人類發(fā)明和制造了各種機(jī)械和機(jī)器,都可以看成是用來(lái)控制能量的轉(zhuǎn)化形式、發(fā)生的地點(diǎn)或時(shí)間的能量轉(zhuǎn)換器,按照這種觀點(diǎn),以火力發(fā)電為例,請(qǐng)?jiān)诜娇蛑刑钊胂鄳?yīng)的能量形式:
火力發(fā)電與核能發(fā)電主要區(qū)別是________.
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科目:初中物理 來(lái)源:設(shè)計(jì)九年級(jí)上物理滬科版 滬科版 題型:048
燈是人類征服黑夜的一大發(fā)明,19世紀(jì)前,人們用油燈、蠟燭等來(lái)照明,這雖已沖破黑夜,但仍未能把人類從黑夜的限制中徹底解放出來(lái).真正發(fā)明電燈使之大放光明的是美國(guó)發(fā)明家愛(ài)迪生.他是鐵路工人的孩子,小學(xué)未讀完就輟學(xué),在火車上賣報(bào)度日.愛(ài)迪生是一個(gè)異常勤奮的人,喜歡做各種實(shí)驗(yàn),制作出許多巧妙的機(jī)械.他對(duì)電器特別感興趣,決心制造電燈,為人類帶來(lái)光明.
愛(ài)迪生在認(rèn)真總結(jié)了前人制造電燈的失敗經(jīng)驗(yàn)后,制定出詳細(xì)的試驗(yàn)計(jì)劃,分別在兩方面進(jìn)行試驗(yàn):一是分類試驗(yàn)1 600多種不同的耐熱材料;二是改進(jìn)抽空設(shè)備,使燈泡有高真空度.他還對(duì)新型發(fā)電機(jī)和電路分析系統(tǒng)等進(jìn)行了研究.
愛(ài)迪生將1 600多種耐熱發(fā)光材料逐一地試驗(yàn)下來(lái),唯獨(dú)鉑絲性能最好,但鉑價(jià)格貴得驚人,必須找到更合適的材料來(lái)代替.1879年,幾經(jīng)試驗(yàn),愛(ài)迪生最后決定用炭絲來(lái)作燈絲,他把一截棉絲撒滿炭粉,彎成馬蹄形,裝到坩堝中加熱,做成燈絲,放到燈泡中,再用抽氣機(jī)抽去燈泡內(nèi)空氣,電燈亮了,竟能連續(xù)使用45個(gè)小時(shí).就這樣,世界上第一批炭絲做的白熾燈問(wèn)世了.1879年除夕,愛(ài)迪生電燈公司所在地洛帕克街燈火通明.
為了研制電燈,愛(ài)迪生在實(shí)驗(yàn)室里常常一天工作十幾個(gè)小時(shí),有時(shí)連續(xù)幾天試驗(yàn),發(fā)明炭絲作燈絲后,他又接連試驗(yàn)了6 000多種植物纖維,最后又選用竹絲,通過(guò)高溫密閉爐燒焦,再加工,得到炭化竹絲,裝到燈泡里,再次提高了燈泡的真空度,電燈竟可連續(xù)點(diǎn)亮1 200個(gè)小時(shí).電燈的發(fā)明,曾使煤氣股票3天內(nèi)猛跌12%.
繼愛(ài)迪生之后,1909年,美國(guó)柯進(jìn)爾奇發(fā)明了用鎢絲代替炭絲,使電燈效率猛增.從此,電燈躍上新臺(tái)階,日光燈、碘鎢燈等形形色色的燈如雨后春筍般登上照明舞臺(tái).
電燈使黑暗化為光明,使大千世界變得更加光彩奪目、絢麗多姿.
[想一想]
你從愛(ài)迪生身上學(xué)到了哪些精神?
