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第二十二章 能源與可持續(xù)發(fā)展
第一節(jié) 能源
1. 生物質(zhì)能:由生命物質(zhì)提供的能量稱為生物質(zhì)能。所有生命物質(zhì)中都含有生物質(zhì)能。
2. 一次能源:可以從自然界直接獲取的能源為一次能源。如風(fēng)能、太陽能、地?zé)崮芎秃四堋?BR> 二次能源:無法從自然界直接獲取,必須通過一次能源的消耗才能得到的能源稱為二次能源。如電能。
3. 不可再生能源:凡是越用越少,不能在短期內(nèi)從自然界得到補(bǔ)充的能源,都屬于不可再生能源。如化石能源、核能。
可再生能源:可以從自然界中源源不斷地得到的能源,屬于可再生能源。如水的動能、風(fēng)能、太陽能、生物質(zhì)能。
4. 按使用開發(fā)的時間長短來分類,能源還可以分成常規(guī)能源和新能源。如化石能源、水能、風(fēng)能等數(shù)常規(guī)能源,核能、太陽能、潮汐能、地?zé)崮軐傩履茉础?BR> 第二節(jié) 核能
1. 核能:原子核在分裂和聚合的過程中,可以釋放出驚人的能量,這就是核能。
2. 核裂變
? 裂變:用中子轟擊比較大的鈾核時,鈾核變成兩個中等大小的原子核,同時釋放出巨大的能量,這個過程就是裂變。
? 鏈?zhǔn)椒磻?yīng):在裂變過程中,會同時產(chǎn)生幾個新的中子,這些中子又會轟擊其他的原子核,這一過程不斷進(jìn)行下去,于是裂變能持續(xù)下去,并釋放更多的核能,這就是鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。 ?
? ? 原子彈爆炸時發(fā)生的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是不加控制的。
3. 核聚變
? 聚變:如果將質(zhì)量很小的原子核,如氘核和氚核,在超高溫度下結(jié)合成新的原子核,會釋放出更大的能能, 這就是聚變。聚變又稱熱核反應(yīng)。 ?
? 核聚變釋放的能量更多,目前人類還無法控制核聚變。
第三節(jié) 太陽能
在太陽的內(nèi)部,氫原子核在超高溫度條件下發(fā)生聚變,釋放出巨大的核能。 大部分太陽能以熱和光的形式向四周輻射除去。
我們今天使用的煤、石油、天然氣等化石燃料,實(shí)際上是來自上億年前地球所接收的太陽能。
太陽能的利用:
① 利用集熱器加熱物質(zhì)(太陽能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能);
② 用太陽能電池把太陽能轉(zhuǎn)化為電能(太陽能轉(zhuǎn)化為電能)。
5. 目前利用太陽能方面存在的困難:
① 分散,不便于集中使用;② 功率變化較大,不穩(wěn)定;③ 利用時轉(zhuǎn)換效率太低。
第四節(jié) 能源與可持續(xù)發(fā)展
1. 人類歷史上不斷進(jìn)行著能量轉(zhuǎn)化技術(shù)的進(jìn)步,就是所謂的能源革命。
2. 能源革命的軌跡:利用天然能源(太陽能、風(fēng)能、水能)→鉆木取火→蒸汽機(jī)的發(fā)明→利用電能→利用核能等新能源。
3. 能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移具有方向性。
1. 21世紀(jì)的能源趨勢:由于世界人口的急劇增加和經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,能源的消耗量持續(xù)增長,特別是近40年以來,能耗增長速度明顯加快,而目前人類的主要能源仍是化石能源。
2. 能源消耗對環(huán)境的影響:人類在能源革命的進(jìn)程中給自己帶來了便利,也給自己帶來了麻煩,主要表現(xiàn)為大量燃燒化石能源,使得空氣污染和“溫室效應(yīng)”加劇;一些欠發(fā)達(dá)國家過分依靠柴薪能源,加劇了水土流失和土地沙漠化。
3. 未來的理想能源必須滿足以下四個條件:
① 必須足夠豐富;
② 必須足夠便宜,多數(shù)人用得起;
③ 相關(guān)技術(shù)必須成熟;
④必須足夠安全,不會嚴(yán)重影響環(huán)境。
4. 解決能源緊張的途徑:由于人類的生存和發(fā)展使得能源的消耗量持續(xù)增長,因此人類必須不斷地開發(fā)和利用新能源,同時增強(qiáng)節(jié)能意識,不斷提高能源的利用率,這是目前解決能源緊張的重要途徑。
5. 我們對待化石能源的態(tài)度:減少使用。
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