разлика во врзивната енергија на јадрата. Добивањето на енергија трае сè додека не се добие железо-56 или никел-56, по што таа престанува, бидејќи овие јадра имаат највисоки врзивни енергии. Во сите понатамошни дејства на соединувањето, елементите трошат енергија наместо да оддаваат, па затоа соединувањето запира и ѕвездите умираат.

Научниците досега имаат вршено соединувањето само со водород (изотоп 2 и 3) за добивање на хелиум-4 бидејќи оваа реакција дава највеќе енергија. Најзастапени методи се електричното заробување (ITER), инертното заробување (загревање со ласер) и загревањето со високонапонска струја. Вака се добива огромна енергија: еден килограм водород дава 0,41 петаџули. Ова значи дека енергетските потреби на светот можат да се задоволат трошење на 700 кг водород во секунда, споредено со сегашните милиони тони фосилни горива во секунда и загадувањето што го прават. Оваа технологија е сосем безбедна, бидејќи не зрачи ништо и воопшто не ја загадува околината, а во случај на протекување, горивото се ослободува во облик на обичен хелиум. За жал, ваквиот метод на добивање енергија не се очекува да најде примена во електростопанството пред 2040 г.^[5]

Употреба низ вековите

Прв корисник на гориво е прачовекот (Homo erectus), кој палел оган од дрвца пред околу 2 милиона години.^[6] Во текот на најголемиот дел од историјата, човекот се користел со горива од растенија и животинска маст како единствени што му биле на располагање. Почнувајќи од 6.000 п.н.е., во некои краишта почнала употребата на дрвен јаглен за топење на метали и тој доминирал како обработен енергетски извор сè до појавувањето на коксот (добиен од камен јаглен) во XVIII век, изнуден со масовното намалување нашумските површини.

Камениот јаглен се појавил како гориво во Кина, околу 1000 п.н.е, а неговата употреба како гориво највеќе се распространила со појавувањето на парната машина во 1769 г. Во XIX век, гасот добиен од јагленот наоѓа примена за улично осветлување во Лондон. Во XX век, јагленот се користи претежно за производство на електрична енергија, сочинувајќи 40% од светското електростопанство во 2005 г.^[7]

Денес сè повеќе се прават напори за воведување на обновливи извори на енергија, како што се биогоривата и алкохолите.

Класификација на горивата

Според добивањето, горивата се делат на природни и вештачки (примарни и секундарни).

Природните можат да бидат тврди (дрво, дрвен јаглен, тресет, лигнит, животинско ѓубриво), течни (сирова нафта) и гасовити (земен гас).
Вештачките исто така се делат на три вида: тврди (кокс, камен јаглен), течни (нафта, бензин, катран, керозин, плин) и гасовити (пареа, гас од печки, гас од јаглен, кокс, набиен земен гас итн).

Горивото како тема во популарната култура

„Керозин“ (Kerosene) - песна на американската рок-група „Биг Блек“ (Big Black) од 1986.^[8]

Поврзано

Наводи

↑ Rincon, Paul (22 март 2004). „Bones hint at first use of fire“. BBC News. Посетено на 11 септември 2007.
↑ Elert, Glenn (2007). „Chemical Potential Energy“. The Physics Hypertextbook. Архивирано од изворникот на 2009-04-21. Посетено на 11 септември 2007.
↑ Dr. Irene Novaczek. „Canada's Fossil Fuel Dependency“. Elements. Архивирано од изворникот на 2019-09-04. Посетено на 18 јануари 2007.
↑ „Fossil fuel“. EPA. Архивирано од изворникот 2007-03-12. Посетено на 18 јануари 2007.
↑ Fewell, M. P. (1995). „The atomic nuclide with the highest mean binding energy“. American Journal of Physics. 63 (7): 653–658. Bibcode:1995AmJPh..63..653F. doi:10.1119/1.17828.
↑ Leakey, Richard (1994). Origin of Humankind. Basic Books. ISBN 0-465-03135-8.
↑ „History of Coal Use“. World Coal Institute. Архивирано од изворникот на 2006-10-07. Посетено на 10 август 2006.
↑ YouTube, Big Black - Atomizer (Full Album) (пристапено на 14.5.2017)

Ratcliff, Brian; и др. (2000). Chemistry 1. Cambridge University press. ISBN 0-521-78778-5.

Надворешни врски

Директива на Советот на Европа 80/1268/EEC: Потрошувачка на гориво кај моторните возила (англиски)

[1] Rincon, Paul (22 март 2004). „Bones hint at first use of fire“. BBC News. Посетено на 11 септември 2007.

[2] Elert, Glenn (2007). „Chemical Potential Energy“. The Physics Hypertextbook. Архивирано од изворникот на 2009-04-21. Посетено на 11 септември 2007.

[3] Dr. Irene Novaczek. „Canada's Fossil Fuel Dependency“. Elements. Архивирано од изворникот на 2019-09-04. Посетено на 18 јануари 2007.

[4] „Fossil fuel“. EPA. Архивирано од изворникот 2007-03-12. Посетено на 18 јануари 2007.

[5] Fewell, M. P. (1995). „The atomic nuclide with the highest mean binding energy“. American Journal of Physics. 63 (7): 653–658. Bibcode:1995AmJPh..63..653F. doi:10.1119/1.17828.

[6] Leakey, Richard (1994). Origin of Humankind. Basic Books. ISBN 0-465-03135-8.

[7] „History of Coal Use“. World Coal Institute. Архивирано од изворникот на 2006-10-07. Посетено на 10 август 2006.

[8] YouTube, Big Black - Atomizer (Full Album) (пристапено на 14.5.2017)

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]