Энергия расчет: ТК «Энергия» рассчитать стоимость доставки

Содержание

калькулятор для онлайн расчета и формула

Конденсатор – это компонент электрической цепи, который состоит из двух проводящих обкладок, разделенных слоем диэлектрика. Обычно из них выходит два вывода для включения в электрическую цепь. Особенностью конденсатора является его возможность накапливать энергию, за счет удерживания носителей зарядов в электрическом поле. Ёмкость конденсатора, единица измерения которой микрофарады, определяет количество запасаемой энергии, а её единица измерения в любом виде – Джоуль. Интересно то, что формула для расчёта подобна формуле вычисления кинетической энергии:

W=(CU²)/2

То есть в вычислениях участвует напряжение и ёмкость. Но вычисление накопленной энергии используется также часто, как определение времени заряда конденсатора. Это особенно важно при расчете времени коммутации полупроводниковых ключей в электронике, или времени протекания переходных процессов. Такие возможности даёт наш онлайн калькулятор для расчета энергии в конденсаторе:

Для этого в интерфейс нужно внести емкость, напряжение которое к нему прикладывают и сопротивление, через которое происходит заряд. В результате калькулятор предоставит информацию о том, сколько энергии и за какое время зарядится.

Расчёты и практика показывает, что время заряда не зависит от приложенного напряжения, оно связано с величиной сопротивления цепи. Даже если нет в схеме резисторов и зарядка происходит от источника питания – ёмкость не зарядится мгновенно, в любом случае есть переходное сопротивление контактов, проводников, источника питания.

Чтобы рассчитать время заряда, обратите внимание на формулу:

Tзаряда=3-5t

t=RC

То есть, чем больше сопротивление или ёмкость, тем дольше происходит зарядка. На этом ответ на вопрос «Как посчитать, сколько энергии накапливается в ёмкости?» можно окончить. Наш онлайн-калькулятор предоставит всю описанную выше информацию и проведет расчеты сразу после клика по кнопке «Вычислить».

Калькулятор расхода тепловой энергии

Введите данные

Город

Абакан

Анадырь

Архангельск

Астрахань

Барнаул

Белгород

Биробиджан

Благовещенск

Брянск

Владивосток

Владикавказ

Владимир

Волгоград

Вологда

Воронеж

Грозный

Дмитров

Екатеринбург

Иваново

Ижевск

Иркутск

Йошкар-Ола

Казань

Калининград

Калуга

Кашира (Моск. обл.)

Кемерово

Киров (Вятка)

Комсомольск-на-Амуре

Кострома

Краснодар

Красноярск

Курган

Курск

Кызыл

Липецк

Магадан

Майкоп

Махачкала

Москва

Мурманск

Нальчик

Нижний Новгород

Новгород

Новосибирск

Омск

Орел

Оренбург

Пенза

Пермь

Петрозаводск

Петропавловск-Камчатский

Псков

Ростов-на-Дону

Рязань

Салехард

Самара

Санкт-Петербург

Саранск

Смоленск

Сочи

Старополь

Сургут

Сыктывкар

Тамбов

Тверь

Тихвин (Лен. обл.)

Томск

Тула

Тюмень

Улан-Удэ

Ульяновск

Уфа

Хабаровск

Ханты-Мансийск

Чебоксары

Челябинск

Черкесск

Чита

Элиста

Южно-Сахалинск

Ярославль

Тип здания

Многоквартирные дома (на этапах проектирования, строительства, сдачи в эксплуатации), гостиницы, общежитияПоликлиники и лечебные учреждения, дома-интернатыДошкольные учреждения, хосписыСервисного обслуживания, культурно-досуговой деятельности, технопарки, складыАдминистративного назначения (офисы)Прочие общественные здания

Этажность

1234567891012

Расчетная температура внутреннего воздуха здания, C

Рассчитать

Расчет градусосуток отопительного периода:

Расчет базового значения удельного расхода энергии на отопление согласно Приказу Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации №1550/пр от 17.11.2017:

кВтч/м²

Цели по удельному потреблению тепловой энергии на отопление

Проектирование тепловой изоляции в проектно-расчетном центре ТехноНИКОЛЬ

Заказать расчет

IV. Расчет размера платы за коммунальную услугупо отоплению и (или) горячему водоснабжению,предоставленную за расчетный период потребителюв жилом помещении (квартире) или нежилом помещениипри самостоятельном производстве исполнителемв многоквартирном доме коммунальной услугипо отоплению и (или) горячему водоснабжению(при отсутствии централизованного теплоснабженияи (или) горячего водоснабжения)

20. Размер платы за коммунальную услугу по отоплению, предоставленную за расчетный период в i-м жилом помещении (квартире) или нежилом помещении в многоквартирном доме, согласно пункту 54 Правил определяется по формуле 18:

где:

(в ред. Постановления Правительства РФ от 26.12.2016 N 1498)

(см. текст в предыдущей редакции)

Si — общая площадь i-го жилого помещения (квартиры) или нежилого помещения в многоквартирном доме;

Sоб — общая площадь всех жилых помещений (квартир) и нежилых помещений в многоквартирном доме;

— тариф (цена) на v-й коммунальный ресурс (тепловая энергия, газ или иное топливо, электрическая энергия, холодная вода), использованный за расчетный период при производстве коммунальной услуги по отоплению, установленный (определенная) в соответствии с законодательством Российской Федерации.(в ред. Постановлений Правительства РФ от 14.02.2015 N 129, от 22.05.2019 N 637)

(см. текст в предыдущей редакции)

КонсультантПлюс: примечание.

Абз. 1 п. 20(1) приложения N 2 признан частично недействующим со дня вступления решения в законную силу (Решение ВС РФ от 19.05.2021 N АКПИ21-247).

20(1). Размер платы за коммунальную услугу по отоплению, предоставленную за расчетный период в i-ом жилом помещении (квартире) или нежилом помещении, оборудованном индивидуальным (квартирным) прибором учета тепловой энергии в многоквартирном доме, в котором прибор учета тепловой энергии установлен на оборудовании, входящем в состав общего имущества в многоквартирном доме, с использованием которого была произведена коммунальная услуга по отоплению, и индивидуальные (квартирные) приборы учета тепловой энергии установлены во всех жилых и нежилых помещениях в многоквартирном доме, определяется по формуле 18(1):

(см. текст в предыдущей редакции)

где:

— удельный расход v-го коммунального ресурса (тепловая энергия, газ или иное топливо, электрическая энергия, холодная вода), использованного в целях производства коммунальной услуги по отоплению, определяемый по формуле 18(2):

где:

— объем (количество) v-го коммунального ресурса (тепловая энергия, газ или иное топливо, электрическая энергия, холодная вода), использованного за расчетный период при производстве коммунальной услуги по отоплению, определенный при осуществлении оплаты коммунальной услуги по отоплению в течение отопительного периода в порядке, установленном пунктом 54 Правил, а при оплате равномерно в течение календарного года установленный исходя из среднемесячного объема расхода такого коммунального ресурса, использованного при производстве коммунальной услуги по отоплению за предыдущий год;Qгв + Qот — количество произведенной тепловой энергии в целях предоставления коммунальной услуги по отоплению и на подогрев воды в целях предоставления коммунальной услуги по горячему водоснабжению, потребленной в жилых и нежилых помещениях и на общедомовые нужды многоквартирного дома, определяемое в соответствии с пунктом 54 Правил; и — показатели объема (количества) потребленной за расчетный период тепловой энергии, определяемые в соответствии с формулой 3(3), предусмотренной настоящим приложением;

Si — общая площадь i-го жилого помещения (квартиры) или нежилого помещения в многоквартирном доме;

Sоб — общая площадь всех жилых помещений (квартир) и нежилых помещений в многоквартирном доме;

(см. текст в предыдущей редакции)

(п. 20(1) введен Постановлением Правительства РФ от 26.12.2016 N 1498)

20(2). Размер платы за коммунальную услугу по отоплению в i-м жилом или нежилом помещении в многоквартирном доме, определенный по формуле 18(1), при оплате равномерно в течение календарного года корректируется один раз в год исполнителем по формуле 18(3):

Рi = Ркр.i — Рпр.i,

где:

Pкр.i — размер платы за коммунальную услугу по отоплению в i-м жилом или нежилом помещении в многоквартирном доме, определенный по формуле 18(1) за прошедший год исходя из показаний индивидуальных (квартирных) приборов учета тепловой энергии в i-м жилом или нежилом помещении и показаний прибора учета тепловой энергии, установленного на оборудовании, входящем в состав общего имущества в многоквартирном доме, с использованием которого была произведена коммунальная услуга по отоплению;

(см. текст в предыдущей редакции)

Pпр.i — размер платы за коммунальную услугу по отоплению, начисленный за прошедший год потребителю в i-м жилом или нежилом помещении в многоквартирном доме, определенный в соответствии с формулой 18(1), предусмотренной настоящим приложением, исходя из среднемесячного потребления тепловой энергии за предыдущий год.

(п. 20(2) введен Постановлением Правительства РФ от 26.12.2016 N 1498)

21. Размер платы за коммунальную услугу по отоплению, предоставленную за расчетный период в j-й принадлежащей потребителю (находящейся в его пользовании) комнате (комнатах) в i-й коммунальной квартире, согласно пункту 50 Правил определяется по формуле 19:

где:

— размер платы за коммунальную услугу по отоплению за расчетный период, определенный в соответствии с пунктом 54, предусмотренным настоящим приложением, для i-й коммунальной квартиры;

(в ред. Постановления Правительства РФ от 26.12.2016 N 1498)

(см. текст в предыдущей редакции)

Sj.i — жилая площадь j-й принадлежащей потребителю (находящейся в его пользовании) комнаты (комнат) в i-й коммунальной квартире;

— общая жилая площадь комнат в i-й коммунальной квартире.22. Размер платы за коммунальную услугу по горячему водоснабжению, предоставленную за расчетный период в i-м жилом помещении (квартире) или нежилом помещении в многоквартирном доме, согласно пункту 54 Правил определяется по формуле 20:

где:

— объем потребленной за расчетный период в i-м жилом или нежилом помещении горячей воды, определенный по показаниям индивидуального или общего (квартирного) прибора учета в i-м жилом или нежилом помещении. При отсутствии приборов учета объем потребленной горячей воды определяется:

в жилом помещении — исходя из нормативов потребления горячей воды в жилом помещении и количества граждан, постоянно и временно проживающих в i-м жилом помещении;

в нежилом помещении — из расчетного объема горячей воды, потребленной в нежилых помещениях, определяемого в соответствии с пунктом 43 Правил;

Tхв — тариф на холодную воду, установленный в соответствии с законодательством Российской Федерации;

— удельный расход v-го коммунального ресурса на подогрев воды, утвержденный в соответствии с законодательством Российской Федерации уполномоченным органом норматив расхода v-го коммунального ресурса на подогрев воды в целях предоставления коммунальной услуги по горячему водоснабжению. При наличии коллективного (общедомового) прибора учета v-го коммунального ресурса, использованного за расчетный период на производство тепловой энергии в целях предоставления коммунальной услуги по отоплению и подогреву воды в целях предоставления коммунальной услуги по горячему водоснабжению, потребленной в жилых и нежилых помещениях и на общедомовые нужды многоквартирного дома, определяется по формуле 20.1:

(в ред. Постановления Правительства РФ от 26.12.2016 N 1498)

(см. текст в предыдущей редакции)

где:

Vкр — объем v-го коммунального ресурса, использованного за расчетный период на производство тепловой энергии в целях предоставления коммунальной услуги по отоплению и на подогрев воды в целях предоставления коммунальной услуги по горячему водоснабжению, потребленной в жилых и нежилых помещениях и на общедомовые нужды многоквартирного дома;

Qгв + Qот — количество произведенной тепловой энергии в целях предоставления коммунальной услуги по отоплению и на подогрев воды в целях предоставления коммунальной услуги по горячему водоснабжению, потребленной в жилых и нежилых помещениях и на общедомовые нужды многоквартирного дома, определяемое в соответствии с пунктом 54 Правил; — норматив расхода тепловой энергии, используемой на подогрев воды в целях предоставления коммунальной услуги по горячему водоснабжению;

Tкр — тариф (цена) на v-й коммунальный ресурс, установленный (определенная) в соответствии с законодательством Российской Федерации.

(см. текст в предыдущей редакции)

22(1). Размер платы за коммунальную услугу по горячему водоснабжению, предоставленную на общедомовые нужды в многоквартирном доме, для i-го жилого помещения (квартиры) или нежилого помещения определяется по формуле 20.2:

где:

— объем горячей воды, предоставленной за расчетный период на общедомовые нужды в многоквартирном доме, приходящийся на i-е жилое или нежилое помещение, определяется:при наличии коллективного (общедомового) прибора учета горячей воды — по формуле 12, предусмотренной настоящим приложением;

при отсутствии коллективного (общедомового) прибора учета горячей воды — исходя из норматива потребления коммунальной услуги по горячему водоснабжению на общедомовые нужды;

при наличии коллективного (общедомового) прибора учета холодной воды, подаваемой в многоквартирный дом в целях предоставления коммунальных услуг по холодному и горячему водоснабжению, — по формуле 11.2, предусмотренной настоящим приложением.22(2). В случае отсутствия индивидуального или общего (квартирного) прибора учета горячей воды при наличии обязанности установки такого прибора учета размер платы за коммунальную услугу по горячему водоснабжению, предоставленную за расчетный период в i-м жилом помещении в многоквартирном доме, согласно пункту 54 Правил определяется по формуле 20(3):

где:

Kпов — повышающий коэффициент, величина которого принимается равной 1,5. Этот коэффициент не применяется, если потребителем предоставлен акт обследования на предмет установления наличия (отсутствия) технической возможности установки индивидуального, общего (квартирного) прибора учета горячей воды, подтверждающий отсутствие технической возможности установки такого прибора учета, начиная с расчетного периода, в котором составлен такой акт;

— объем потребленной за расчетный период в i-м жилом помещении горячей воды, определенный исходя из нормативов потребления горячей воды в жилом помещении и количества граждан, постоянно и временно проживающих в i-м жилом помещении;

Тхв — тариф на холодную воду, установленный в соответствии с законодательством Российской Федерации;

— удельный расход v-го коммунального ресурса на подогрев воды, утвержденный в соответствии с законодательством Российской Федерации уполномоченным органом норматив расхода v-го коммунального ресурса на подогрев воды в целях предоставления коммунальной услуги по горячему водоснабжению. При наличии коллективного (общедомового) прибора учета v-го коммунального ресурса, использованного за расчетный период на производство тепловой энергии в целях предоставления коммунальной услуги по отоплению и подогреву воды в целях предоставления коммунальной услуги по горячему водоснабжению, потребленной в жилых помещениях и на общедомовые нужды многоквартирного дома, определяется по формуле 20(1).

