常規(guī)能源:煤、石油、天燃?xì)?br/>光熱轉(zhuǎn)換——太陽能熱水器
光電轉(zhuǎn)換——太陽能電池
化學(xué)能→內(nèi)能→機(jī)械能→電能
核能→內(nèi)能→機(jī)械能→電能
能量的傳遞包括轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)換兩種形式。轉(zhuǎn)移是某種形態(tài)的能量從一地轉(zhuǎn)移到另一地,從一物轉(zhuǎn)移到另一物;轉(zhuǎn)換則是能量由一種形態(tài)變?yōu)榱硪恍螒B(tài)。
能量既不能憑空產(chǎn)生,也不能憑空消失,它只能從一種形式,轉(zhuǎn)化為另一種形式或從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體,而能的總量保持不變。
根據(jù)能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律可知,能量在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中,其總量總保持不變。電能可以使電燈發(fā)光,同時(shí)產(chǎn)生內(nèi)能散失在空氣中,但這些內(nèi)能卻無法自動(dòng)轉(zhuǎn)化為電能。該現(xiàn)象說明能量的轉(zhuǎn)化具有_____. 如同把熾熱的鐵放到水中,是水吸收了鐵放出的熱量,一會(huì)兒后鐵的溫度與水的溫度相等,但此時(shí)水的熱能不會(huì)再轉(zhuǎn)化為鐵的熱能,使鐵恢復(fù)原來的溫度。。這就是能量轉(zhuǎn)化具有方向性。
①熱不可能自發(fā)地、不付代價(jià)地從低溫物體傳到高溫物體(不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體,而不引起其他變化,這是按照熱傳導(dǎo)的方向來表述的)。②不可能從單一熱源取熱,把它全部變?yōu)楣Χ划a(chǎn)生其他任何影響(這是從能量消耗的角度說的,它說明第二類永動(dòng)機(jī)是不可能實(shí)現(xiàn)的)。 熱能不能完全轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,只能從高溫物體傳到低溫物體
自然條件下熱量只能從高溫物體向低溫物體轉(zhuǎn)移,而不能由低溫物體自動(dòng)向高溫物體轉(zhuǎn)移,也就是說在自然條件下,這個(gè)轉(zhuǎn)變過程是不可逆的。要使熱傳遞方向倒轉(zhuǎn)過來,只有靠消耗功來實(shí)現(xiàn)。比如空調(diào)制冷
、熱機(jī)能連續(xù)不斷地將熱變?yōu)闄C(jī)械功,一定伴隨有熱量的損失,熱機(jī)的效率不可能達(dá)到100%、能量有耗散,不能將能量的散失全部收集起來重新利用,所以要節(jié)約能源
第二類永動(dòng)機(jī)不可能制成
有人曾計(jì)算過,地球表面有10億立方千米的海水,以海水作單一熱源,若把海水的溫度哪怕只降低O.25度,放出熱量,將能變成一千萬億度的電能足夠全世界使用一千年。但只用海洋做為單一熱源的熱機(jī)是違反上述第二種講法的,因此要想制造出熱效率為百分之百的熱機(jī)是絕對(duì)不可能的。
令人傷心絕望的定律
來自物理學(xué)中一條最基本的定律--熱力學(xué)第二定律。這條科學(xué)史上最令人傷心絕望的定律,冥冥中似乎早已規(guī)定了宇宙的命運(yùn)。簡(jiǎn)而言之,第二定律認(rèn)為熱量從熱的地方流到冷的地方。對(duì)任何物理系統(tǒng),這都是顯而易見的特性,毫無神秘之處:開水變涼,冰淇淋化成糖水。要想把這些過程顛倒過來,就非得額外消耗能量不可。  
就最廣泛的意義而言,第二定律認(rèn)為宇宙的“熵”(無序程度)與日俱增。例如,機(jī)械手表的發(fā)條總是越來越松;你可以把它上緊,但這就需要消耗一點(diǎn)能量;這些能量來自于你吃掉的一塊面包;做面包的麥子在生長(zhǎng)的過程中需要吸收陽光的能量;太陽為了提供這些能量,需要消耗它的氫來進(jìn)行核反應(yīng)??傊钪嬷忻總€(gè)局部的熵減少,都須以其它地方的熵增加為代價(jià)。
在一個(gè)封閉的系統(tǒng)里,熵總是增大的,一直大到不能再大的程度。這時(shí),系統(tǒng)內(nèi)部達(dá)到一種完全均勻的熱動(dòng)平衡的狀態(tài),不會(huì)再發(fā)生任何變化,除非外界對(duì)系統(tǒng)提供新的能量。對(duì)宇宙來說,是不存在“外界”的,因此宇宙一旦到達(dá)熱動(dòng)平衡狀態(tài),就完全死亡,萬劫不復(fù)。這種情景稱為“熱寂”。
能源是發(fā)展社會(huì)生產(chǎn)和提高人民生活 水平的重要物質(zhì)基礎(chǔ),是推動(dòng)國(guó)民經(jīng) 濟(jì)發(fā)展的強(qiáng)大動(dòng)力。
經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的提高都需要能源來支撐,因此,能源消費(fèi)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著密不可分的關(guān)系。從世界能源消費(fèi)的增長(zhǎng)趨勢(shì)看,能源消費(fèi)與世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的趨勢(shì)是一致的。
世界各國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的實(shí)踐證明,在經(jīng)濟(jì)正常發(fā)展的情況下,能源消耗總量和能源消耗增長(zhǎng)速度與國(guó)民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)總值和國(guó)民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)總值增長(zhǎng)率成正比例關(guān)系。
