Главные проблемы экологии, связанные с использованием тепловых машин

Тепловой двигатель – агрегат, трансформирующий тепловую энергию (преимущественно сжатого газа) в механическую. Тепло в машине образуется вследствие сжигания топлива в цилиндре либо камере внутреннего сгорания. Рассмотрим экологические проблемы использования тепловых двигателей.

Негативное воздействие

Никола Тесла почти век назад говорил, что низкопроизводительные тепловые двигатели внутреннего сгорания пора менять на безвредные. Окружающий мир полон энергии, её можно извлекать буквально из атмосферы. Как видим, экологические проблемы тепловых машин тревожили людей ещё в средине XX века, когда на планете было на порядки меньше транспортных средств. Как современные двигатели влияют на природу и самого человека? 

Исходя из второго закона термодинамики, коэффициент полезного действия тепловых двигателей ниже единицы: 0,5-0,85. Иногда часть образуемого при работе мотора тепла используется для обогрева салона автомобилей, зданий, но в основном выбрасывается в атмосферу.

Тепловые двигатели устанавливаются не только в транспортных средствах, они применяются для генерирования электрической энергии на электростанциях: ГЭС, АЭС, ТЭС.

Кроме бессмысленного сжигания природных ресурсов – нефтепродуктов – с тепловыми двигателями связаны и иные проблемы экологии. Сжигание каменного угля и нефтепродуктов (дизельное топливо, бензин, керосин) сопровождается выбросом в атмосферу множества вредных для живых организмов веществ, их соединений:

• углекислый газ – считается парниковым газом; 


• двуокись углерода;


• сажа;


• углеводороды – образуют токсичные вещества, содержащие кислород;


• оксиды азота – на порядок токсичнее угарного газа;


• водяные пары;


• альдегиды – на них приходится до 5% токсичности выхлопных газов


•  и десятки прочих веществ в малых количествах.

Среди выделяемых вследствие сжигания топлива автомобилей наиболее изучен ароматический углеводород бензпирен – вещество с сильным канцерогенным воздействием на организм человека и животных.

Сжигание серосодержащих бензинов приводит к образованию серной кислоты, выпадающей в виде кислотных дождей, этилированных – соединения бора, хрома свинца. Все эти вещества ослабляют иммунитет, при постоянном вдыхании, например, при образовании висящего несколько дней над городом смога, могут привести к иммунодефициту. Сами выхлопы отрицательно влияют на дыхательную систему: вызывают раздражение, гайморит, бронхит, способствуют развитию рака лёгких, образованию атеросклеротических бляшек, вызывают деменцию.

Усугубляются проблемы экологии, связанные с использованием тепловых машин, на атомных электростанциях – возникает неразрешимая проблема утилизации и хранения отработанного радиоактивного топлива.

Кроме выбросов миллионов тонн отравляющих веществ тепловые двигатели отбирают из атмосферы кислород, нужный им для окисления топлива.

Добыча, переработка нефтепродуктов, производство самих двигателей, их обслуживание и утилизация также связаны с огромными затратами, дополнительным загрязнением и разрушением окружающей среды. Например, для плавки металла нужна электроэнергия, получаемая благодаря использованию тепловых двигателей на электростанциях. Чего только стоят разливы нефти в Мексиканском заливе.