(п. 22(2) введен Постановлением Правительства РФ от 26.12.2016 N 1498)

23. Размер платы за коммунальную услугу по горячему водоснабжению, предоставленную за расчетный период в j-й принадлежащей потребителю (находящейся в его пользовании) комнате (комнатах) в i-й коммунальной квартире, согласно пункту 50 Правил определяется по формуле 21:

где:

— размер платы за коммунальную услугу по горячему водоснабжению за расчетный период, определенный в соответствии с формулой 20, предусмотренной настоящим приложением, для i-й коммунальной квартиры;

nj.i — количество граждан, постоянно и временно проживающих в j-й принадлежащей потребителю (находящейся в его пользовании) комнате (комнатах) в i-й коммунальной квартире;

ni — количество граждан, постоянно и временно проживающих в i-й коммунальной квартире.

23(1). Размер платы за коммунальную услугу по горячему водоснабжению, предоставленную на общедомовые нужды в многоквартирном доме, для j-й комнаты i-го жилого помещения (квартиры) определяется по формуле 21.1:

где:

— размер платы за коммунальную услугу по горячему водоснабжению, предоставленную на общедомовые нужды в многоквартирном доме, для i-го жилого помещения (квартиры), определенный в соответствии с формулой 20.2, предусмотренной настоящим приложением;

Sji — площадь j-й комнаты в i-й коммунальной квартире;

Si — суммарная площадь жилых комнат в i-й коммунальной квартире.

23(2). В случае отсутствия общего (квартирного) прибора учета горячей воды при наличии обязанности установки такого прибора учета размер платы за коммунальную услугу по горячему водоснабжению, предоставленную за расчетный период в j-й принадлежащей потребителю (находящейся в его пользовании) комнате (комнатах) в i-й коммунальной квартире, согласно пункту 50 Правил определяется по формуле 21(1):

где:

Кпов — повышающий коэффициент, величина которого принимается равной 1,5. Этот коэффициент не применяется, если потребителем предоставлен акт обследования на предмет установления наличия (отсутствия) технической возможности установки общего (квартирного) прибора учета горячей воды, подтверждающий отсутствие технической возможности установки такого прибора учета, начиная с расчетного периода, в котором составлен такой акт;

nji — количество граждан, постоянно и временно проживающих в j-й принадлежащей потребителю (находящейся в его пользовании) комнате (комнатах) в i-й коммунальной квартире;

ni — количество граждан, постоянно и временно проживающих в i-й коммунальной квартире.

(п. 23(2) введен Постановлением Правительства РФ от 26.12.2016 N 1498)

Что такое пищевая энергия | Tervisliku toitumise informatsioon

Потребность в пищевой энергии

Получаемая энергия должна покрывать индивидуальный расход энергии, соответствующий массе тела, телосложению, физической активности и хорошему здоровью. Дополнительная энергия нужна детям – для роста, беременным – для откладывания в тканях, кормящим матерям – для производства молока.

Суточный расход энергии состоит из следующих компонентов:

Расход энергии на базовый (основной) обмен веществ (PAV), то есть расход энергии в состоянии покоя, или базовый расход энергии нужен для дыхания, работы сердца, поддержания температуры тела и других жизненно необходимых функций.
Расход энергии на пищеварение и усвоение пищи – количество энергии, необходимое для переваривания пищи и усвоения содержащихся в ней питательных веществ.
Расход энергии в связи с физической деятельностью

Расход энергии измеряется в килоджоулях [кДж] (1 кДж = 0,24 ккал; 1 ккал = 4,184 кДж). В Эстонии для расчетов энергетической ценности и рекомендаций преимущественно используют килокалории.

Расход энергии в среднем больше у мужчин, чем у женщин. Это обусловлено в основном различиями между полами в росте и телосложении. Исходя из уровня физической активности (PAL), фактическая потребность в энергии двух людей одного пола, возраста и одинаковых параметров может сильно различаться.

PAL 1,4 – сидячая работа, минимум физической активности в свободное время
PAL 1,6 – сидячая работа с легкой физической деятельностью, минимум физической активности в свободное время
PAL 1,8 – работа, требующая как стояния, так и активного движения, в свободное время физическая активность также высокая

Уровень физической активности подавляющего большинства людей 1,4; у более подвижных – 1,6. И только немногие (особо активные в спорте) люди достигают уровня 1,8.

Расход энергии (преимущественно PAV) увеличивают или сокращают следующие факторы:

холодная или жаркая среда, генетические особенности,
гормональный статус (напр., концентрация в крови гормонов щитовидной железы и роста),
активность симпатической нервной системы,
психологическая обстановка,
прием лекарственных препаратов и
многие болезненные состояния.

Расход энергии на базовый обмен веществ

Расход энергии на базовый обмен веществ (PAV) – индивидуальный расход энергии в состоянии полного умственного и физического покоя в термически нейтральной среде через 12 часов после последнего приема пищи. Расход энергии в состоянии покоя, который измеряется в более мягких условиях, чем расход энергии на базовый обмен веществ, как правило, на 5 процентов выше. Средний расход энергии сокращается во время сна: расход энергии на базовый обмен веществ во время сна на 10 % меньше, чем PAV в состоянии бодрствования. Несмотря на небольшие систематические различия, расход энергии во время сна, расход энергии на базовый обмен веществ (PAV) и расход энергии в состоянии покоя плотно коррелируют между собой, и эти понятия часто используют как синонимы.

Повседневный расход энергии сильно зависит от массы тела и, в частности, от сухой (без жира) массы тела. Связь жировой массы с расходом энергии положительная, хотя расход энергии на единицу массы жира заметно меньше, чем расход энергии сухой массы тела. Поэтому индивидуальные различия в расходе энергии между двумя людьми одного веса лучше объясняются связью с сухой массой, чем с массой жира. Сухая масса включает массу скелетных мышц и органов. Расход энергии на базовый обмен веществ на килограмм у органов намного выше, чем у скелетных мышц. У взрослых PAV органов составляет 70–80 % расхода энергии в состоянии покоя, но сами органы составляют всего 5 % массы тела. Поэтому большая сухая масса сильнее влияет на расход энергии на базовый обмен веществ, а значимость скелетных мышц для расхода энергии в состоянии покоя невелика.

Индивидуальный расход энергии сухой массы колеблется примерно на 2,1 МДж (ок. 500 ккал) в день, что характеризует масштаб различий PAV при одинаковой сухой массе. Основными причинами различий в расходе энергии на базовый обмен веществ являются индивидуальная генетическая карта, телосложение, концентрации гормонов, энергетический баланс и физическая форма.

Расход энергии на переваривание и усвоение пищи

Расход энергии, необходимой для переваривания и усвоения пищи, повышается после еды и зависит от состава пищи. После приема пищи расход энергии на несколько часов повышается, но в основном (до 90 %) в течение четырех часов после еды. Расход энергии на переваривание и усвоение пищи у людей, питающихся сбалансированной смешанной пищей, обычно составляет в среднем 10 % повседневного расхода энергии, – около 5% энергии, получаемой из белков, и около 20 % энергии, получаемой из жиров. При употреблении углеводов расход энергии на переваривание и усвоение пищи составляет 10 %, но этот показатель может повыситься до 20% при избыточном потреблении глюкозы, когда этот избыток используется для производства жиров.

Расход энергии в связи с физической деятельностью

Физическая активность – это любое телодвижение, производимое скелетными мышцами и требующее дополнительного расхода энергии по сравнению с расходом на базовый обмен веществ. Подвижные занятия – подвид физической активности, представляющий собой добровольные действия, положительно влияющие на физическое, психологическое и социальное благополучие.

Дневной уровень физической активности (PAL) – общий расход энергии сверх базового обмена веществ, который характеризует весь суточный расход энергии организма. Определенный таким образом уровень физической активности связан с повседневным расходом энергии и массой тела.

Метаболический эквивалент (MET) – расход энергии во время какой-либо деятельности помимо базового обмена веществ, он зависит от физической активности в течение дня и от времени, затраченного на различную деятельность. Любой вид деятельности имеет свое значение МЕТ, и для расчета повседневного расхода энергии нужно подсчитать время, затраченное на разные виды деятельности.

Дневной расход энергии на физическую активность распределяется между деятельностью, связанной с работой, и рекреационной деятельностью. Последняя, в свою очередь, подразделяется на физическую и не физическую деятельность, имеющие разные степени интенсивности. Деятельность, связанная с работой, также может быть разной интенсивности. Под физической инертностью понимается состояние, при котором расход энергии близок к уровню базового обмена веществ. К таким состояниям обычно относятся сидение и лежание в состоянии бодрствования.

Расчет энергетической ценности пищи

Содержащаяся в пище энергия становится доступной с помощью обмена веществ, то есть метаболизма. Пищевая ценность продукта определяется в лаборатории – путем измерения количества тепла, выделенного его органическими компонентами в результате окисления. Поскольку энергетическая ценность и перевариваемость питательных макроэлементов варьируется от продукта к продукту, в случае смешанной пищи удобно пользоваться стандартизированными средними значениями энергетической ценности и перевариваемости пищевых макроэлементов.

Принятые в Эстонии рекомендации по питанию основаны на следующих значениях энергетической ценности:

1 г белка = 4 ккал, т.е. 17 кДж
1 г жира = 9 ккал, т.е. 37 кДж
1 г углеводов = 4 ккал (1 г пищевых волокон 2 ккал), т.е. 17 кДж
1 г чистого алкоголя (не являющегося необходимым для организма пищевым веществом) 7 ккал, т.е. 29 кДж

Как уже известно, не вся получаемая с пищей энергия идет на покрытие энергетических потребностей организма. Объем доступной энергии различных питательных макроэлементов сильно колеблется, поскольку их метаболизм сам по себе требует разных количеств энергии. Кроме того, существуют большие различия в индивидуальном всасывании макроэлементов в зависимости от конкретной съеденной пищи, способа ее приготовления и кишечных факторов.

Потребность в энергии

Оценка потребности взрослых людей в энергии базируется на расходе энергии в состоянии покоя (PAV) и расходе энергии на определенный уровень физической активности (PAL). При оценке потребности взрослых людей в энергии в Северных странах рекомендуется брать за основу массу тела, которая соответствует индексу массы тела 23 с учетом индивидуального роста. Рекомендуемые значения потребности в энергии исходят из нормальной (здоровой) массы тела, ее стабильности и энергетического баланса. Но они не действуют в случае отрицательного или положительного баланса массы.

Средняя суточная потребность потребность в энергии для взрослых (ккал/сут.) при различной физической активности

Возраст	Приблизительный расход энергии на базовый обмен веществ (PAV)		Общая суточная потребность в энергии, ккал
г.	ккал/кг	ккал/сут.	Сидячий образ жизни PAL = 1,4	Умеренная активность PAL = 1,6	Активный образ жизни PAL = 1,8
Мужчины (70±10 кг)
18–30	25	1750	2450	2800	3150
31–60	24,1	1655	2350	2700	3050
61–74*	20,2	1465	2000	2250	2550
Женщины (60±10 кг)
18–30	23	1390	1950	2200	2500
31–60	22,4	1320	1900	2150	2400
61–74*	20,2	1200	1700	1950	2200

PAV – основной обмен веществ, PAL – уровень физической активности

Калькулятор Джоулей для пневматики — расчет дульной энергии

Вылетающая из ствола пуля обладает массой, скоростью и некоторой начальной кинетической энергией.2 видно, что основополагающими параметрами выступают скорость и масса снаряда. Поскольку вес пули всегда остается неизменным, зависящим от калибра, то эту величину можно считать постоянной.

Остается единственная переменная, на которую можно влиять физическим воздействием. В качестве инициатора толчка, придающего дроби начальное ускорение, выступает сменная пружина оружия. От ее внутреннего напряжения при сжимании зависит, с какой скоростью вылетит пуля из ствола.

В разных видах вооружения понятие калибр трактуется по-разному. Для огнестрельного оружия калибр — это расстояние между нарезами, для гладкоствольных ружей — диаметр канала ствола.

Из формулы видно, что для получения одного и того же показателя начальной кинетической энергии необходимо менять одну из переменных. Однако увеличивать массу до бесконечности физически невозможно, поэтому остается только одно — повышать ускорение. Чем выше будет скорость, тем выше будет пробивная способность и больше дальность полета пули.2, где m – вес, v – начальная скорость.

К примеру, кинетическая энергия пули пистолета Макарова при весе 6,3 грамма и скорости 330 м/с составляет 343 Дж, автомата Калашникова при скорости 900 м/с равна 1377 Дж. И это не предел для боевого оружия. У духовых ружей эти показатели намного меньше.

Для того чтобы узнать мощность пневматической винтовки или пистолета, необходимо знать калибр дроби и скорость ее вылета. С первым параметром все ясно, так как производители указывают вес пулек на упаковках. Для вычисления скорости потребуется хронограф. Существуют электронные модели, которые выдают результат уже в джоулях. Поэтому владельцу даже не потребуется выполнять расчет самостоятельно. При отсутствии нужного инструмента в качестве параметра можно использовать заявленную производителем скорость. Ее часто указывают в техническом паспорте изделия. Владельцу лишь остается подставить нужные цифры и получить конечный результат.

Классификация пневматики по энергии

Любое изделие поддается классификации и определению. Пневматическое оружие в том числе. По принципу устройства их делят на:

пружинно-поршневые. Кинетическую энергию пуле придает механизм, состоящий из пружины и поршня. Головка сжимает воздух, который впоследствии выталкивает снаряд из ствола. Перезаряжение производится за счет мускульной силы стрелка;
электропневматические. Принцип действия совпадает с вышеописанным, но сжатие пружины происходит за счет энергии аккумуляторов;
газобаллонные. Газ, находящийся под давлением в баллоне, во время стрельбы выталкивает шарики из ствола. Такие ружья часто используют в пейнтболе;
предварительно накачиваемые. Сжатый воздух стрелок накачивает самостоятельно с помощью мускульной силы или компрессорного оборудования.

Во всех вышеперечисленных конструкциях начальную скорость пуле придает сжатый воздух. Поэтому оружие часто классифицируют по дульной энергии. Такое разделение необходимо с юридической составляющей. По мощности выстрела можно определить, на сколько оно опасно для человека и, соответственно, требует получение лицензии.

До 3 Дж, без указания калибра

Такие ружья и пистолеты больше используют для развлечения и отработки меткости стрельбы. Они не обладают убойной силой и не способны нанести существенного вреда человеку. Для его покупки не требуется получение разрешения, поэтому оно находится в свободной продаже.

До 3 Дж, кал. 6-8 мм

Эта категория оружия относится к группе мягкой пневматики. На жаргонном языке ее еще называют «Аэрсофт». Изготавливается с полной имитацией боевых видов стрелкового вооружения. В качестве боеприпасов выступают пластиковые шарики диаметром от 6 до 8 миллиметров. Заряжающий механизм приводится в действие с помощью электропривода, работающего от съемных аккумуляторов. Широкое применение оружие нашло в игре «Страйкбол».

3,5 Дж, кал. 10 мм

Еще одна категория безопасного оружия, используемого для развлечения. Также присутствует внешняя имитация боевых видов. Шарики из ствола выталкивает сжатый газ, обычно углекислый, который предварительно закачивают в специальные баллоны. Используют оружие для игр в «Пейнтбол».

до 7,5 Дж, кал. 4,5 мм

Спортивно-развлекательное оружие для обучения навыкам стрельбы и игры в «Хардбол». К этой категории относятся практически все виды разрешенного пневматического оружия. Они не требуют получения специального разрешения в МВД.