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科目:初中物理 來(lái)源:素質(zhì)教育新學(xué)案·物理·九年級(jí)·全一冊(cè) 題型:064
閱讀文章,回答文后的問(wèn)題:
永 動(dòng) 機(jī)人們?cè)陂L(zhǎng)期的生活和生產(chǎn)中認(rèn)識(shí)到,人類的生存和發(fā)展離不開(kāi)能源.人們是多么渴望生產(chǎn)一種不需要耗用任何能量而能永遠(yuǎn)不停工作的機(jī)器--永動(dòng)機(jī).下圖所示的是一個(gè)永動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)方案:輪子中有一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸,輪子邊緣安裝著12個(gè)可活動(dòng)的短桿,每個(gè)短桿的一端裝有一個(gè)鐵球.方案的設(shè)計(jì)者認(rèn)為右邊的球與左邊的球離軸遠(yuǎn)些,因此,右邊的球產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩要比左邊的球產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩大.這樣輪子就會(huì)永無(wú)休止地沿著箭頭所指的方向轉(zhuǎn)動(dòng)下去,并且?guī)?dòng)機(jī)器轉(zhuǎn)動(dòng).但事實(shí)上并未實(shí)現(xiàn)不停息的轉(zhuǎn)動(dòng).仔細(xì)分析一下就會(huì)發(fā)現(xiàn),雖然右邊每個(gè)球產(chǎn)生的力矩大,但是球的個(gè)數(shù)少,左邊每個(gè)球產(chǎn)生的力矩小,但是球的個(gè)數(shù)多.于是,輪子不會(huì)持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)下去而對(duì)外做功,只會(huì)擺動(dòng)幾下,便停在圖中所畫(huà)的位置上.
17~18世紀(jì),永動(dòng)機(jī)最為流行,人們?cè)岢龈鞣N永動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)方案,有采用“螺旋汲水”,有利用輪子的慣性、水的浮力或毛細(xì)作用的,也有利用同性磁極之間排斥作用的.18世紀(jì)末,不少科學(xué)家開(kāi)始懷疑制造永動(dòng)機(jī)的可能性.1775年,法國(guó)科學(xué)院決議不再受理永動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)方案.這些事實(shí),使人們逐步悟出一個(gè)道理:永動(dòng)機(jī)不可能實(shí)現(xiàn)是由于某一普遍定律的限制,而這條定律至今還沒(méi)發(fā)現(xiàn).因此,它啟示人們不再為設(shè)計(jì)永動(dòng)機(jī)而煞費(fèi)苦心,轉(zhuǎn)而致力于這一未發(fā)規(guī)定律的挖掘工作.
17~18世紀(jì),經(jīng)典力學(xué)中已蘊(yùn)涵著機(jī)械能的轉(zhuǎn)化和守恒的初步思想.倫福德等人對(duì)摩擦生熱的研究,否定了熱質(zhì)說(shuō),提示了機(jī)械能與物體內(nèi)能變化的關(guān)系.1800年發(fā)明了電池,不久又發(fā)現(xiàn)了電流的熱效應(yīng)、磁效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)及電磁感應(yīng),科學(xué)家們進(jìn)一步展示出了自然界不同現(xiàn)象的相互聯(lián)系、相互轉(zhuǎn)化的圖景.在其他方面,如生物學(xué)發(fā)現(xiàn)了動(dòng)物的體溫和進(jìn)行機(jī)械活動(dòng)的能量跟它攝取的食物的化學(xué)能有關(guān).這一切,都為能量守恒發(fā)現(xiàn)做了必要的準(zhǔn)備.19世紀(jì)40年代,不同國(guó)家的十幾位科學(xué)家以不同的方式,各自獨(dú)立地提出了能量守恒定律.人們認(rèn)識(shí)到:能量既不會(huì)消滅,也不會(huì)憑空產(chǎn)生,能量有各種不同的形式,可從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式,從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體,在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過(guò)程中能量的總量保持不變.能量守恒定律使永動(dòng)機(jī)幻夢(mèng)被徹底地打破.