世界經(jīng)濟(jì)和能源發(fā)展的歷史顯示,處于工業(yè)化初期的國(guó)家,經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)主要依靠能源密集型工業(yè)的發(fā)展,能源效率也較低
人們的日常生活處處離不開能源,不僅衣、食、住、行,而且文化娛樂、醫(yī)療衛(wèi)生等都與能源密切相關(guān)。
目前我國(guó)一次能源消費(fèi)量已超過俄羅斯,居世界第二位,但由于人口過多,人均能耗水平仍很低,全面建設(shè)小康社會(huì)仍然是我國(guó)人民面臨的重要任務(wù)。
世界人口急劇增加,能源的消耗持續(xù)增長(zhǎng)
能源消耗對(duì)環(huán)境的影響
空氣污染、固體廢物污染、有害輻射、水土流失和沙漠化
聯(lián)合國(guó)最新公布的研究結(jié)果顯示,在過去30年中,雖然國(guó)際社會(huì)在環(huán)保領(lǐng)域取得了一定成績(jī),但全球整體環(huán)境狀況持續(xù)惡化。國(guó)際社會(huì)普遍認(rèn)為,貧困和過度消費(fèi)導(dǎo)致人類無節(jié)制地開發(fā)和破壞自然資源,這是造成環(huán)境惡化的罪魁禍?zhǔn)住?br/>世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人類賴以生存的環(huán)境是不協(xié)調(diào)的,經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人口增長(zhǎng)給環(huán)境造成了巨大的壓力,對(duì)發(fā)展中國(guó)家這種情況尤為突出。
全球環(huán)境惡化主要表現(xiàn)在大氣和江海污染加劇、大面積土地退化、森林面積急劇減少、淡水資源日益短缺、大氣層臭氧空洞擴(kuò)大、生物多樣性受到威脅等多方面,同時(shí)溫室氣體的過量排放導(dǎo)致全球氣候變暖,使自然災(zāi)害發(fā)生的頻率和強(qiáng)度大幅增加。   
1999年發(fā)現(xiàn)的臭氧空洞是有史以來觀測(cè)到的最大一次,達(dá)到2600萬km2的面積。
海平面上升與陸地淹沒; 氣候帶的移動(dòng); 颶風(fēng)的加劇 ; 植被的遷徙與物種滅絕 ; 洋流的變化與厄爾尼諾現(xiàn)象; 雨型的改變。
地球森林覆蓋量正在減少
20世紀(jì)80年代中期,在南極上空發(fā)現(xiàn)了臭氧空洞,它與地球變暖及所謂的溫室效應(yīng)和酸雨沉降問題構(gòu)成全球性的大氣環(huán)境問題,明顯地危及全人類的生存和繁衍,引起了國(guó)際社會(huì)的高度關(guān)注,使當(dāng)今的世界環(huán)境問題具有明顯的時(shí)代特征。
因二氧化硫排放,每年經(jīng)濟(jì)損失1126億元(世界銀行統(tǒng)計(jì)超過5000億元)
世界性的能源問題主要反映在能源短缺及供需矛盾所造成的能源危機(jī)。世界能源面臨的另一問題是,隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和生活水平的提高,人們對(duì)環(huán)境質(zhì)量的要求也越來越高,相應(yīng)的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)和環(huán)保法規(guī)也越來越嚴(yán)格。
人均能源資源相對(duì)不足,資源質(zhì)量較差,探明程度低; 能源生產(chǎn)消費(fèi)以煤為主; 能源工業(yè)技術(shù)水平低下,勞動(dòng)生產(chǎn)率較低; 能源資源分布不均,交通運(yùn)力不足,制約了能源工業(yè)發(fā)展;
能源供需形勢(shì)依然緊張; 能耗水平高,能源利用率低下;農(nóng)村能源問題日趨突出,影響越來越大;能源環(huán)境問題日趨嚴(yán)重,制約了社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展;
能源開發(fā)逐步西移,開發(fā)難度和費(fèi)用增加; 從能源安全角度考慮,面臨嚴(yán)重挑戰(zhàn); 能源建設(shè)周期長(zhǎng),投資超預(yù)算;能源價(jià)格未能反映其經(jīng)濟(jì)成本和能源資源的稀缺性。
解決我國(guó)能源問題應(yīng)采取的措施
努力改善能源結(jié)構(gòu);提高能源利用率;加速實(shí)施潔凈煤技術(shù);合理利用石油和天然氣;加快電力發(fā)展速度;
積極開發(fā)利用新能源;建立合理的農(nóng)村能源結(jié)構(gòu),扭轉(zhuǎn)農(nóng)村嚴(yán)重缺能局面;改善城市民用能源結(jié)構(gòu),提高居民生活質(zhì)量;重視能源的環(huán)境保護(hù)。
未來的理想能源必須滿足的條件:
第一,必須足夠豐富,可以保證長(zhǎng)期使用;第二,必須足夠便宜,可以保證多數(shù)人用得起;第三,相關(guān)的技術(shù)必須成熟,可以保證大規(guī)模使用;第四,必須足夠安全、清潔,可以保證不會(huì)嚴(yán)重影響環(huán)境。
“地球是宇宙中唯一已知的可以維持生命的星球?!薄叭祟悓で蠼?jīng)濟(jì)發(fā)展及享用自然界豐富的資源,必須符合資源有限的事實(shí)及生態(tài)系統(tǒng)的支持能力,還必須考慮子孫后代的需要。” ——《世界自然資源保護(hù)大綱》

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能量轉(zhuǎn)化的基本規(guī)律

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