14 Дж, кал. 17,3 мм

Оружие, обладающее дульной энергией 14 Дж, относится к категории спортивного снаряжения. Используется для тренировки и участия в соревнованиях.

До 25 Дж, любого калибра

Сюда относятся спортивные и охотничьи ружья, пистолеты. Убойная сила такого оружия достаточно высока, поэтому его приравнивают к боевому огнестрельному. Требует получения разрешения и лицензии.

Свыше 25 Дж

Категория спортивной, охотничьей и боевой пневматики. В военном применении используется для отработки навыков стрельбы. В нашей стране оно не сертифицировано, поскольку в законодательстве не предусмотрены ружья с кинетикой более 25 Дж. Поэтому при покупке возможны проблемы с регистрацией.

Расчет выработки энергии ветрогенератором

Немало статей размещено в интернете, в том числе и на нашем сайте, о том, как рассчитать систему с солнечными батареями для конкретного дома, дачи, офиса или производственного здания. Нельзя не затронуть тему расчета системы содержащей ветрогенератор.

Тонкости расчета вырабатываемой энергии ветрогенератором

Ветрогенератор в автономной системе крайне полезен. По большей части тем, что его выработка не имеет ярко выраженной зависимости от сезонов. Солнечные батареи хорошо работают летом и плохо зимой, тогда как ветрогенераторы сохраняют свою эффективность в зимний период. Немало важно то, что сильные ветра, как правило, наблюдаются в пасмурную погоду, поэтому совместное применение ветрогенераторов и солнечных панелей достаточно обоснованно.

Основная проблема ветровых турбин заключается в том, что их эффективность мала при низких скоростях ветра. Если внимательно посмотреть на кривую зависимости мощности от скорости ветра, то можно обнаружить следующее: турбина только начнет вращаться при скорости ветра около 3метров в секунду и, более-менее ощутимая, выработка энергии начнется только при 7метрах в секунду.

Ветрогенераторы достаточно эффективны в прибрежных районах, либо на возвышенностях, где скорости ветра выше и ветра чаще. На большей части территории России средняя скорость ветра составляет 4-5метров в секунду, что создает неблагоприятные условия для применения ветрогенераторов. Но данные усреднены, поэтому следует изучить энерго-потенциал конкретной местности, если существует подозрение, что ветрогенератор может быть эффективен.

Для повышения эффективности работы ветровых электростанций применяют различные технические решения:

ветрогенератор размещают на высокой мачте. Приведем пример: если увеличить высоту мачты с 5 до 20метров, выработка увеличится в 2 раза;

применяют ветрогенераторы с вертикальным расположением лопастей. Вертикальные турбины более эффективны при слабых ветрах, а также менее шумные, тем не менее, их стоимость значительно выше горизонтальных;

применяют специальные контроллеры заряда, которые, при низкой скорости, ветра сначала дают лопастям раскрутиться, и только потом подключают нагрузку. В таком режиме ветрогенератор вырабатывает некоторое количество энергии, хоть и небольшое, при слабом ветре.

On-line калькулятор для расчета энергии «ветряка»

Перейдем теперь к методам расчета систем с ветряными электростанциями. Покупая устройство, вы будете знать его заявленную номинальную мощность, а также найдете в инструкции график зависимости мощности вырабатываемой «ветряком» от скорости ветра. Имея эти данные довольно сложно оценить количество вырабатываемой энергии, поэтому для дальнейших рассуждений нужно воспользоваться одной из специальных программ, учитывающих метеорологические данные в вашей местности. Мы предлагаем вам воспользоваться удобным сервисом — on-line калькулятор на нашем сайте. Программа учитывает местоположение установки, высоту мачты, а также рельеф местности. Если в электростанции имеются солнечные батареи, в калькуляторе можно произвести расчет для всей системы и получить данные и графики как суммарной, так и раздельной выработки энергии.

Рис.1. Расчет суточного потребления (нагрузки).

Рис.2. Подбор солнечных батарей и ветряка. Индивидуальные графики среднесуточной выработки.

Рис.3. Выгрузка графика среднесуточной выработки всех источников энергии.

Не стоит забывать о том, что программа никак не может брать в расчет влияние местных особенностей (предметов, деревьев, заграждающих зданий и т.п.), затеняющих солнечные батареи или вносящих турбулентности в поток воздуха, данные факторы следует учитывать отдельно.

Читать еще статьи…

Энергия активации химической реакции расчет

Калькулятор энергии активации (также называемый калькулятором уравнения Аррениуса) может помочь вам рассчитать минимальную энергию, необходимую для химической реакции. Например, вы можете узнать, какая энергия необходима для зажигания спички.

Статья ниже предоставит вам самую важную информацию – как рассчитать энергию активации с использованием уравнения Аррениуса, а также каково определение и единицы энергии активации.

Калькулятор энергии активации

Что такое энергия активации?

Энергия активации – это энергия, необходимая для химической реакции. Вы можете изобразить это как пороговый уровень энергии; если вы не поставите такое количество энергии, реакция не состоится.

Энергия активации требуется для многих типов реакций, например, для сгорания. Каждый раз, когда вы хотите зажечь спичку, вам нужно подавать энергию (в этом примере – в форме протирки спички против спичечной коробки). Вот почему ваши спички не сгорают спонтанно. Это тот же принцип, который действовал во времена каменного века – кремний и железо использовались для производства трения и, следовательно, искр.

Уравнение энергии активации

Вы можете найти энергию активации для любого реагента, используя уравнение Аррениуса:

Eₐ = -R * T * ln (к / с)

где:

R обозначает газовую постоянную. Он равен 8,314 Дж / (К * моль).
Т – температура окружающей среды, выраженная в Кельвинах.
k – коэффициент скорости реакции. Измеряется в 1 / сек и зависит от температуры.
A – предэкспоненциальный коэффициент (также называемый частотным коэффициентом), также выраженный в 1 / сек. Этот коэффициент не зависит от температуры и является постоянным для реакции.
Eₐ – энергия активации реакции.

Единицы энергии активации

Наиболее часто используемыми единицами энергии активации являются джоули на моль (Дж / моль). Вы можете преобразовать их в единицы СИ следующим образом:

1 Дж / моль = 1 (кг * м² / с²) / моль = 1 (кг * м²) / (с² * моль)

Как рассчитать энергию активации

Начните с измерения температуры окружающей среды. Мы можем предположить, что вы находитесь при комнатной температуре (25 ° C).

Затем выберите свою реакцию и запишите частотный коэффициент. Например, для реакции 2ClNO → 2Cl + 2NO частотный коэффициент равен A = 9,4 * 10À1 / сек.

Выберите коэффициент скорости реакции для данной реакции и температуры. Предположим, что оно равно 2.8373 * 10⁻⁸ 1 / сек.

Введите все эти значения в калькулятор энергии активации. Он найдет энергию активации – в этом случае равную 100 кДж / моль.

Калькулятор кинетической энергии

Этот калькулятор кинетической энергии — инструмент, который помогает вам оценить энергию движения. Он основан на формуле кинетической энергии, которая применяется к каждому объекту, движущемуся в вертикальном или горизонтальном направлении.

В следующей статье объясняется:

Что такое кинетическая энергия
Как используется формула кинетической энергии
Определение кинетической энергии
Какие общие единицы кинетической энергии?
В чем разница между потенциальной и кинетической энергией
Как можно применить теорему работы-энергии
Как соотносятся друг с другом уравнения динамического давления и кинетической энергии

Определение кинетической энергии

Энциклопедия дает следующее определение кинетической энергии:

Кинетическая энергия объекта равна энергии, которой он обладает из-за своего движения .Он определяется как работа, необходимая для ускорения тела данной массы от состояния покоя до заявленной скорости. Получив эту энергию во время ускорения, тело сохраняет свою кинетическую энергию до тех пор, пока его скорость не изменится на . Такой же объем работы совершается телом при замедлении от текущей скорости до состояния покоя.

Что такое кинетическая энергия?

Кинетическая энергия — это энергия движущегося объекта. Он предоставляет информацию о том, как масса объекта влияет на его скорость.Возьмем пример. Если вы поместите один и тот же двигатель в грузовик и гладкую машину, первый не сможет достичь той же скорости, что и второй, из-за своей массы. Вы можете легко узнать это с помощью нашего калькулятора кинетической энергии.

Формула кинетической энергии

Формула кинетической энергии определяет соотношение между массой объекта и его скоростью. Уравнение кинетической энергии выглядит следующим образом:

KE = 0,5 * м * v² ,

где:

С помощью формулы кинетической энергии вы можете оценить, сколько энергии необходимо для перемещения объекта.Та же энергия может быть использована для замедления объекта, но имейте в виду, что скорость возведена в квадрат. Это означает, что даже небольшое увеличение скорости изменяет кинетическую энергию на относительно большую величину.

Как насчет того, чтобы попробовать наш калькулятор кинетической энергии? Этот инструмент выполняет любые вычисления за вас после ввода массы и скорости объекта. Он даже работает в обратном порядке, просто введите любые две известные переменные, и вы получите третью! Если вы не знаете скорость объекта, вы можете легко рассчитать ее с помощью нашего калькулятора скорости.

Однако вы должны знать, что эта формула не учитывает релятивистские эффекты , которые становятся заметными на более высоких скоростях. Если объект движется со скоростью, превышающей 1% скорости света (приблизительно 3 000 км / с или 3 000 000 м / с), вам следует использовать наш калькулятор релятивистской кинетической энергии.

Единицы кинетической энергии

Единицы кинетической энергии точно такие же, как и для любого другого вида энергии. Наиболее популярные и часто используемые единицы кинетической энергии:

Джоуль (Дж), эквивалент кг * м² / с² — единица СИ,
Фут-фунт (ft · lb) — британская единица измерения,
Электронвольт (эВ),
калорий (кКал.),
Ватт-час (Втч).

Все эти единицы кинетической энергии могут быть легко преобразованы друг в друга с помощью следующих соотношений:
1 Дж = 0,7376 фут · фунт = 6,242 · 10¹⁸ эВ = 0,239 кал = 2,778 · 10⁻⁴ Вт · ч.

Как видите, в зависимости от шкалы они могут отличаться на значительное количество порядков, поэтому удобно использовать научную нотацию или выражать их с помощью некоторого префикса, например, кило- (ккал, кВтч), мега- (МэВ). и т. д. В любом случае, вам не нужно беспокоиться о единицах измерения при использовании нашего калькулятора кинетической энергии; вы можете выбрать то, что вам нравится, щелкнув единицы измерения, и значение будет немедленно преобразовано.

Потенциальная и кинетическая энергия

Потенциальная энергия относится к гравитационному притяжению, действующему на объект, относительно того, как далеко он должен упасть. Когда объект набирает высоту, его потенциальная энергия увеличивается. Если вы хотите проверить, что такое потенциальная энергия и как ее рассчитать, воспользуйтесь нашим калькулятором потенциальной энергии.

Теорема работы-энергии

Оказывается, кинетическая энергия и количество работы, выполняемой в системе, строго коррелированы, и их связь может быть описана теоремой работы-энергии.В нем говорится, что работа, совершаемая всеми внешними силами, преобразуется в изменение кинетической энергии:

W = ΔKE = KE₂ - KE₁ .

На самом деле существует несколько типов кинетических энергий. Мы можем выделить:

Поступательная кинетическая энергия — наиболее известный вид. Это связано с движением объекта, движущегося в определенном направлении, и с расстоянием, которое он преодолевает за данный момент времени. Это вид энергии, который вы можете оценить с помощью этого калькулятора кинетической энергии.
Кинетическая энергия вращения — как следует из названия, учитывает движение тела вокруг оси.
Кинетическая энергия колебаний — можно представить, как частица движется вперед и назад вокруг некоторой точки равновесия, аппроксимированное гармоническим движением. В зависимости от конструкции это может быть растяжение, скручивание или изгиб.

В микроскопическом масштабе все эти примеры кинетической энергии являются проявлениями тепловой энергии, которая увеличивается с повышением температуры.

Связь между динамическим давлением и кинетической энергией

Выражение динамического давления (вызванного течением жидкости) следующее:

p = ρ * v² / 2 .

Это очень похоже на уравнение кинетической энергии, потому что масса заменяется плотностью, и это не совпадение. Другое название динамического давления — кинетическая энергия на единицу объема , и аналогично плотность определяется как масса, содержащаяся в определенном объеме.Приложив немного воображения, вы можете использовать наш калькулятор кинетической энергии для оценки динамического давления данной жидкости. Если вы замените массу в кг плотностью кг / м³ , то вы можете представить результат в Дж как динамическое давление в Па .

Примеры кинетической энергии

Вы сидите в классе, и ваш учитель говорит вам, что кинетическая энергия объекта равна 1 Дж. Как вы думаете — это много или нет? Ключевая информация — это то, о каком объекте мы говорим.Давайте рассмотрим несколько примеров вычислительной кинетической энергии, чтобы разобраться с различными порядками величины:

Некоторые из частиц с самой высокой энергией, производимые физиками (например, протоны в Большом адронном коллайдере, LHC), достигают кинетической энергии в несколько ТэВ. Говорят, что это сравнимо с кинетической энергией комара. Это впечатляет, когда понимаешь, какое огромное количество молекул содержится в одном насекомом. Однако, если мы вычислим значение в джоулях, то результат будет порядка 1 мкДж .Исходя из этого, отдельная частица с кинетической энергией 1 Дж является чрезвычайно высокой энергией и, конечно же, не будет производиться человечеством в ближайшее время.
Рассмотрим пулю массой 5 г , летящую со скоростью 1 км / с . Его кинетическая энергия равна 2,500 Дж , что намного больше 1 Дж из-за значительной скорости. Вот почему пули наносят большой урон при поражении целей. Воспользуйтесь калькулятором кинетической энергии, чтобы узнать, с какой скоростью должна будет лететь та же пуля, чтобы ее энергия достигла 1 Дж .Это скорость около 20 м / с . Что ж, все равно будет больно при ударе о тело, но ничего хуже синяка точно не вызовет.
Корабль весит 50 000 тонн и может двигаться со скоростью 10 узлов . Мы всегда можем использовать преобразователь скорости, чтобы найти, что это около 5,1 м / с . Тогда его кинетическая энергия составляет примерно 661 МДж . Такое количество получено в основном из-за его внушительной массы.

FAQ

Что такое кинетическая энергия?

Кинетическая энергия может быть определена как энергия, которой обладает объект или тело во время движения.Кинетическая энергия зависит от двух свойств: массы и скорости объекта.

Какая формула для расчета кинетической энергии?

Формула для расчета кинетической энергии объекта массы m, движущегося со скоростью v, имеет следующий вид:
KE = 0,5 * м * v ²

Как рассчитать кинетическую энергию?

Для расчета кинетической энергии:

Найдите квадрат скорости объекта.
Умножьте это на массу объекта.
Произведение — кинетическая энергия объекта.

Сколько кинетической энергии у мяча для крикета, летящего со скоростью 90 миль в час?

Средний мяч для крикета весит 165 г , следовательно, кинетическая энергия мяча составляет KE = 0,5 * m * v ² = 133,5 Дж .

