Nhiên liệu là gì?
Nhiên liệu (chữ Hán: 燃料, nhiên nghĩa là “cháy, đốt”, liệu trong vật liệu) là vật chất được sử dụng để giải phóng năng lượng khi cấu trúc vật lý hoặc hóa học bị thay đổi. Nhiên liệu giải phóng năng lượng thông qua quá trình hóa học như cháy hoặc quá trình vật lý, ví dụ phản ứng nhiệt hạch, phản ứng phân hạch. Tính năng quan trọng của nhiên liệu đó là năng lượng có thể được giải phóng khi cần thiết và sự giải phóng năng lượng được kiểm soát để phục vụ mục đích của con người.
Mọi dạng sự sống trên Trái Đất – từ những cấu trúc vi sinh vật cho đến động vật và con người, đều phụ thuộc và sử dụng nhiên liệu là nguồn cung cấp năng lượng. Các tế bào trong cơ thể sống tham gia quá trình biến đổi hóa học mà qua đó năng lượng trong thức ăn hoặc ánh sáng Mặt trời được chuyển hóa thành những dạng năng lượng có thể duy trì sự sống.
Con người sử dụng nhiều cách thức nhằm biến đổi năng lượng ở nhiều hình thức thành những dạng phù hợp mới mục đích sử dụng phục vụ cuộc sống và các quá trình xã hội. Ứng dụng giải phóng năng lượng từ nhiên liệu rất đa dạng trong cuộc sống như đốt cháy khí tự nhiên để đun nấu, kích nổ xăng dầu để chạy động cơ, biến năng lượng hạt nhân thành điện năng, v.v..
Các dạng nhiên liệu phổ biến được dùng là dầu hỏa, xăng dầu, than đá, chất phóng xạ, v.v..
Về cơ bản, ta có thể hiểu nhiên liệu là tất cả các loại vật chất có thể sinh ra và giải phóng năng lượng khi cấu trúc vật lý hoặc hóa học của chúng bị thay đổi dưới sự tác động của một số điều kiện như cháy hoặc các phản ứng nhiệt hạch, phân hạch.
Một trong những tính năng quan trọng nhất của nhiên liệu chính là việc năng lượng chúng giải phóng có thể được con người kiểm soát và biến đổi thành năng lượng phục vụ cho các nhu cầu trong cuộc sống.
Theo thời gian khi ngành công nghiệp năng lượng ngày càng phát triển, các nhà khoa học cũng nghiên cứu ra nhiều loại nhiên liệu hơn cũng như các cách để biến đổi năng lượng thành nhiều hình thức khác nhau phù hợp với mục đích sử dụng. Cũng theo đó, ngày càng nhiều cách ứng dụng giải phóng năng lượng từ nhiên liệu cũng phong phú hơn như đốt cháy khí tự nhiên để đun nấu, kích nổ xăng dầu để chạy động cơ, biến đổi năng lượng hạt nhân thành điện năng,…
Vai trò của nhiên liệu
Ai trong chúng ta cũng đều biết nhiên liệu là một phần vô cùng quan trọng và không thể thiếu trong cuộc sống, tuy nhiên không phải ai cũng thực sự rõ điều này, rằng nhiên liệu có mặt với những vai trò gì? Nếu thiếu nhiên liệu thì cuộc sống sẽ ra sao?…
Một số vai trò chính của nhiên liệu
- Nhiên liệu phục vụ cho tất cả các hoạt động trong cuộc sống, từ xa xưa chúng là những vật chất như củi, gỗ, được đốt lên để nấu chín đồ ăn đến hiện tại chúng là dầu, khí đốt hay điện,…
- Nhiên liệu giúp phát triển các ngành công nghiệp từ nặng đến nhẹ, từ các ngành như công nghiệp sản xuất đến công nghiệp dịch vụ,… Tất cả các ngành nghề trong cuộc sống hiện nay đều cần có nhiên liệu
Nếu một ngày, thế giới gặp phải tình trạng thiếu nhiên liệu hoặc một ngày nhiên liệu biến mất thì rất nhiều điều tồi tệ sẽ xảy ra, tất cả các thiết bị trong các ngành dịch vụ, sản xuất ngừng hoạt động, con người không thể làm chín được thức ăn,… Chỉ nghĩ đến thôi ta đã có thể thấy được sự tăm tối của điều này. Việc nhiên liệu biến mất có thể khiến trong một ngày, cuộc sống hiện đại trở về thời kỳ đồ đá của hàng triệu năm trước đây.