在制造上面所說(shuō)的第一類永動(dòng)機(jī)的這一嘗試失敗之后,一些人又夢(mèng)想著制造另一種永動(dòng)機(jī),希望它不違反能量守恒定律,而且既經(jīng)濟(jì)又方便.例如,這種可直接從海洋或大氣中吸取熱量使之轉(zhuǎn)化為機(jī)械功.由于海洋和大氣的能量是取之不盡的,因而這種熱可永不停息地運(yùn)轉(zhuǎn)做功,也是一種永動(dòng)機(jī).然而,在大量實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,英國(guó)物理學(xué)家開(kāi)爾文于1851年提出一條新的普遍原理:物質(zhì)不可能從單一的熱源吸取熱量,使之完全變?yōu)橛杏玫墓Χ划a(chǎn)生其他影響.看來(lái)永動(dòng)機(jī)只是人們的美好愿望,永遠(yuǎn)也不可能實(shí)現(xiàn).
(1)人類夢(mèng)想制造的永動(dòng)機(jī)有哪幾類?為什么都沒(méi)有實(shí)現(xiàn)?
(2)下圖是兩位發(fā)明家自制的永動(dòng)機(jī)模型.你能否和其他同學(xué)討論一下,它們能“永動(dòng)”嗎?
(3)人們?yōu)槭裁礋嶂杂诎l(fā)明與制造永動(dòng)機(jī)?
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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:閱讀理解
閱讀文章并回答文后問(wèn)題。
變廢為寶的生物質(zhì)能
生物質(zhì)是地球上最廣泛存在的物質(zhì),它包括所有動(dòng)物、植物和微生物,以及由這些有
生命物質(zhì)派生、排泄和代謝的許多有機(jī)質(zhì)。各種生物質(zhì)都具有一定的能量。以生物質(zhì)為載
體、由生物質(zhì)產(chǎn)生的能量,便是生物質(zhì)能。
生物質(zhì)能是太陽(yáng)能以化學(xué)能形式貯存在生物中的一種能量形式。它直接或間接來(lái)源于
植物的光合作用。地球上的植物進(jìn)行光合作用所消費(fèi)的能量, 占太陽(yáng)照射到地球總輻射量的0.2%。這個(gè)比例雖不大,但絕對(duì)值很驚人:光合作用消費(fèi)的能量是目前人類能源消費(fèi)總量的40倍?梢(jiàn),生物質(zhì)能是一個(gè)巨大的能源。
人類以柴薪為能源,歷史長(zhǎng)達(dá)百萬(wàn)年。作為可直接利用的燃料,柴薪利用貫穿著整個(gè)人類的文明發(fā)展史。除柴薪的直接燃燒外,生物質(zhì)能的轉(zhuǎn)化利用技術(shù)還有沼氣生產(chǎn)、酒精制取、木制石油、生物質(zhì)能發(fā)電等。
一、生物質(zhì)能的來(lái)源
柴薪 至今仍是許多發(fā)展中國(guó)家的重要能源。但由于柴薪的需求導(dǎo)致林地日減,應(yīng)適當(dāng)規(guī)劃與廣泛植林。
牲畜糞便 牲畜的糞便,經(jīng)干燥可直接燃燒供應(yīng)熱能。若將糞便經(jīng)過(guò)厭氧處理,可產(chǎn)生甲烷和肥料。
制糖作物 制糖作物可直接發(fā)酵,轉(zhuǎn)變?yōu)橐掖肌?/p>
城市垃圾 主要成分包括:紙屑(占40%)、紡織廢料(占20%)和廢棄食物(占20%)等。將城市垃圾直接燃燒可產(chǎn)生熱能,或是經(jīng)過(guò)熱分解處理制成燃料使用。
城市污水 一般城市污水約含有0.02%一0.03%的固體與99%以上的水分,下水道污泥有望成為厭氧消化槽的主要原料。
水生植物 同柴薪一樣,水生植物也可轉(zhuǎn)化成燃料。
二、生物質(zhì)能的轉(zhuǎn)化利用