Какова кинетическая энергия футбольного мяча при ударе с игры?

Футбольный мяч, движущийся к воротам со скоростью около 38,4 м / с или 126 фут / с и весом 450 г или ~ 1 фунт , имеет кинетическую энергию 331.7 Дж .

Какова формула энергии?

Обновлено 13 декабря 2020 г.

Крис Дезил

Один из фундаментальных законов Вселенной заключается в том, что энергия не создается и не уничтожается — она только меняет формы. Следовательно, существует множество формул для энергии. Чтобы понять, как эти формулы выражают одно и то же, важно сначала понять, что имеют в виду физики, когда говорят об энергии. Это понятие основано на концепциях классической физики, разъясненных сэром Исааком Ньютоном.2

где KE — кинетическая энергия в джоулях, m — масса в килограммах, а v — скорость в метрах в секунду.

Сила и работа

Три закона движения Ньютона составляют основу классической физики. Первый закон определяет силу как то, что вызывает движение, а второй закон связывает силу, действующую на объект, с ускорением, которому он подвергается. Если сила (F) ускоряет тело на расстояние (d), оно совершает работу (W), равную силе, умноженной на расстояние, умноженное на коэффициент, учитывающий угол между ними (θ, греческая буква тета ).В математическом выражении это означает:

W = Fd \ cos {\ theta}

Метрическими единицами измерения силы являются ньютоны, единицы измерения расстояния — метры, а единицы измерения — ньютон-метры или джоули. Энергия — это способность выполнять работу, и она также выражается в джоулях.

Кинетическая и потенциальная энергия

Движущийся объект обладает энергией движения, которая эквивалентна работе, которая потребовалась бы для его остановки. Это называется его кинетической энергией и зависит от квадрата скорости объекта (v), а также половины его массы (m).Объект, покоящийся в гравитационном поле Земли, обладает потенциальной энергией в силу своей высоты; если бы он упал свободно, он получил бы кинетическую энергию, равную этой потенциальной энергии. Потенциальная энергия зависит от массы объекта, его высоты (h) и ускорения свободного падения (g). Математически это:

PE = mgh

Электрическая энергия

Расчет энергии в электрических системах зависит от величины тока, протекающего по проводнику (I) в амперах, а также от электрического потенциала, или напряжение (В), управляющее током, в вольтах.Умножение этих двух параметров дает мощность электричества (P) в ваттах, а умножение P на время, в течение которого течет электричество (t) в секундах, дает количество электроэнергии в системе в джоулях. Математическое выражение для электрической энергии в проводящей цепи:

E_e = Pt = VIt

В соответствии с этим соотношением, если оставить 100-ваттную лампочку горящей в течение одной минуты, расходуется 6000 джоулей энергии. Это эквивалентно количеству кинетической энергии, которую имел бы 1-килограммовый камень, если бы вы уронили его с высоты 612 метров (без учета трения воздуха).

Некоторые другие формы энергии

Свет, который мы видим, представляет собой электромагнитное явление, обладающее энергией за счет колебаний пакетов волн, называемых фотонами. Немецкий физик Макс Планк определил, что энергия фотона пропорциональна частоте (f), с которой он колеблется, и рассчитал константу пропорциональности (h), которую в его честь называют постоянной Планка. Выражение для энергии фотона выглядит следующим образом:

E_p = hf

Согласно теории относительности Альберта Эйнштейна, каждая частица вещества имеет внутреннюю потенциальную энергию, пропорциональную массе частицы и квадрату скорости света (c) .2

Расчеты Эйнштейна были подтверждены разработкой атомной бомбы.

Как рассчитать уравнение баланса энергии

Если вы пытаетесь похудеть, полезно понять энергетический баланс. Большинство людей не считают свой путь похудания математической задачей. Но во многих отношениях это так. Чтобы похудеть, вам нужно рассчитать уравнение баланса энергии, а затем изменить числа, чтобы добиться потери веса. Если вам удастся заставить ваши цифры изменяться в правильном направлении, вы похудеете более эффективно.

Уравнение баланса энергии

Энергетический баланс — это просто отношение между вашей потребляемой и выходной энергией. Полное уравнение энергии выглядит так:

Потребляемая энергия (в калориях) — Выходная энергия (на выходе) = Энергетический баланс

Это не выглядит очень сложным. Но у вас может не быть чисел для вычислений. Итак, чтобы выяснить свой энергетический баланс, вам нужно собрать важную информацию.

Расчет энергетического баланса

Чтобы узнать, как управлять своим энергетическим балансом, вам необходимо собрать числа, относящиеся к вашему входу и выходу энергии.

Потребляемая энергия

Мы вкладываем энергию, когда едим. Пища, которую мы потребляем, содержит калории. Калории — это просто единица энергии или тепла. Пища, которую мы едим, и напитки, которые мы потребляем, обеспечивают разное количество энергии. Белок и углеводы обеспечивают по 4 калории на грамм, а жир — 9 калорий на грамм.

Так как же узнать количество потребляемой энергии? Подсчитайте количество калорий, которые вы потребляете каждый день. Вы можете сделать это с помощью простого загружаемого дневника питания или использовать популярное приложение для подсчета калорий.Среднестатистическая женщина может потреблять от 1600 до 2400 калорий в день. Это довольно большой диапазон. Чтобы получить наиболее точную цифру, отслеживайте количество калорий как минимум в течение недели.

Выход энергии

Выход энергии происходит, когда ваше тело использует энергию. Мы часто называем это «сжиганием» калорий. Даже когда вы спите, ваше тело использует энергию для выполнения основных функций, таких как дыхание и циркуляция крови. Скорость, с которой ваше тело сжигает калории в состоянии покоя, называется базальной скоростью метаболизма (BMR).BMR составляет примерно от 60% до 75% от общего количества калорий, которые вы сжигаете каждый день.

Вы также расходуете энергию во время повседневной деятельности, например, мытья посуды или покупок, и, конечно же, во время физических упражнений. Эти действия составляют от 15% до 30% от общего количества сжигаемых вами калорий каждый день. Последние 5-10% калорий (плюс-минус) сжигаются за счет термического эффекта пищи, когда вы едите и перевариваете пищу и закуски. .

Есть разные способы подсчитать количество калорий, которые вы сжигаете каждый день.Один из самых простых способов — использовать калькулятор калорий.

Энергетический баланс и вес

Чтобы определить, как ваш энергетический баланс повлияет на ваш вес, вам необходимо определить, положительный или отрицательный у вас баланс. Для этого возьмите свои числа и введите их в уравнение в верхней части статьи. Затем выясните, есть ли у вас отрицательный или положительный энергетический баланс.

Если ваша входная и выходная энергия более или менее сбалансированы, вы сохраните свой текущий вес.Идеальный энергетический баланс обеспечивает стабильный вес. Чтобы изменить свой вес, вам нужно склонить чашу весов, чтобы они больше не уравновешивались.

Положительный энергетический баланс

Положительный энергетический баланс возникает, когда ваша потребляемая энергия превышает выходную. То есть вы потребляете больше калорий, чем использует ваше тело. Ваше тело хранит лишнюю энергию или калории в виде жира. Это приводит к увеличению веса.

Вход энергии> Выход энергии = Увеличение веса

Отрицательный баланс энергии

Похудание происходит, когда вы создаете отрицательный энергетический баланс.То есть вы сжигаете больше калорий, чем потребляете. Когда возникает этот дисбаланс, ваше тело сжигает накопленную энергию (жир), чтобы функционировать, и вы теряете вес. Отрицательный энергетический баланс иногда называют дефицитом калорий.

Потребляемая энергия <Выход энергии = потеря веса

Когда вы оцениваете свой собственный энергетический баланс, лучше всего получать как можно более точные цифры. Даже небольшие различия в потребляемой и выходной энергии могут существенно повлиять на ваш вес.

Примеры уравнения баланса энергии

Вы готовы рассчитать собственный энергетический баланс? Вот два примера уравнений, которые можно использовать в качестве руководства.

Пример №1: Меган

Калорий, потребляемых каждый день: 2,000
калорий, сжигаемых каждый день: 1750
2000 (потребляемая энергия) — 1750 (выходная энергия) = 250 калорий

У Меган положительный энергетический баланс 250 калорий в день. Это не похоже на много. Но в течение недели ее предполагаемый баланс будет составлять 1750 калорий, или примерно достаточно, чтобы набрать полфунта веса.

Пример № 2: Кэмерон

Калорий, потребляемых каждый день: 1,800
калорий, сжигаемых каждый день: 2 050
1800 (потребляемая энергия) — 2050 (выходная энергия) = -250 калорий

У Кэмерона отрицательный энергетический баланс в 250 калорий. В течение недели ее телу необходимо будет сжечь 1750 калорий накопленного жира, чтобы удовлетворить свои потребности, и она могла бы похудеть примерно на полфунта.

Слово Verywell

Итак, если потеря веса — это всего лишь простое уравнение, то почему похудеть так сложно? Потому что существует множество факторов, которые влияют как на ваш расход энергии, так и на ее выход.Такие вещи, как ваш медицинский статус, возраст и настроение, влияют на ваше уравнение энергетического баланса каждый день. Потеря веса — это простое уравнение, но поиск правильного баланса требует немного больше работы.

Если вы находитесь в начале пути к снижению веса или сомневаетесь в своей нынешней диете и плане упражнений, уравнение энергетического баланса — отличное место для начала. Вам не нужно покупать модные инструменты или вкладываться в дорогостоящую программу похудания.

Попробуйте внести некоторые изменения самостоятельно.Оцените факторы, влияющие на количество потребляемых и калорийных продуктов. Вы контролируете одни факторы (например, уровень активности) и не контролируете другие (например, свой возраст и пол). Просто измените все, что вы можете, чтобы наклонить чашу весов уравнения баланса энергии и достичь своих целей по снижению веса.

Уравнение электрической энергии

Количество электроэнергии, потребляемой электрической энергией, можно легко рассчитать, а также можно рассчитать стоимость электроэнергии, используемой для конкретного устройства

Расчет электроэнергии

Количество электроэнергии, передаваемой прибору, зависит от его мощности и продолжительности включения.Количество переданной электрической энергии от сети измеряется в киловатт-часах, кВтч. Одна единица — 1 кВтч.

Формула электрической энергии

E = P × t

E — переданная энергия в киловатт-часах, кВтч
P — мощность в киловаттах, кВт
T — время в часах, ч.

Обратите внимание, что мощность здесь измеряется в киловаттах, а не в более привычных ваттах. Чтобы преобразовать Вт в кВт, необходимо разделить на 1000.

Например, 1000 Вт = 1000 ÷ 1000 = 1 кВт.

Также обратите внимание, что здесь время измеряется в часах, а не в секундах. Чтобы перевести секунды в часы, нужно разделить на 3600.

Например, 7200 с = 7200 ÷ 3600 = 2 часа.

Закон Ома

Наиболее важным описанием электрической энергии является закон Ома. В нем говорится, что

«При постоянной температуре ток через проводник прямо пропорционален разности потенциалов в точках»

т.е.V α I

А также можно записать как V = IR

Где R — сопротивление проводника

Формула для расчета мощности от электрической энергии

Формула, связывающая энергию и мощность:

Энергия = Мощность x Время.

Единица измерения энергии — джоуль, единица мощности — ватт, единица времени — секунда.

Если мы знаем мощность прибора в ваттах и сколько секунд оно используется, мы можем вычислить количество джоулей электрической энергии, которые были преобразованы в другую форму вылета.

Например, Если лампу на 40 ватт включить на один час, сколько джоулей электрической энергии было преобразовано лампой?

Энергия (Вт) = Мощность x Время

Энергия = 40 x 3600

= 14 400 джоулей

Примеры электроэнергии

Вычислите количество тепла, выделяемого электрическим утюгом с сопротивлением 30 Ом и потребляющим ток 3 ампера при включении в течение 15 секунд.

Энергия = Мощность x Время

Мощность = I2R

= 32 * 30

= 270 Вт

Энергия = Мощность x Время

= 270 х 15

= 4050 джоулей

Важные факты, касающиеся уравнений электрической энергии

Мы платим за энергию (не за заряд, ток или напряжение).
Электроэнергетические компании используют внесистемную единицу, кВтч, для расчета наших счетов.

Что нужно запомнить

Электрическая энергия определяется как общая выполненная работа или энергия, поставленная источником ЭДС. в поддержании тока в электрической цепи в течение заданного времени:
Электрическая энергия = электрическая мощность × время = P × t.

Таким образом, формула для электрической энергии имеет вид:

Электрическая энергия = P × t = V × I × t = I2 × R × t = V2t / R.

S.I единицей электрической энергии является джоуль (обозначается Дж), где 1 джоуль = 1 ватт × 1 секунда = 1 вольт × 1 ампер × 1 секунда.
Коммерческой единицей электроэнергии является киловатт-час (кВтч), где 1 кВтч = 1000 Втч = 3,6 × 106Дж = одна единица потребляемой электроэнергии.
Количество единиц потребляемой электроэнергии равно n = (общая мощность × время в часе) / 1000.
Стоимость потребления электроэнергии в доме = нет. единиц потребленной электрической энергии × количество на единицу электрической энергии.

Электроэнергия прочие виды

Как я могу рассчитать потребление электрического прибора? — Энергид

Чтобы рассчитать потребление электроприбора в кВтч, необходимо принять во внимание три фактора:

мощность вашего электроприбора, выраженная как ватт .
количество часов , в течение которых прибор используется за один день.
количество дней в году, когда прибор используется.

Расчет выглядит следующим образом:

[количество часов использования] x [количество дней использования] x ([мощность устройства, выраженная в ваттах] / 1000) = количество кВтч

Емкость следует разделить на 1000, чтобы преобразовать количество ватт в количество киловатт. Это, наконец, дает нам количество кВтч (киловатт-часов).

Расчет энергопотребления радиосигнализации

Радиобудильник включен постоянно и поэтому постоянно потребляет энергию.

часов / день	24 часа
дней / год	365
Емкость радиосигнализации	10 Вт

Годовое потребление энергии радиосигналом: 24 x 365 x (10 Вт / 1000) = 87.6 кВтч

Расчет энергопотребления пылесоса

В приведенной ниже таблице предполагается, что пылесос используется два часа один раз в неделю.

часов / день	2 часа
дней / год	52 дня
Емкость пылесоса	2000 Вт

Годовое потребление энергии пылесосом: 2 x 52 x (2000 Вт / 1000) = 208 кВтч

Взгляните на список потребления наиболее распространенных бытовых электроприборов.

Расчет баланса энергии и температуры планеты

Насколько горячая или холодная поверхность планеты? Используя довольно простую физику и математику, вы можете рассчитать ожидаемую температуру планеты, включая Землю. Эта страница объясняет, как!

Что мы подразумеваем под «ожидаемой температурой» планеты? В основном это означает, что мы упростим ситуацию, исключив влияние атмосферы или океанов на среднюю глобальную температуру. Оказывается, океаны и атмосфера могут иметь большое влияние на температуру планеты… мы еще поговорим об этом позже. А пока давайте посмотрим на простой случай планеты без воздуха и воды. Попутно мы обнаружим, что без определенных химикатов в атмосфере Земли наша родная планета не была бы самым удобным местом для жизни.