Những loại nhiên liệu phổ biến
Nhận thấy sự nguy hiểm của việc nhiên liệu ngày một hao mòn và mất dần, các nhà khoa học luôn ngày một nố lực để tìm ra những nguồn nhiên liệu mới. Và đến thời điểm hiện tại, có 6 nguồn nhiên liệu phổ biến và được sử dụng nhiều nhất trong đó có 3 nguồn nhiên liệu là nhiên liệu hóa thạch, 1 nhiên liệu hạt nhân và 1 nguồn nhiên liệu tái tạo, cụ thể như sau:
Nhiên liệu tái tạo
- Gỗ và các chế phẩm từ gỗ: Gỗ đã được sử dụng làm nhiên liệu từ thời xa xưa, tuy nhiên, khi các nhiên liệu khác được ra đời với nhiệt trị cao hơn, loại nhiên liệu này ngày càng ít được sử dụng. Tuy nhiên, hiện nay, khi các công nghệ hiện đại được ra đời, các chế phẩm từ gỗ cũng xuất hiện ngày càng nhiều với khả năng cháy sinh ra nguồn năng lượng lớn mà không làm ảnh hưởng đến sức khỏe của con người. Một số nhiên liệu được sản xuất từ gỗ như: Mùn cưa, viên nén gỗ, viên nén mùn cưa,…
Nhiên liệu hóa thạch
- Than đá: Than đá là một dạng nhiên liệu hóa thạch được hình thành từ thực vật bị chôn vùi trải qua các giai đoạn từ than bùn đến than nâu, than bán bitum, than bitum hoàn chỉnh và cuối cùng là than đá. Than đá được sử dụng trong rất nhiều ngành công nghiệp hiện nay từ các ngành công nghiệp năng lượng đến công nghiệp sản xuất. Giải phóng một lượng năng lượng lớn khi cháy tuy nhiên song hành với đó, việc đốt than đá cũng mang lại nhiều tác hại lớn đối với môi trường cũng như sức khỏe của con người, nó có thể gây ung thư và dẫn con người đến cái chết.
- Dầu mỏ: Dầu mỏ hay dầu thô là một chất lỏng sánh đặc màu nâu hoặc ngả lục, dầu mỏ chỉ tồn tại trong các lớp đất đá tại một số nơi trong vỏ Trái Đất. Dầu mỏ sau khi được thu hồi bằng khoan dầu sẽ được tinh chết và tách biệt thành nhiều sản phẩm như xăng, dầu hỏa đến nhựa đường và các hóa chất thuốc thử để sản xuất plastic và dược phẩm. Việc sử dụng dầu mỏ có nhiều tác động tiêu cực đến nền sinh quyển của Trái đất, làm tổn hại hệ sinh thái nói chung và sức khỏe của con người nói riêng.
- Khí tự nhiên: Khí tự nhiên hay khí thiên nhiên là hỗn hợp các loại khí cháy được, giống than đá và dầu mỏ, khí tự nhiên là một loại nhiên liệu hóa thạch thường được tìm thấy cùng với các mỏ dầu ở lớp vỏ trái đất. Khí thiên nhiên với thành phần chủ yếu là meetan, có chu kỳ bán rã khoảng 7 năm, ngắn hơn khá nhiều so với carbondioxit, vì thế nó thường được mô tả là loại nhiên liệu hóa thạch sạch nhất, tuy nhiên về mặt tuyệt đối, lượng khí CO2 do khí tự nhiên gây ra vẫn ở một con số khổng lồ.
Nhiên liệu hạt nhân
- Uranium hay urani là một nguyên tố hóa học kim loại màu trắng thuộc nhóm Actini. Loại nhiên liệu này chủ yếu được sử dụng làm nhiên liệu cho các nhà máy điện hạt nhân. Theo nhiều nghiên cứu đã chứng minh, các chức năng thông thường của thận, não, gan, tim và các hệ cơ quan khác trong cơ thể sẽ bị ảnh hưởng khi tiếp xúc với urani, đặc biệt chúng có thể gây ra những dị tật bẩm sinh và phá hủy hệ miễn dịch của các đối tượng bị nhiễm chúng.
********************
Đăng bởi: Trường THPT Ngô Thì Nhậm
Chuyên mục: Tổng hợp
