Тепловая энергия определяется хаотическими колебаниями частиц в веществе. Температура рассматриваемого объекта прямо пропорциональна среднему значению кинетической энергии составляющих его частиц. По современным воззрениям, тепло передается посредством теплопроводности, конвекции, излучения.
В результате теплопроводности энергия быстро движущейся молекулы передается соседней, движущейся медленнее. Хорошей теплопроводностью обладают металлы; плохой – воздух и горные породы. И тем не менее из внутренних частей Земли тепло за счет теплопроводности передается к ее поверхности.
При конвекции тепло переносится в результате циркуляции газов и жидкостей. Именно за счет конвекционного перемещения более легкого теплого воздуха в верхние слои атмосферы возникают различные воздушные потоки, в том числе вызывающие стихийные бедствия, нарушающие
78
безопасность жизнедеятельности (подробнее см. гл. 4). Конвекционный перенос тепла связан и с вулканической деятельностью. Вероятнее всего конвекционные потоки в мантии Земли обусловливают и такое глобальное явление, как движение литосферных плит, т.е. перемещение материков.
Под тепловым излучением понимается распространение тепла от более теплых предметов при помощи электромагнитных волн определенной частоты. Так передается тепло и от Солнца к Земле.
Передача тепла всеми тремя рассмотренными способами на поверхности Земли во многом обеспечивает комфортность и безопасность жизнедеятельности. Рассмотренные процессы постоянно происходили в природе на протяжении всей истории развития жизни и практически не представляли опасности для жизнедеятельности.
Электромагнитная энергия представляет собой энергию волн электромагнитного спектра (рис. 3.4), которые, довольно хорошо проходя космический вакуум, поглощаются материальными объектами. Их основным источником для нашей планеты является Солнце.
Энергию звука можно рассматривать как кинетическую, распространяющуюся за счет последовательной передачи толчка (импульса) от одной молекулы к другой. Именно этой особенностью объясняется невозможность прохождения звуковых волн в вакууме.
Электрическая энергия переносится потоком электронов. Столь привычный нам в обиходе электрический ток почти не имеет аналогов в природе, а
Рис. 3.4. Спектр электромагнитного излучения
79
наиболее распространенным исключением из этого правила можно считать молнии. Есть еще так называемые теллурические токи, которые пронизывают литосферу, гидросферу и атмосферу. Обычно их связывают с магнитным полем Земли. Электроды, опущенные в землю и соединенные с гальванометром, улавливают электрические токи, как правило, не превышающие 10 мА. Но бывают и периоды возмущений, когда показания достигают 2,5 А.
Выделяют три основных причины возникновения теллурических токов: процессы, происходящие на контактах разных по составу горных пород; атмосферное электричество; изменения магнитного поля Земли. Влияние на человека и безопасность его жизнедеятельности теллурических токов пока не изучены.
Гравитационная энергия обусловлена взаимным притяжением всех материальных объектов с силой, прямо пропорциональной произведению их масс и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними. В условиях Земли живое вещество развивается с момента своего появления. Влияние изменения силы притяжения на здоровье людей и их безопасность начали изучать в связи с освоением космоса. Все негативные последствия этого изменения еще не выяснены.
Энергия упругого сжатия – форма потенциальной энергии, которая накапливается в упругом теле при его сжатии под воздействием всестороннего давления. В наибольшей мере человечество столкнулось с этим видом энергии при проходке глубоких шахт, где горные породы часто раскалываются на мельчайшие обломки, происходят чрезвычайно опасные "горные взрывы" из-за расширения, происходящего в результате уничтожения давления на породы. В таких случаях энергия упругого сжатия очень сильно влияет на безопасность жизнедеятельности. В настоящее время в нашей стране при добыче каждого миллиона тонн угля погибает один шахтер. В США с 1900 г. погибло более 100000 шахтеров и около миллиона потеряло трудоспособность (С.Н. Бобырев, А.Ш. Ходжаев, 1997). Значительная часть этих жертв связана с высвобождением энергии упругого сжатия.
80