Видимый свет Солнца переносит энергию на планеты в нашей солнечной системе. Этот солнечный свет поглощается поверхностью планеты, нагревая землю. Любой объект с температурой выше абсолютного нуля излучает электромагнитное излучение.Для планет это исходящее электромагнитное излучение принимает форму инфракрасного «света». Планета будет продолжать нагреваться до тех пор, пока исходящая инфракрасная энергия не уравновесит поступающую энергию солнечного света. Ученые называют это равновесие «тепловым равновесием». Обладая основами физики, мы можем вычислить температуру, при которой достигается это состояние теплового равновесия.

Спутники напрямую измерили количество энергии, поступающей на Землю от Солнца в виде солнечного света. Хотя это значение немного меняется со временем, обычно оно очень близко к 1361 Вт мощности на квадратный метр.Чтобы визуализировать это, представьте, что вы освещаете небольшую кладовку примерно 13 или 14 лампочками по 100 ватт. Ученые называют количество поступающей от солнечного света энергии «инсоляцией». Удельное значение на Земле 1361 Вт / м ² называется «солнечной постоянной».

Чтобы рассчитать общее количество энергии, поступающей на Землю, нам нужно знать, какая площадь освещена. Затем мы умножаем площадь на инсоляцию (в единицах потока энергии на единицу площади), чтобы узнать общее количество поступающей энергии.

Оказывается, мы можем упростить наш расчет площади, заметив, что количество света, перехватываемого нашей сферической планетой, точно такое же, как количество, которое было бы заблокировано плоским диском того же диаметра, что и Земля, как показано на схеме ниже.

Площадь круга равна пи, умноженному на радиус круга в квадрате. В этом случае радиус круга — это просто радиус Земли, который в среднем составляет около 6371 км (3959 миль).Если мы умножим эту площадь на количество энергии на единицу площади — упомянутую выше солнечную «инсоляцию», мы можем определить общее количество энергии, перехваченной Землей:

E = общая перехваченная энергия (технически поток энергии = энергия в единицу времени, в ваттах)
K _S = солнечная инсоляция («солнечная постоянная») = 1361 Вт на квадратный метр
R _E = радиус Земли = 6,371 км = 6,371,000 метров

Подключение к электросети значений и решая для E, мы обнаруживаем, что наша планета улавливает около 174 петаватт солнечного света… довольно много энергии!

Поскольку Земля не полностью черная, часть этой энергии отражается и не поглощается нашей планетой. Ученые используют термин альбедо, чтобы описать, сколько света отражается от планеты или поверхности. Планета, полностью покрытая снегом или льдом, будет иметь альбедо, близкое к 100%, в то время как полностью темная планета будет иметь альбедо, близкое к нулю. Чтобы определить, сколько энергии Земля поглощает от солнечного света, мы должны умножить полученную энергию (которую мы вычислили выше) на единицу минус значение альбедо; так как альбедо представляет собой свет, отраженный на , единица минус альбедо равняется энергии света, поглощенной Наше уравнение для общей поглощенной энергии выглядит следующим образом:

Теперь, когда у нас есть значение энергии, поступающей в систему Земли, давайте рассчитаем исходящую энергию.

Солнечный свет, который Земля поглощает, нагревает нашу планету. Любой объект с температурой выше абсолютного нуля излучает электромагнитное (ЭМ) излучение. В случае Земли это электромагнитное излучение принимает форму длинноволнового инфракрасного излучения (или инфракрасного «света»).

В 1800-х годах два ученых определили, что количество излучения , испускаемого объектом, зависит от температуры объекта.Уравнение этой связи называется законом Стефана-Больцмана. Он был определен экспериментально Джозефом Стефаном в 1879 году и теоретически получен Людвигом Больцманом в 1844 году. Обратите внимание, что количество испускаемой энергии пропорционально четвертой степени температуры. Выбросы энергии увеличиваются на A LOT при повышении температуры!

Дж ^* = поток энергии = энергия в единицу времени на единицу площади (джоулей в секунду на квадратный метр или ватт на квадратный метр)
σ = постоянная Стефана-Больцмана = 5.670373 x 10 ^-8 Вт / м ² K ⁴ (м = метры, K = кельвины)
T = температура (по шкале Кельвина)

Закон Стефана-Больцмана говорит нам, сколько инфракрасного излучения Энергия Земля излучает на единицу площади . Нам нужно умножить это на общую площадь поверхности Земли, чтобы вычислить общее количество энергии, излучаемой Землей. Поскольку Земля вращается, вся ее поверхность нагревается солнечным светом. Следовательно, вся поверхность сферической планеты излучает инфракрасное излучение.Мы не можем использовать тот же ярлык, который мы использовали для входящего солнечного света, рассматривая Землю как эквивалент диска. Геометрия говорит нам, что площадь поверхности сферы в четыре раза превышает радиус сферы в квадрате в пи. Умножая выбросы энергии на единицу площади на площадь поверхности Земли, мы получаем выражение для общего излучения инфракрасной энергии Земли:

Закон сохранения энергии говорит нам, что излучаемая энергия должна быть равна поглощенной энергии. Установив эти два значения равными, мы можем подставить каждое из них в выражения.Заметив, что число пи, умноженное на квадрат радиуса Земли, появляется с обеих сторон уравнения, мы можем использовать небольшую алгебру, чтобы упростить результат:

Поскольку значения солнечной постоянной (K _S), альбедо Земли и постоянная Стефана-Больцмана (σ) все известны, это уравнение можно решить для температуры (T). Используя немного больше алгебры, мы можем записать приведенное выше выражение как:

Общее среднее альбедо Земли составляет около 0.31 (или 31%). Значение постоянной Стефана-Больцмана (σ) составляет 5,6704 x 10 ^-8 Вт / м ² K ⁴. Подставляя эти числа и значение для K _S в уравнение, мы можем вычислить ожидаемую температуру Земли:

Преобразуя в более знакомые температурные шкалы Цельсия и Фаренгейта, мы получаем:

. ожидаемая средняя глобальная температура — градусов ниже точки замерзания воды!

Фактическая средняя глобальная температура Земли составляет около 14 ° C (57 ° F).Наша планета на теплее на , чем прогнозировалось на 34 ° C (60 ° F). Это довольно большая разница!

Почему температура Земли намного выше, чем предсказывали наши расчеты? Определенные газы в атмосфере задерживают дополнительное тепло, согревая нашу планету, как одеяло. Это дополнительное потепление называется парниковым эффектом. Без него наша планета была бы ледяным шаром. Благодаря естественному парниковому эффекту Земля — удобное место для жизни, какой мы ее знаем. Однако слишком много хорошего может вызвать проблемы.В последние десятилетия рост количества парниковых газов стал слишком сильно нагревать Землю.

Этот расчет ожидаемой температуры может быть выполнен и для других планет. Для этого вам необходимо отрегулировать значение солнечной инсоляции, K _S. Планета, расположенная ближе к Солнцу, получает больше энергии, поэтому K _S больше. Планеты, находящиеся дальше от Солнца, чем Земля, получают меньше солнечного света, поэтому K _S имеет меньшее значение. Зная расстояние от планеты до Солнца, вы можете рассчитать соотношение с расстоянием до Земли и определить солнечную инсоляцию на расстоянии этой планеты.Поскольку количество солнечного света уменьшается пропорционально квадрату расстояния от Солнца, планета вдвое дальше от Солнца, чем Земля, получила бы на четверть солнечной энергии.

Этот расчет энергетического баланса также помог ученым разгадать загадку из истории Земли. Основываясь на наблюдениях за подобными звездами, астрономы полагают, что наше Солнце сейчас ярче, чем было в начале своей жизни. Раннее Солнце, вероятно, было всего на 70% ярче, чем в наше время. Если умножить K _S на 0.7 и используя результат приведенных выше уравнений для солнечной инсоляции раннего Солнца, вы обнаружите, что Земля была бы намного, намного холоднее, чем сегодня. Однако существует множество геологических свидетельств того, что на Земле была жидкая, а не замороженная вода, даже в самом начале истории нашей планеты. Как на Земле могла быть жидкая вода, если она была такой холодной из-за более тусклого Солнца? Эта головоломка называется Парадокс слабого молодого солнца . Этот парадокс — область активных научных исследований. Некоторые ученые считают, что на ранней Земле в атмосфере могло быть намного, гораздо более высокая концентрация парниковых газов; достаточно, чтобы нагреть планету выше нуля, несмотря на более тусклое Солнце.

Калькулятор эквивалентов парниковых газов — Расчеты и справочная информация

На этой странице описаны расчеты, использованные для преобразования количества выбросов парниковых газов в различные типы эквивалентных единиц. Для получения дополнительной информации перейдите на страницу калькулятора эквивалентностей.

Примечание о потенциалах глобального потепления (ПГП): Некоторые эквиваленты в калькуляторе указаны как эквиваленты CO ₂ (CO ₂ E). Они рассчитываются с использованием ПГП из Четвертого оценочного доклада Межправительственной группы экспертов по изменению климата.

Сокращение электроэнергии (киловатт-часы)

Калькулятор эквивалентов парниковых газов использует инструмент AVOided Emissions and GeneRation Tool (AVERT) Средневзвешенное значение США CO ₂ предельный уровень выбросов для преобразования сокращенных киловатт-часов в единицы, которых следует избегать. выбросы.

Большинство пользователей Калькулятора эквивалентностей, которые ищут эквиваленты для выбросов, связанных с электричеством, хотят знать эквиваленты для сокращений выбросов в результате программ повышения энергоэффективности (EE) или возобновляемых источников энергии (RE).Расчет воздействия выбросов ЭЭ и ВИЭ на электрическую сеть требует оценки количества выработки на ископаемом топливе и выбросов, вытесняемых ЭЭ и ВИЭ. Коэффициент предельных выбросов является лучшим представлением для оценки того, какие единицы EE / RE, работающие на ископаемом топливе, вытесняются по флоту ископаемых. Обычно предполагается, что программы ЭЭ и ВИЭ не влияют на электростанции с базовой нагрузкой, которые работают постоянно, а скорее на предельные электростанции, которые вводятся в эксплуатацию по мере необходимости для удовлетворения спроса. Поэтому AVERT предоставляет национальный предельный коэффициент выбросов для Калькулятора эквивалентностей.

Коэффициент выбросов

1562,4 фунта CO ₂ / МВтч × (4,536 × 10 ^-4 метрических тонн / фунт) × 0,001 МВтч / кВтч = 7,09 × 10 ^-4 метрических тонн CO ₂ / кВтч
(AVERT, средневзвешенный уровень выбросов CO ₂ в США, данные за 2019 год)

Примечания:

Этот расчет не включает никаких парниковых газов, кроме CO ₂.
Этот расчет включает линейные потери.
Региональные предельные уровни выбросов также доступны на веб-странице AVERT.

Источники

EPA (2020) AVERT, средневзвешенное значение CO в США ₂ предельный уровень выбросов, данные за 2019 год. Агентство по охране окружающей среды США, Вашингтон, округ Колумбия.

галлонов израсходованного бензина

В преамбуле к совместному нормотворчеству EPA / Министерства транспорта от 7 мая 2010 г., которое установило исходные стандарты экономии топлива Национальной программы на 2012-2016 модельные годы, агентства заявили, что они согласились использовать общий коэффициент преобразования 8 887 граммов выбросов CO ₂ на галлон потребленного бензина (Федеральный регистр 2010).Для справки, чтобы получить количество граммов CO ₂, выделяемых на галлон сожженного бензина, теплосодержание топлива на галлон можно умножить на кг CO ₂ на единицу теплосодержания топлива.

Это значение предполагает, что весь углерод в бензине преобразован в CO ₂ (IPCC 2006).

Расчет

8887 граммов CO ₂ / галлон бензина = 8,887 × 10 ^-3 метрическая тонна CO ₂ / галлон бензина

Источники

Галлонов израсходованного дизельного топлива в преамбуле

На совместном нормотворчестве EPA / Министерства транспорта 7 мая 2010 г., которое установило исходные стандарты экономии топлива Национальной программы на модельные годы 2012-2016, агентства заявили, что они согласились использовать общий коэффициент пересчета 10 180 граммов CO _2. выбросов на галлон израсходованного дизельного топлива (Федеральный регистр 2010).Для справки, чтобы получить количество граммов CO ₂, выделяемых на галлон сожженного дизельного топлива, теплосодержание топлива на галлон можно умножить на килограммы CO ₂ на единицу теплосодержания топлива.

Это значение предполагает, что весь углерод в дизельном топливе преобразован в CO ₂ (IPCC 2006).

Расчет

10,180 граммов CO ₂ / галлон дизельного топлива = 10,180 × 10 ^-3 метрических тонн CO ₂ / галлон дизельного топлива

Источники

Легковых автомобилей в год

Легковых автомобилей определяется как двухосные автомобили с четырьмя шинами, включая легковые автомобили, фургоны, пикапы и спортивные / внедорожные автомобили.

В 2018 году средневзвешенная комбинированная экономия топлива легковых и легких грузовиков составила 22,5 мили на галлон (FHWA 2020). Средний пробег транспортного средства (VMT) в 2018 году составил 11556 миль в год (FHWA 2020).

В 2018 году отношение выбросов углекислого газа к общим выбросам парниковых газов (включая углекислый газ, метан и закись азота, выраженные в эквиваленте углекислого газа) для легковых автомобилей составило 0,993 (EPA 2020).

Количество углекислого газа, выбрасываемого на галлон сожженного автомобильного бензина, равно 8.89 × 10 ^-3 метрическая тонна, как рассчитано в разделе «Израсходованные галлоны бензина» выше.

Для определения годовых выбросов парниковых газов в расчете на одно легковое транспортное средство использовалась следующая методология: VMT был разделен на средний расход бензина, чтобы определить количество галлонов бензина, потребляемых на одно транспортное средство в год. Израсходованные галлоны бензина были умножены на количество двуокиси углерода на галлон бензина, чтобы определить выбросы двуокиси углерода на автомобиль в год. Затем выбросы углекислого газа были разделены на отношение выбросов углекислого газа к общему количеству выбросов парниковых газов от транспортных средств, чтобы учесть выбросы автомобильного метана и закиси азота.

Расчет

Примечание. Из-за округления выполнение расчетов, приведенных в приведенных ниже уравнениях, может не дать точных результатов.

8,89 × 10 ^-3 метрических тонн CO ₂ / галлон бензина × 11,556 VMT _{в среднем легковой / грузовой} × 1 / 22,5 миль на галлон _{в среднем легковой / грузовой} × 1 CO ₂, CH ₄ и N ₂ O / 0,993 CO ₂ = 4,60 метрических тонн CO ₂ E / автомобиль в год

Источники

Мили, пройденные средним легковым автомобилем

-осные 4-х колесные автомобили, включая легковые автомобили, фургоны, пикапы, а также спортивные / внедорожные автомобили.