生物質(zhì)能的開(kāi)發(fā)和利用具有巨大的潛力,主要包括兩方面:一是建立以沼氣為中心的農(nóng)村新能量、物質(zhì)循環(huán)系統(tǒng),使秸稈中的生物能以沼氣的形式緩慢地釋放出來(lái),解決燃料問(wèn)題;二是建立能量農(nóng)場(chǎng)、能量林場(chǎng)及海洋能量農(nóng)場(chǎng)。
沼氣利用技術(shù) 人類發(fā)現(xiàn)、利用沼氣,已有悠久的歷史。1776年,意大利科學(xué)家沃爾塔發(fā)現(xiàn)沼澤地里腐爛的生物質(zhì)發(fā)酵,從水底冒出一連串的氣泡,分析其主要成分為甲烷和二氧化碳等氣體。由于這種氣體產(chǎn)生于沼澤地,故俗稱“沼氣”。1781年,法國(guó)科學(xué)家穆拉發(fā)明人工沼氣發(fā)生器。200多年過(guò)去了,如今全世界約有農(nóng)村家用沼氣池530萬(wàn)個(gè),中國(guó)就占了92%。農(nóng)村沼氣池的主要填料是豬糞、秸稈、污泥和水等。隨著農(nóng)村沼氣使用的日益推廣和大型厭氧工程技術(shù)的進(jìn)步,90年代以來(lái),世界范圍內(nèi)的一些大型沼氣工程有了迅速發(fā)展。
生物質(zhì)汽化將固體生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為氣體燃料,稱為生物質(zhì)汽化。其基本原理是含碳物質(zhì)在不充分氧化(燃燒)的情況下,會(huì)產(chǎn)生出可燃的一氧化碳?xì)怏w,即煤氣。制造煤氣的設(shè)備稱為汽化爐,人們故意不給足氧氣,讓含碳物質(zhì)在沒(méi)有足夠的空氣的情況下燃燒,“燜”出一氧化碳來(lái)。
生物質(zhì)液化 將固體生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為液體燃料,稱為生物質(zhì)液化。它包括間接液化和直接液化兩種。間接液化是指通過(guò)微生物作用或化學(xué)合成方法生成液體燃料,如乙醇(酒精)、甲醇;直接液化則是采用機(jī)械方法,用壓榨或提取等工藝獲得可燃燒的油品,如棉籽油等植物油,經(jīng)提煉成為可替代柴油的燃料。
生物質(zhì)熱分解 這是一項(xiàng)很有潛力的技術(shù),用于制取人造石油。一些生物質(zhì)通過(guò)熱分解,可制取生物油、生物炭和可燃燒氣體,使生物質(zhì)得到充分利用。
能源農(nóng)場(chǎng) 即建立以獲取能源為目的的生物質(zhì)生產(chǎn)基地,以能源農(nóng)場(chǎng)的形式大規(guī)模培育生物質(zhì),并加工成可利用的能源;要對(duì)土地進(jìn)行合理規(guī)劃,盡可能利用山地、非耕荒地和水域,選擇適合當(dāng)?shù)厣L(zhǎng)條件的生物質(zhì)品種進(jìn)行培育、繁殖,以獲得足夠數(shù)量的高產(chǎn)植物。在海洋、水域,要充分利用海藻和水生物提取能源,建立海洋能源農(nóng)場(chǎng)或江河能源農(nóng)場(chǎng)。同時(shí),將基因工程等現(xiàn)代生物技術(shù)廣泛應(yīng)用于能源農(nóng)場(chǎng)中,以提高能源轉(zhuǎn)化率。
專家預(yù)測(cè),到2050年,以生物質(zhì)能為重要組成部分的可再生能源,將以相同或低于礦物燃料的價(jià)格,提供全球3/5的電力和2/5的直接燃料。
摘自《新科技啟蒙》
(1)生物質(zhì)能是屬于一次能源還是二次能源?是屬于可再生能源還是不可再生能源?
(2)生物質(zhì)能在使用時(shí)可以轉(zhuǎn)化為哪些形式的能?請(qǐng)舉例說(shuō)明。
(3)能源危機(jī)是一個(gè)全球性的問(wèn)題,對(duì)于我們個(gè)人,平時(shí)使用過(guò)哪些能源?我們?cè)谑褂脮r(shí)要注意些什么問(wèn)題?談?wù)勀愕目捶ā?/p>
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