В 2018 году средневзвешенная комбинированная экономия топлива легковых и легких грузовиков составила 22,5 мили на галлон (FHWA 2020). В 2018 году отношение выбросов углекислого газа к общим выбросам парниковых газов (включая углекислый газ, метан и закись азота, все выраженные в эквивалентах углекислого газа) для легковых автомобилей составило 0,993 (EPA 2020).

Количество углекислого газа, выбрасываемого на галлон сожженного автомобильного бензина, составляет 8,89 × 10 ^-3 метрическую тонну, как рассчитано в разделе «Израсходованные галлоны бензина» выше.

Для определения годовых выбросов парниковых газов на милю использовалась следующая методология: выбросы углекислого газа на галлон бензина были разделены на среднюю экономию топлива транспортных средств, чтобы определить выбросы углекислого газа на милю, пройденную типичным пассажирским транспортным средством. Затем выбросы углекислого газа были разделены на отношение выбросов углекислого газа к общему количеству выбросов парниковых газов от транспортных средств, чтобы учесть выбросы автомобильного метана и закиси азота.

Расчет

8,89 × 10 ^-3 метрических тонн CO ₂ / галлон бензина × 1 / 22,5 миль на галлон _{в среднем легковой / грузовой} × 1 CO ₂, CH ₄ и N ₂ O / 0,993 CO ₂ = 3,98 x 10 ^-4 метрических тонн CO ₂ E / милю

Источники

Термические и кубические футы природного газа

Выбросы углекислого газа на терм определены путем пересчета миллионов британских тепловых единиц (mmbtu) на термы, затем умножая углеродный коэффициент на окисленную фракцию, умножая на отношение молекулярной массы диоксида углерода к углероду (44/12).

0,1 млн БТЕ равняется одному термину (EIA 2018). Средний коэффициент выбросов углерода в трубопроводном природном газе, сожженном в 2018 году, составляет 14,43 кг углерода на 1 млн БТЕ (EPA 2020). Предполагается, что доля окисленной до CO ₂ составляет 100 процентов (IPCC 2006).

Примечание. При использовании этого эквивалента имейте в виду, что он представляет собой эквивалент CO ₂ для CO ₂, выделенного для природного газа , сжигаемого в качестве топлива, а не природного газа, выброшенного в атмосферу. Прямые выбросы метана в атмосферу (без горения) примерно в 25 раз сильнее, чем CO ₂, с точки зрения их теплового воздействия на атмосферу.

Расчет

0,1 млн БТЕ / 1 терм × 14,43 кг С / мм БТЕ × 44 кг CO ₂/12 кг C × 1 метрическая тонна / 1000 кг = 0,0053 метрической тонны CO ₂ / терм

Выбросы диоксида углерода за терм могут быть преобразованы в выбросы углекислого газа на тысячу кубических футов (Mcf) с использованием среднего теплосодержания природного газа в 2018 году, 10.36 термов / Mcf (EIA 2019).

0,0053 метрических тонны CO ₂ / терм x 10,36 терм / Mcf = 0,0548 метрических тонн CO ₂ / Mcf

Источники

EIA (2019). Ежемесячный обзор энергетики, март 2019 г., Таблица A4: Приблизительное теплосодержание природного газа для конечного потребления. (PDF) (1 стр., 54 КБ, О программе PDF)
EIA (2018). Конверсия природного газа — часто задаваемые вопросы.
EPA (2020 г.). Реестр выбросов и стоков парниковых газов в США: 1990-2018 гг.Приложение 2 (Методология оценки выбросов CO ₂ в результате сжигания ископаемого топлива), Таблица A-43. Агентство по охране окружающей среды США, Вашингтон, округ Колумбия. Агентство по охране окружающей среды США № 430-R-20-002 (PDF) (108 стр., 2 МБ, О программе PDF)
IPCC (2006). Руководящие принципы национальных инвентаризаций парниковых газов МГЭИК 2006 г. Том 2 (Энергия). Межправительственная группа экспертов по изменению климата, Женева, Швейцария.

Баррелей израсходованной нефти

Выбросы диоксида углерода на баррель сырой нефти определяются путем умножения теплосодержания на коэффициент углерода, умноженную на долю окисленной фракции, умноженную на отношение молекулярной массы диоксида углерода к массе углерода (44/12).

Среднее теплосодержание сырой нефти составляет 5,80 млн БТЕ на баррель (EPA 2020). Средний углеродный коэффициент сырой нефти составляет 20,31 кг углерода на 1 млн БТЕ (EPA 2020). Предполагается, что окисленная фракция составляет 100 процентов (IPCC 2006).

Расчет

5,80 млн БТЕ / баррель × 20,31 кг C / млн БТЕ × 44 кг CO ₂/12 кг C × 1 метрическая тонна / 1000 кг = 0.43 метрических тонны CO ₂ / баррель

Источники

Автоцистерны с бензином

Количество углекислого газа, выбрасываемого на галлон сожженного автомобильного бензина, составляет 8,89 × 10 ^-3 метрических тонн, как рассчитано в « Израсходовано галлонов бензина »выше. Бочка равна 42 галлонам. Типичный бензовоз вмещает 8 500 галлонов.

Расчет

8,89 × 10 ^-3 метрическая тонна CO ₂ / галлон × 8500 галлонов / автоцистерна = 75,54 метрических тонн CO ₂ / автоцистерна

Источники

Количество ламп накаливания, переключенных на светоизлучающие диодные лампы

Светодиодная лампа мощностью 9 Вт дает такой же световой поток, как лампа накаливания мощностью 43 Вт. Годовая энергия, потребляемая лампочкой, рассчитывается путем умножения мощности (43 Вт) на среднесуточное использование (3 часа в день) на количество дней в году (365).При среднем ежедневном использовании 3 часа в день лампа накаливания потребляет 47,1 кВтч в год, а светодиодная лампа — 9,9 кВтч в год (EPA 2019). Годовая экономия энергии от замены лампы накаливания эквивалентной светодиодной лампой рассчитывается путем умножения разницы в мощности между двумя лампами в 34 Вт (43 Вт минус 9 Вт) на 3 часа в день и 365 дней в году.

Выбросы углекислого газа, уменьшенные на одну лампочку, переключенную с лампы накаливания на светодиодную, рассчитываются путем умножения годовой экономии энергии на средневзвешенный уровень выбросов углекислого газа по стране для поставленной электроэнергии.Средневзвешенный национальный уровень выбросов диоксида углерода для поставленной электроэнергии в 2019 году составил 1562,4 фунта CO ₂ на мегаватт-час, что учитывает потери при передаче и распределении (EPA 2020).

Расчет

34 Вт x 3 часа / день x 365 дней / год x 1 кВтч / 1000 Втч = 37,2 кВтч / год / замена лампы

37.2 кВтч / лампочка в год x 1562,4 фунта CO ₂ / МВтч поставленной электроэнергии x 1 МВтч / 1000 кВтч x 1 метрическая тонна / 2204,6 фунта = 2,64 x 10 ^-2 метрическая тонна CO ₂ / замена лампы

Источники

EPA (2020). AVERT, средневзвешенный уровень выбросов CO ₂ в США, данные за 2018 год. Агентство по охране окружающей среды США, Вашингтон, округ Колумбия.
EPA (2019). Калькулятор экономии для лампочек, соответствующих требованиям ENERGY STAR. Агентство по охране окружающей среды США, Вашингтон, округ Колумбия.

Использование электроэнергии в домашних условиях

В 2019 году 120,9 миллиона домов в США потребили 1 437 миллиардов киловатт-часов (кВтч) электроэнергии (EIA 2020a). В среднем каждый дом потреблял 11880 кВтч поставленной электроэнергии (EIA 2020a). Средний национальный уровень выработки углекислого газа для выработки электроэнергии в 2018 году составил 947,2 фунта CO ₂ на мегаватт-час (EPA 2020), что соответствует примерно 1021,6 фунту CO ₂ на мегаватт-час для поставленной электроэнергии, при условии передачи и распределения. потери 7.3% (EIA 2020b; EPA 2020). ¹

Годовое домашнее потребление электроэнергии было умножено на уровень выбросов углекислого газа (на единицу поставленной электроэнергии), чтобы определить годовые выбросы углекислого газа на один дом.

Расчет

11880 кВтч на дом × 947,2 фунта CO ₂ на выработанный мегаватт-час × 1 / (1-0,073) МВтч доставлено / выработано МВтч × 1 МВтч / 1000 кВтч × 1 метрическая тонна / 2204.6 фунтов = 5,505 метрических тонн CO ₂ / дом.

Источники

Энергопотребление в домашних условиях

В 2019 году в США насчитывалось 120,9 миллиона домов (EIA 2020a). В среднем каждый дом потреблял 11 880 кВтч отпущенной электроэнергии. Общенациональное потребление природного газа, сжиженного нефтяного газа и мазута домашними хозяйствами в 2019 году составило 5,22, 0,46 и 0,45 квадриллиона БТЕ соответственно (EIA 2020a). В среднем по домохозяйствам в Соединенных Штатах это составляет 41 712 кубических футов природного газа, 42 галлона сжиженного нефтяного газа и 27 галлонов мазута на дом.

Средний уровень выработки углекислого газа по стране в 2018 г. составил 947,2 фунта CO ₂ на мегаватт-час (EPA 2020), что соответствует примерно 1021,6 фунта CO ₂ на мегаватт-час для поставленной электроэнергии (при условии передачи и потери при распределении 7,3%) (EPA 2020; EIA 2020b). ¹

Средний коэффициент диоксида углерода природного газа составляет 0,0548 кг CO ₂ на кубический фут (EIA 2019c). Доля, окисленная до CO ₂, составляет 100 процентов (IPCC 2006).

Средний коэффициент диоксида углерода дистиллятного мазута составляет 430,80 кг CO ₂ на баррель объемом 42 галлона (EPA 2020). Доля, окисленная до CO ₂, составляет 100 процентов (IPCC 2006).

Средний коэффициент углекислого газа сжиженных углеводородных газов составляет 235,7 кг CO ₂ на баррель объемом 42 галлона (EPA 2020). Окисленная фракция составляет 100 процентов (IPCC 2006).

Общие показатели домашнего потребления электроэнергии, природного газа, дистиллятного мазута и сжиженного нефтяного газа были преобразованы из различных единиц в метрические тонны CO ₂ и сложены вместе, чтобы получить общие выбросы CO ₂ на один дом.

Расчет

1. Электроэнергия: 11880 кВтч на дом × 947 фунтов CO ₂ на выработанный мегаватт-час × (1 / (1-0,073)) выработка МВтч / поставка МВтч × 1 МВтч / 1000 кВтч × 1 метрическая тонна / 2204,6 фунта = 5,505 метрических тонн CO ₂ / дом.

2. Природный газ: 41 712 кубических футов на дом × 0,0548 кг CO ₂ / кубический фут × 1/1000 кг / метрическая тонна = 2.29 метрических тонн CO ₂ / дом

3. Сжиженный углеводородный газ: 41,8 галлона на дом × 1/42 барреля / галлон × 235,7 кг CO ₂ / баррель × 1/1000 кг / метрическая тонна = 0,23 метрической тонны CO ₂ / дом

4. Мазут: 27,1 галлона на дом × 1/42 барреля / галлон × 430,80 кг CO ₂ / баррель × 1/1000 кг / метрическая тонна = 0,28 метрической тонны CO ₂ / дом

Всего выбросов CO ₂ при использовании энергии на дом: 5,505 метрических тонн CO ₂ на электричество + 2.29 метрических тонн CO ₂ для природного газа + 0,23 метрических тонн CO ₂ для сжиженного нефтяного газа + 0,29 метрических тонн CO ₂ для мазута = 8,30 метрических тонн CO ₂ на дом в год .

Источники

EIA (2020a). Годовой прогноз энергетики на 2020 год, Таблица A4: Ключевые показатели и потребление жилого сектора.
EIA (2020b). Годовой прогноз развития энергетики на 2020 год, таблица A8: Предложение, утилизация, цены и выбросы электроэнергии.
EIA (2019).Ежемесячный обзор энергетики, ноябрь 2019 г., Таблица A4: Приблизительное теплосодержание природного газа для конечного потребления. (PDF) (270 стр., 2,65 МБ, О программе PDF)
EPA (2020 г.). Реестр выбросов и стоков парниковых газов в США: 1990-2018 гг. Приложение 2 (Методология оценки выбросов CO ₂ при сжигании ископаемого топлива), Таблица A-47 и Таблица A-53. Агентство по охране окружающей среды США, Вашингтон, округ Колумбия. Агентство по охране окружающей среды США № 430-R-20-002 (PDF) (108 стр., 2 МБ, О программе PDF)
EPA (2020 г.).eGRID, годовой национальный коэффициент выбросов США, данные за 2016 год. Агентство по охране окружающей среды США, Вашингтон, округ Колумбия.
IPCC (2006). Руководящие принципы национальных инвентаризаций парниковых газов МГЭИК 2006 г. Том 2 (Энергия). Межправительственная группа экспертов по изменению климата, Женева, Швейцария.

Количество городских саженцев деревьев, выращенных за 10 лет

Среднерослое хвойное или лиственное дерево, посаженное в городских условиях и оставшееся для выращивания в течение 10 лет, секвестры 23.2 и 38.0 фунтов углерода соответственно. Эти оценки основаны на следующих предположениях:

Среднерослые хвойные и лиственные деревья выращивают в питомнике в течение одного года до тех пор, пока они не станут 1 дюйм в диаметре на высоте 4,5 фута над землей (размер дерева, купленного за 15- галлоновый контейнер).
Деревья, выращенные в питомниках, затем высаживаются в пригороде / городе; деревья не густо посажены.
При расчете учитываются «коэффициенты выживаемости», разработанные У.С. ДОЕ (1998). Например, через 5 лет (один год в яслях и 4 года в городских условиях) вероятность выживания составляет 68 процентов; через 10 лет вероятность снижается до 59 процентов. Для оценки потерь растущих деревьев вместо переписи, проводимой для точного учета общего количества посаженных саженцев по сравнению с выжившими до определенного возраста, коэффициент секвестрации (в фунтах на дерево) умножается на коэффициент выживаемости, чтобы получить вероятность: взвешенная скорость секвестрации. Эти значения суммируются за 10-летний период, начиная с момента посадки, чтобы получить оценку 23.2 фунта углерода на хвойное дерево или 38,0 фунта углерода на лиственное дерево.

Оценки поглощения углерода хвойными и лиственными деревьями были затем взвешены по процентной доле хвойных и лиственных деревьев в городах США. Из примерно 11000 хвойных и лиственных деревьев в семнадцати крупных городах США примерно 11 процентов и 89 процентов взятых в выборку деревьев были хвойными и лиственными, соответственно (McPherson et al., 2016).Следовательно, средневзвешенное значение углерода, поглощенного хвойным или лиственным деревом средней высоты, посаженным в городских условиях и позволяющим расти в течение 10 лет, составляет 36,4 фунта углерода на одно дерево.

Обратите внимание на следующие оговорки к этим предположениям:

В то время как большинству деревьев требуется 1 год в питомнике, чтобы достичь стадии рассады, деревьям, выращенным в других условиях, и деревьям определенных видов может потребоваться больше времени: до 6 лет.
Средние показатели выживаемости в городских районах основаны на общих предположениях, и эти показатели будут значительно варьироваться в зависимости от условий местности.
Связывание углерода зависит от скорости роста, которая зависит от местоположения и других условий.
Этот метод оценивает только прямое связывание углерода и не включает экономию энергии в результате затенения зданий городским лесным покровом.
Этот метод лучше всего использовать для оценки пригородных / городских территорий (например, парков, тротуаров, дворов) с сильно рассредоточенными насаждениями деревьев и не подходит для проектов лесовосстановления.

Чтобы преобразовать в метрические тонны CO ₂ на дерево, умножьте на отношение молекулярной массы углекислого газа к молекулярной массе углерода (44/12) и соотношение метрических тонн на фунт (1 / 2,204.6).

Расчет

(0,11 [процент хвойных деревьев в выбранных городских условиях] × 23,2 фунта C / хвойное дерево) + (0,89 [процент лиственных деревьев в выбранных городских условиях] × 38,0 фунтов C / лиственное дерево) = 36,4 фунта C / дерево

36,4 фунта C / дерево × (44 единицы CO ₂/12 единиц C) × 1 метрическая тонна / 2204,6 фунта = 0,060 метрической тонны CO ₂ на одно посаженное городское деревоS. леса, улавливающие СО2 в течение одного года

В настоящем документе под лесами понимаются управляемые леса, которые классифицируются как леса более 20 лет (т. Е. За исключением лесов, переустроенных в / из других типов землепользования). Пожалуйста, обратитесь к Реестру выбросов и стоков парниковых газов США: 1990–2018 гг. для обсуждения определения лесов США и методологии оценки запасов углерода в лесах США (EPA 2020).

Растущие леса накапливают и накапливают углерод. В процессе фотосинтеза деревья удаляют CO ₂ из атмосферы и хранят его в виде целлюлозы, лигнина и других соединений.Скорость накопления углерода в лесном ландшафте равна общему росту деревьев за вычетом вывозки (т. Е. Урожая для производства бумаги и древесины и потери деревьев в результате естественных нарушений) за вычетом разложения. В большинстве лесов США рост превышает абсорбцию и разложение, поэтому количество углерода, хранимого в национальном масштабе в лесных угодьях, в целом увеличивается, хотя и снижается.

Расчет для лесов США

Реестр выбросов и стоков парниковых газов в США: 1990–2018 гг. (EPA 2020) предоставляет данные о чистом изменении запасов углерода в лесах и площади лесов.

Годовое чистое изменение запасов углерода на площадь в год t = (Запасы углерода _{(t + 1)} — Запасы углерода _т) / Площадь земель, остающихся в той же категории землепользования

Шаг 1: Определить изменение запасов углерода между годами путем вычитания запасов углерода в году t из запасов углерода в году (t + 1) _. Этот расчет, также содержащийся в Реестре выбросов и стоков парниковых газов США: 1990–2018 гг. (EPA 2020), использует оценки лесной службы Министерства сельского хозяйства США по запасам углерода в 2019 году за вычетом запасов углерода в 2018 году.(Этот расчет включает запасы углерода в надземной биомассе, подземной биомассе, валежной древесине, подстилке, а также в пулах почвенного органического и минерального углерода. Прирост углерода, связанный с продуктами из заготовленной древесины, в этот расчет не включается.)

Годовое чистое изменение запасов углерода в 2018 году = 56 016 млн т C — 55 897 млн т C = 154 млн т C

Шаг 2: Определите годовое чистое изменение запасов углерода (т.е. секвестрации) на площадь , разделив изменение запасов углерода на U.S. леса из Шага 1 по общей площади лесов США, оставшихся в лесах в году t (т. Е. Площадь земель, категории землепользования которых не изменились между периодами времени).

Применение расчета Шага 2 к данным, разработанным Лесной службой Министерства сельского хозяйства США для инвентаризации выбросов и стоков парниковых газов США: 1990–2018 гг. дает результат 200 метрических тонн углерода на гектар (или 81 метрическую тонну углерода). углерода на акр) для плотности запаса углерода в СШАлесов в 2018 году, при этом годовое чистое изменение запасов углерода на единицу площади в 2018 году составило 0,55 метрических тонны поглощенного углерода на гектар в год (или 0,22 метрических тонны поглощенного углерода на акр в год).

Примечание. Из-за округления выполнение вычислений, приведенных в приведенных ниже уравнениях, может не дать точных результатов.

Плотность запасов углерода в 2018 году = (55 897 млн т C × 10 ⁶) / (279 787 тыс. Га × 10 ³) = 200 метрических тонн хранимого углерода на гектар

Чистое годовое изменение запасов углерода на площадь в 2018 году = (-154 млн т C × 10 ⁶) / (279,787 тыс.га × 10 ³) = — 0,55 метрических тонн секвестрированного углерода на гектар в год *

* Отрицательные значения указывают на связывание углерода.

С 2007 по 2018 год среднее годовое поглощение углерода на единицу площади составляло 0,55 метрической тонны C / га / год (или 0,22 метрической тонны C / акр / год) в США при минимальном значении 0,52 метрической тонны C / гектар / год (или 0,22 метрической тонны С / акр / год) в 2014 году и максимальное значение 0,57 метрической тонны С / га / год (или 0.23 метрических тонны С / акр / год) в 2011 и 2015 годах.

Эти значения включают углерод в пяти лесных резервуарах: надземная биомасса, подземная биомасса, валежная древесина, подстилка, а также органический и минеральный углерод почвы, и основаны на государственных: уровень данных инвентаризации и анализа лесов (FIA). Запасы углерода в лесах и изменение запасов углерода основаны на методологии и алгоритмах разницы в запасах, описанных Смитом, Хитом и Николсом (2010).

Коэффициент преобразования для углерода, секвестрированного за один год на 1 акр среднего U.S. Forest

-0,22 метрической тонны C / акр / год * × (44 единицы CO ₂/12 единиц C) = — 0,82 метрической тонны CO ₂ / акр / год, ежегодно поглощаемых одним акром среднего леса в США.

* Отрицательные значения указывают на связывание углерода.

Обратите внимание, что это приблизительная оценка для «средних» лесов США с 2017 по 2018 год; я.е., годовое чистое изменение запасов углерода в лесах США в целом за период с 2017 по 2018 годы. В основе национальных оценок лежат значительные географические различия, и вычисленные здесь значения могут не отражать отдельные регионы, штаты или изменения в видовом составе. дополнительных соток леса.

Чтобы оценить поглощенный углерод (в метрических тоннах CO ₂) дополнительными «средними» акрами лесов за один год, умножьте количество дополнительных акров на -0.82 метрических тонны CO ₂ акров / год.

Источники

EPA (2020). Реестр выбросов и стоков парниковых газов в США: 1990-2018 гг. Агентство по охране окружающей среды США, Вашингтон, округ Колумбия. Агентство по охране окружающей среды США № 430-R-20-002 (PDF) (733 стр., 14 МБ, О программе PDF)
IPCC (2006). Руководящие принципы национальных инвентаризаций парниковых газов МГЭИК 2006 г., Том 4 (Сельское, лесное и другое землепользование). Межправительственная группа экспертов по изменению климата, Женева, Швейцария.
Смит, Дж., Хит, Л., и Николс, М. (2010). Руководство пользователя инструмента расчета углерода в лесах США: Запасы углерода в лесных угодьях и чистое годовое изменение запасов. Общий технический отчет NRS-13 пересмотрен, Министерство сельского хозяйства США, Лесная служба, Северная исследовательская станция.

Акров лесов США, сохранившихся после преобразования в пахотные земли

Леса определяются в настоящем документе как управляемые леса, которые классифицируются как леса более 20 лет (т. Е. За исключением лесов, переустроенных в / из других типов землепользования).Пожалуйста, обратитесь к Реестру выбросов и стоков парниковых газов США: 1990–2018 гг. для обсуждения определения лесов США и методологии оценки запасов углерода в лесах США (EPA 2020).

На основании данных, разработанных Лесной службой США для инвентаризации выбросов и стоков парниковых газов в США: 1990–2018 гг. , плотность запасов углерода в лесах США в 2018 г. составила 200 метрических тонн углерода на гектар (или 81 метрическую тонну). углерода на акр) (EPA 2020).Эта оценка состоит из пяти углеродных пулов: надземная биомасса (53 метрических тонны C / га), подземная биомасса (11 метрических тонн C / га), валежная древесина (10 метрических тонн C / га), подстилка (13 метрических тонн C / га). гектар) и почвенный углерод, который включает минеральные почвы (92 метрических тонны С / га) и органические почвы (21 метрическую тонну С / га).

Реестр выбросов и стоков парниковых газов в США: 1990–2018 гг.При расчете изменений запасов углерода в биомассе в результате преобразования лесных угодий в пахотные земли руководящие принципы МГЭИК указывают, что среднее изменение запасов углерода равно изменению запасов углерода из-за удаления биомассы из исходящего землепользования (т. Е. Лесных угодий) плюс углерод. запасы углерода за год прироста входящего землепользования (т. е. пахотных земель) или углерод в биомассе сразу после преобразования минус углерод в биомассе до преобразования плюс запасы углерода за год роста входящего землепользования ( я.е., пахотные земли) (IPCC 2006). Запас углерода в годовой биомассе пахотных земель через год составляет 5 метрических тонн C на гектар, а содержание углерода в сухой надземной биомассе составляет 45 процентов (IPCC 2006). Таким образом, запас углерода в пахотных землях после одного года роста оценивается в 2,25 метрических тонны C на гектар (или 0,91 метрических тонны C на акр).

Среднее значение эталонного запаса углерода в почве (для высокоактивной глины, малоактивной глины, песчаных почв и гистосолей для всех климатических регионов США) составляет 40.83 метрических тонны C / га (EPA 2020). Изменение запасов углерода в почвах зависит от времени, при этом по умолчанию период времени для перехода между равновесными значениями углерода в почве составляет 20 лет для почв в системах возделываемых земель (IPCC 2006). Следовательно, предполагается, что изменение равновесного почвенного углерода будет рассчитываться за 20 лет в годовом исчислении, чтобы представить годовой поток в минеральных и органических почвах.

Органические почвы также выделяют CO ₂ при осушении. Выбросы из осушаемых органических почв в лесных угодьях и осушенных органических почв на пахотных землях варьируются в зависимости от глубины дренажа и климата (IPCC 2006).В Реестре выбросов и стоков парниковых газов США: 1990–2018 гг. оценивает выбросы от осушенных органических почв с использованием коэффициентов выбросов, специфичных для США, для возделываемых земель и коэффициентов выбросов по умолчанию МГЭИК (2014) для лесных угодий (EPA 2020).

Годовое изменение выбросов с одного гектара осушенных органических почв может быть рассчитано как разница между коэффициентами выбросов для лесных почв и почв пахотных земель. Коэффициенты выбросов для осушенной органической почвы на лесных угодьях умеренного пояса равны 2.60 метрических тонн C / га / год и 0,31 метрических тонн C / га / год (EPA 2020, IPCC 2014), а средний коэффициент выбросов для осушенной органической почвы на пахотных землях для всех климатических регионов составляет 13,17 метрических тонн C / га / год ( EPA 2020).

Руководящие принципы IPCC (2006) указывают на то, что недостаточно данных для обеспечения подхода или параметров по умолчанию для оценки изменения запасов углерода из резервуаров мертвого органического вещества или подземных запасов углерода на многолетних возделываемых землях (IPCC 2006).

Расчет для преобразования U.S. От лесов к пахотным землям США

Годовое изменение запасов углерода биомассы на землях, переустроенных в другую категорию землепользования

∆CB = ∆C _G + C _{Пересчет} — ∆C _L

Где:

∆CB = годовое изменение запасов углерода в биомассе на землях, переустроенных в другую категорию землепользования (т. Е. Изменение биомассы на землях, переустроенных из леса в пахотные земли)

∆C _G = годовое увеличение запасов углерода в биомассе из-за роста земель, переустроенных в другую категорию землепользования (т.е., 2,25 метрических тонны C / га на пахотных землях через год после преобразования из лесных угодий)

C _{Преобразование} = первоначальное изменение запасов углерода в биомассе на землях, переустроенных в другую категорию землепользования. Сумма запасов углерода в надземной, подземной биомассе, валежной древесине и подстилочной биомассе (-86,97 метрических тонн C / га). Сразу после преобразования лесных угодий в пахотные земли предполагается, что запас углерода надземной биомассы равен нулю, так как земля очищается от всей растительности перед посадкой сельскохозяйственных культур)

∆C _L = годовое уменьшение запасов биомассы из-за потерь от лесозаготовок, заготовки дров и нарушений на землях, переустроенных в другую категорию землепользования (принимается равной нулю)

Следовательно, : ∆CB = ∆C _G + C _{Преобразование} — ∆C _L = -84.72 метрических тонны С / га / год запасов углерода биомассы теряются, когда лесные угодья превращаются в пахотные земли в год преобразования.

Годовое изменение запасов органического углерода в минеральных и органических почвах

∆C _Почва = (SOC ₀ — SOC ₍₀ _{— T)} ) / D

Где:

∆C _Почва = годовое изменение запасов углерода в минеральных и органических почвах

SOC ₀ = Запасы органического углерода в почве за последний год периода инвентаризации (т.е., 40,83 мт / га, средний эталонный запас углерода в почве)

SOC ₍₀ _{— т)} = запасы органического углерода в почве на начало периода инвентаризации (т. е. 113 мт C / га, что включает 92 т C / га в минеральных почвах плюс 21 т C / га в органических почвах)

D = Временная зависимость коэффициентов изменения запасов, которая является периодом времени по умолчанию для перехода между равновесными значениями SOC (т. е. 20 лет для систем пахотных земель)

Следовательно, : ∆C _Почва = (SOC ₀ — SOC _(0-T)) / D = (40.83 — 113) / 20 = -3,60 метрических тонн C / га / год потери углерода в почве.

Источник : (IPCC 2006) .

Годовое изменение выбросов из осушенных органических почв

Реестр для выбросов и стоков парниковых газов США: 1990–2018 гг. использует коэффициенты МГЭИК (2014) по умолчанию для осушенных органических почв на лесных землях и специфические для США коэффициенты для возделываемых земель. Изменение выбросов от осушенных органических почв на гектар оценивается как разница между коэффициентами выбросов для осушенных органических лесных почв и осушенных органических почв пахотных земель.

∆L _{Органические} = EF _{пахотные земли} — EF _{лесные угодья}

Где:

∆L _{Органические} = Годовое изменение выбросов от осушенных органических почв на гектар

2 900

9000 EF пахотные земли = 13,17 метрических тонн C / га / год (среднее значение коэффициентов выбросов для осушенных органических почв пахотных земель в субтропическом, умеренно холодном и умеренно теплом климатах в США) (EPA 2020)

EF = 2.60 + 0,31 = 2,91 метрических тонн C / га / год (коэффициенты выбросов для умеренно осушенных органических лесных почв) (IPCC 2014)

∆ L _{органических} = 13,17 — 2,91 = 10,26 метрических тонн C / га / год выбрасывается

Следовательно, изменение плотности углерода в результате преобразования лесных угодий в пахотные земли составит -84,72 метрических тонны C / гектар / год биомассы плюс -3,60 метрических тонн C / гектар / год почвы C, минус 10,26 метрических тонн C / га / год от осушенных органических почв, что равняется общей потере 98.5 метрических тонн C / га / год (или -39,89 метрических тонн C / акр / год) в год преобразования. Чтобы преобразовать его в диоксид углерода, умножьте его на отношение молекулярной массы диоксида углерода к молекулярной массе углерода (44/12), чтобы получить значение -361,44 метрических тонны CO ₂ / га / год (или -147,27 метрических тонн. CO ₂ / акр / год) в год конверсии.

Коэффициент преобразования для углерода, секвестрированного 1 акром леса, сохраненного после преобразования в возделываемые земли

Примечание: из-за округления выполнение расчетов, приведенных в приведенных ниже уравнениях, может не дать точных результатов.

-39,89 метрических тонн C / акр / год * x (44 единицы CO ₂/12 единиц C) = — 146,27 метрических тонн CO ₂ / акр / год (в год преобразования)

* Отрицательные значения указывают на то, что CO ₂ НЕ излучается.

Чтобы оценить CO ₂, не выбрасываемый, когда акр леса сохраняется от преобразования в пахотную землю, просто умножьте количество акров леса, не преобразованных в пахотные земли, на -146,27 мт CO ₂ / акр / год. Обратите внимание, что это представляет собой CO ₂, которых удалось избежать в год конверсии.Также обратите внимание, что этот метод расчета предполагает, что вся лесная биомасса окисляется во время вырубки (т. Е. Ни одна из сожженных биомассов не остается в виде древесного угля или золы) и не включает углерод, хранящийся в древесных продуктах после сбора урожая. Также обратите внимание, что эта оценка включает запасы углерода как в минеральной, так и в органической почве.

Источники

Пропановые баллоны, используемые для домашних барбекю

Пропан на 81,7% состоит из углерода (EPA 2020). Предполагается, что окисленная фракция составляет 100 процентов (IPCC 2006).

Выбросы диоксида углерода на фунт пропана были определены путем умножения веса пропана в баллоне на процентное содержание углерода, умноженное на долю окисленной фракции, умноженную на отношение молекулярной массы диоксида углерода к молекулярной массе углерода (44/12). Пропановые баллоны различаются по размеру; для целей этого расчета эквивалентности предполагалось, что типичный баллон для домашнего использования содержит 18 фунтов пропана.

Расчет

18 фунтов пропана / 1 баллон × 0,817 фунта C / фунт пропана × 0,4536 кг / фунт × 44 кг CO ₂/12 кг C × 1 метрическая тонна / 1000 кг = 0,024 метрической тонны CO ₂ / баллон

Источники

Сгоревшие вагоны с углем

Среднее теплосодержание угля, потребленного электроэнергетическим сектором США в 2018 году, составило 20,85 млн БТЕ на метрическую тонну (EIA 2019). Средний углеродный коэффициент угля, сжигаемого для выработки электроэнергии в 2018 году, составил 26.09 килограммов углерода на миллион БТЕ (EPA 2020). Предполагается, что окисленная фракция составляет 100 процентов (IPCC 2006).

Выбросы диоксида углерода на тонну угля были определены путем умножения теплосодержания на коэффициент углерода, умноженную на окисленную фракцию, на отношение молекулярной массы диоксида углерода к молекулярной массе углерода (44/12). Предполагалось, что количество угля в среднем вагоне составляет 100,19 коротких тонн или 90,89 метрических тонн (Hancock 2001).

Расчет

20,85 млн БТЕ / метрическая тонна угля × 26,09 кг С / млн БТЕ × 44 кг CO ₂/12 кг C × 90,89 метрических тонн угля / вагон × 1 метрическая тонна / 1000 кг = 181,29 метрических тонн CO ₂ / железнодорожный вагон

Источники

EIA (2019). Ежемесячный обзор энергетики, ноябрь 2019 г., Таблица A5: Приблизительное теплосодержание угля и угольного кокса. (PDF) (1 стр., 56 КБ, О программе PDF)
EPA (2020 г.). Реестр выбросов и стоков парниковых газов в США: 1990-2018 гг. Приложение 2 (Методология оценки выбросов CO ₂ при сжигании ископаемого топлива), Таблица A-43.Агентство по охране окружающей среды США, Вашингтон, округ Колумбия. Агентство по охране окружающей среды США № 430-R-20-002 (PDF) (108 стр., 3 МБ, О программе в формате PDF).
Хэнкок (2001). Хэнкок, Кэтлин и Срикант, Анд. Перевод веса груза в количество вагонов . Совет по исследованиям в области транспорта , Paper 01-2056, 2001.
IPCC (2006). Руководящие принципы национальных инвентаризаций парниковых газов МГЭИК 2006 г. Том 2 (Энергия). Межправительственная группа экспертов по изменению климата, Женева, Швейцария.

Сожженных фунтов угля

Средняя теплосодержание угля, потребляемого электроэнергетикой в США.S. в 2018 году составила 20,85 млн БТЕ на метрическую тонну (EIA 2019). Средний углеродный коэффициент угля, сжигаемого для производства электроэнергии в 2018 году, составил 26,09 килограмма углерода на 1 млн БТЕ (EPA, 2019). Окисленная фракция составляет 100 процентов (IPCC 2006).

Выбросы двуокиси углерода на фунт угля были определены путем умножения теплосодержания на коэффициент углерода, умноженную на окисленную фракцию, на отношение молекулярной массы двуокиси углерода к молекулярной массе углерода (44/12).

Расчет

20,85 млн БТЕ / метрическая тонна угля × 26,09 кг С / млн БТЕ × 44 кг CO ₂/12 кг C × 1 метрическая тонна угля / 2204,6 фунта угля x 1 метрическая тонна / 1000 кг = 9,05 x 10 ^-4 метрическая тонна CO ₂ / фунт угля

Источники

EIA (2019). Ежемесячный обзор энергетики, ноябрь 2019 г., Таблица A5: Приблизительное теплосодержание угля и угольного кокса. (PDF) (1 стр., 56 КБ, О программе PDF)
EPA (2020 г.). Реестр выбросов и стоков парниковых газов в США: 1990-2018 гг.Приложение 2 (Методология оценки выбросов CO ₂ при сжигании ископаемого топлива), Таблица A-43. Агентство по охране окружающей среды США, Вашингтон, округ Колумбия. Агентство по охране окружающей среды США № 430-R-20-002 (PDF) (108 стр., 2 МБ, О программе в формате PDF).
IPCC (2006). Руководящие принципы национальных инвентаризаций парниковых газов МГЭИК 2006 г. Том 2 (Энергия). Межправительственная группа экспертов по изменению климата, Женева, Швейцария.

Тонны рециркулируемых отходов вместо захоронения

Для разработки коэффициента преобразования для переработки, а не захоронения отходов, были использованы коэффициенты выбросов из модели сокращения отходов (WARM) Агентства по охране окружающей среды (EPA 2019).Эти коэффициенты выбросов были разработаны в соответствии с методологией оценки жизненного цикла с использованием методов оценки, разработанных для национальных кадастров выбросов парниковых газов. Согласно WARM, чистое сокращение выбросов от переработки смешанных вторсырья (например, бумаги, металлов, пластмасс) по сравнению с базовым уровнем, в котором материалы вывозятся на свалки (т.е. с учетом предотвращенных выбросов от захоронения), составляет 2,94 метрических тонны углерода. эквивалент диоксида на короткую тонну.

Расчет

2,94 метрических тонны CO ₂ эквивалента / тонна переработанных отходов вместо захоронения

Источники

Количество мусоровозов с переработанными отходами вместо захоронения

Выбросы в эквиваленте диоксида углерода, которых удалось избежать при переработке вместо захоронения 1 тонна отходов составляет 2,94 метрических тонны CO ₂ эквивалента на тонну, как рассчитано в разделе «Тонны отходов, рециркулируемых вместо захоронения» выше.

Сокращение выбросов углекислого газа на каждый мусоровоз, заполненный отходами, был определен путем умножения выбросов, которых удалось избежать при переработке вместо захоронения 1 тонны отходов, на количество отходов в среднем мусоровозе.Предполагалось, что количество отходов в среднем мусоровозе составляет 7 тонн (EPA 2002).

Расчет

2,94 метрических тонны CO ₂ эквивалента / тонна переработанных отходов вместо захоронения x 7 тонн / мусоровоз = 20,58 метрических тонн CO ₂ E / мусоровоз для утилизации отходов вместо захоронения

Источники

Мусор мешки с отходами переработаны вместо захоронения

Согласно WARM, чистое сокращение выбросов от переработки смешанных вторсырья (например,g., бумага, металлы, пластмассы), по сравнению с базовым уровнем, при котором материалы вывозятся на свалки (т. е. с учетом предотвращенных выбросов от захоронения), составляет 2,94 метрических тонны CO ₂ эквивалента на короткую тонну, как рассчитано в « Тонны отходов перерабатываются, а не вывозятся на свалки »выше.

Сокращение выбросов углекислого газа на каждый мешок для мусора, заполненный отходами, было определено путем умножения выбросов, которых удалось избежать при переработке вместо захоронения 1 тонны отходов, на количество отходов в среднем мешке для мусора.

Количество отходов в среднем мешке для мусора было рассчитано путем умножения средней плотности смешанных вторсырья на средний объем мешка для мусора.

Согласно стандартным коэффициентам преобразования объема в вес EPA, средняя плотность смешанных вторсырья составляет 111 фунтов на кубический ярд (EPA 2016a). Предполагалось, что объем мешка для мусора стандартного размера составляет 25 галлонов, исходя из типичного диапазона от 20 до 30 галлонов (EPA 2016b).

Расчет

2,94 метрических тонны CO ₂ эквивалента / короткая тонна отходов, переработанных вместо захоронения × 1 короткая тонна / 2000 фунтов × 111 фунтов отходов / кубический ярд × 1 кубический ярд / 173,57 сухих галлонов × 25 галлонов / мешок для мусора = 2,35 x 10 ^-2 метрическая тонна CO ₂ эквивалента / мешок для мусора, переработанных вместо захоронения

Источники

Выбросы угольных электростанций за один год

В 2018 году в общей сложности использовалось 264 электростанции уголь для выработки не менее 95% электроэнергии (EPA 2020).Эти электростанции выбросили 1 047 138 303,3 метрических тонны CO ₂ в 2018 году.

Выбросы углекислого газа на одну электростанцию были рассчитаны путем деления общих выбросов электростанций, основным источником топлива которых был уголь, на количество электростанций.

Расчет

1 047 138 303,3 метрических тонны CO ₂ × 1/264 электростанции = 3 966 432.97 метрических тонн CO ₂ / электростанция

Источники

EPA (2020). Данные eGRID за 2018 год. Агентство по охране окружающей среды США, Вашингтон, округ Колумбия.

Количество ветряных турбин, работающих в течение года

В 2018 году средняя паспортная мощность ветряных турбин, установленных в США, составила 2,42 МВт (DOE 2019). Средний коэффициент ветроэнергетики в США в 2018 году составил 35 процентов (DOE 2019).

Выработка электроэнергии от средней ветряной турбины была определена путем умножения средней паспортной мощности ветряной турбины в Соединенных Штатах (2.42 МВт) на средний коэффициент ветроэнергетики в США (0,35) и на количество часов в году. Предполагалось, что электроэнергия, произведенная от установленной ветряной турбины, заменит маржинальные источники сетевой электроэнергии.

Годовая предельная норма выбросов ветра в США для преобразования сокращенных киловатт-часов в единицы предотвращенных выбросов углекислого газа составляет 6,48 x 10 ^-4 (EPA 2020).

Выбросы углекислого газа, которых удалось избежать в год на установленную ветряную турбину, были определены путем умножения среднего количества электроэнергии, произведенной на ветряную турбину в год, на годовой национальный предельный уровень выбросов ветра (EPA 2020).

Расчет

2,42 _{МВт Средняя мощность} x 0,35 x 8760 часов в год x 1000 кВтч / МВтч x 6,4818 x 10 ^-4 метрических тонн CO ₂ / кВтч уменьшено = 4807 метрических тонн CO ₂ / год / ветряная турбина установлено

Источники

Количество заряженных смартфонов

По данным Министерства энергетики США, 24 часа энергии, потребляемой обычным аккумулятором смартфона, составляет 14.46 ватт-часов (DOE 2020). Сюда входит количество энергии, необходимое для зарядки полностью разряженного аккумулятора смартфона и поддержания этого полного заряда в течение дня. Среднее время, необходимое для полной зарядки аккумулятора смартфона, составляет 2 часа (Ferreira et al. 2011). Мощность в режиме обслуживания, также известная как мощность, потребляемая, когда телефон полностью заряжен, а зарядное устройство все еще подключено, составляет 0,13 Вт (DOE 2020). Чтобы получить количество энергии, потребляемой для зарядки смартфона, вычтите количество энергии, потребляемой в «режиме обслуживания» (0.13 Вт умножить на 22 часа) от потребляемой за 24 часа энергии (14,46 Вт-часов).

Выбросы углекислого газа на заряженный смартфон были определены путем умножения энергопотребления на заряженный смартфон на средневзвешенную норму выбросов углекислого газа для поставляемой электроэнергии. Средневзвешенный национальный уровень выбросов диоксида углерода для поставленной электроэнергии в 2019 году составил 1562,4 фунта CO ₂ на мегаватт-час, что учитывает потери при передаче и распределении (EPA 2020).

Расчет

[14,46 Втч — (22 часа x 0,13 Вт)] x 1 кВтч / 1000 Втч = 0,012 кВтч / заряженный смартфон

0,012 кВтч / заряд x 1562,4 фунта CO ₂ / МВтч поставленной электроэнергии x 1 МВтч / 1000 кВтч x 1 метрическая тонна / 2204,6 фунта = 8,22 x 10 ^-6 метрическая тонна CO ₂ / смартфон заряжен

Источники

DOE (2020).База данных сертификатов соответствия. Программа стандартов энергоэффективности и возобновляемых источников энергии для приборов и оборудования.
EPA (2029 г.). AVERT, США, средневзвешенный уровень выбросов CO ₂, данные за 2019 год. Агентство по охране окружающей среды США, Вашингтон, округ Колумбия.
Федеральный регистр (2016). Программа энергосбережения: стандарты энергосбережения для зарядных устройств; Заключительное правило, стр. 38 284 (PDF) (71 стр., 0,7 МБ, О PDF).
Феррейра, Д., Дей, А. К., & Костакос, В. (2011). Понимание проблем человека и смартфона: исследование времени автономной работы. Pervasive Computing, стр. 19-33. DOI: 10.1007 / 978-3-642-21726-5_2.

¹ Годовые убытки от передачи и распределения в США в 2019 году были определены как ((Чистая генерация в сеть + Чистый импорт — Общий объем продаж электроэнергии) / Общий объем продаж электроэнергии) (т. Е. (3988 + 48–3762) / 3762 = 7,28% ). Этот процент учитывает все потери при передаче и распределении, которые возникают между чистым производством и продажей электроэнергии.