太陽能十分________,但又________;太陽能供應(yīng)時間________,分布________、獲取________,太陽射到某地的功率變化________,并且________.太陽能安全________,不會給環(huán)境帶來________,但太陽能的轉(zhuǎn)換效率________.
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科目:初中物理 來源:物理教研室 題型:022
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科目:初中物理 來源:素質(zhì)教育新學(xué)案·物理·九年級·全一冊 題型:064
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雨、雪、垃圾能發(fā)電科學(xué)家們發(fā)現(xiàn),大自然中蘊藏著巨大的能量,可以通過多種手段,從21世紀初期開始,有一定規(guī)模地向雨雪垃圾索電,是完全可以實現(xiàn)的.
利用積雪發(fā)電:大家知道,積雪的溫度是0℃以下,因此雪中蘊藏著巨大的冷能.科學(xué)家提出利用積雪發(fā)電的大膽設(shè)想.它的工作原理是,將蒸發(fā)器放在地面上,將凝縮器放在高山上,再用兩根管子將它們連接在一起,然后抽出管內(nèi)空氣,用地下熱水使低沸點的氟里昂(即現(xiàn)代電冰箱所用的制冷物質(zhì))汽化,并以雪冷卻凝縮器,由于氟里昂的沸點很低,加上管內(nèi)被抽空,所以它就沸騰起來,變成氣體快速向管子的上端跑去,沖擊汽輪機旋轉(zhuǎn),從而帶動發(fā)電機發(fā)電.試驗證明,1 t雪可把2~4 t氟里昂送上蓄液器.可見雪的發(fā)電本領(lǐng)是十分驚人的.
雪的資源極其豐富,地球上34%的國家屬多雪地區(qū).我國東北和新疆北部是全國下雪天數(shù)最多的地區(qū),每年平均在40天以上,積雪日數(shù)在90天以上.積雪發(fā)電的問世,將使茫茫雪原變成人類的又一理想的未來發(fā)電能源.
利用下雨發(fā)電:目前,科學(xué)家們研究雨能的利用已獲得成功,它是利用一種葉片交錯排列,并能自動關(guān)閉的輪子,輪子的葉片可以接受來自任何方向的雨滴,并能自動開關(guān),使輪子一側(cè)受力大,另一側(cè)受力小,從而在雨滴沖擊和慣性的作用下高速旋轉(zhuǎn),驅(qū)動電機發(fā)電.雨能電站可以彌補地面太陽能電站的不足,使人類巧妙而完美地應(yīng)用太陽能、風能、雨能.
我國南方雨能資源豐富,特別是華東、華南、中南和西南各省的雨水充足,一年四季冰雪期很少,雨季的降雨量一般都比較多,陰雨天利用雨能發(fā)電,陽天利用太陽能發(fā)電,這樣無論晴天或陰雨天,人們都可以享受到大自然的恩賜,享受到電能帶來的光和熱.
微生物電池:在探索微生物能源工作中,一些國家正在從事著微生物電池的研究.什么是微生物電池呢?它是一種用微生物的代謝產(chǎn)物,做電極活性物質(zhì),從而獲取電能.從研究的進展看,作為微生物電池的活性物質(zhì),只限于甲酸、氫、氨等.我們用一種叫產(chǎn)氣單抱菌的細菌,處理100摩爾椰子汁,使其生成甲酸,然后把以此做電解液的3個電池串連在一起,生成的電能可使半導(dǎo)體收音機連續(xù)播放50多個小時.當然,這只是試驗,但它表現(xiàn)出的事實是令人神往的.
21世紀是人類飛向宇宙的時代,在宇宙飛船這樣的封閉系統(tǒng)中,排泄物的處理確實是個必須解決的問題.美國宇宙航行局設(shè)計了一種一舉兩得的解決方案:用一種芽孢桿菌處理尿,使尿酸分解而生成尿素,在尿素酶的作用下分解尿素產(chǎn)生氨.氨用做電極活性物質(zhì),在鉑電極上產(chǎn)生電極反應(yīng),組成了邀翔太空的理想微生物電池.在宇航條件下,每人每天如果排出22克尿,就能夠獲得47瓦時的電力.
氫燃料電池,成為微生物能源的又一種電能形式.利用一種產(chǎn)生氫氣能力強的細菌,在容積為10升的發(fā)酵裝置中,每小時所產(chǎn)生的近20升氫氣,足以維持3.1~3.5伏燃料電池的工作.科學(xué)日新月異的21世紀,有機廢水的處理也與微生物電池發(fā)生了密切關(guān)系.在利用微生物處理有機廢水時,在使廢水無害化的同時,可以把微生物的代謝產(chǎn)物做微生物電池的活性物質(zhì),從而獲得電能,從這個角度上,微生物做為同時解決公害和能源問題的一種手段,已引起人們的廣泛注意.盡管微生物電池的研制尚處在萌芽狀態(tài),使用也還只限于一定范圍,但是到21世紀的某一天,微生物電池就能夠帶動著馬達飛轉(zhuǎn),為人類創(chuàng)造更多的物質(zhì)財富.
向污泥要能源:城市下水道污泥中富含有機物質(zhì),其中蘊藏著可觀的能量.不少國家已開始利用厭氧細菌將下水道污泥“消化”,然后收集其中產(chǎn)生的沼氣作為熱源,并將下水道污泥制成固體燃料.
關(guān)于下水道污泥作為固體燃料的開發(fā)與實用化研究方面,歐洲國家居領(lǐng)先地位.日本東京都能源局利用下水道污泥作為燃料發(fā)電的試驗也已獲成功.日本能源科學(xué)家還將下水道污泥利用多級蒸發(fā)法制成固狀物,所得燃料的發(fā)熱量為16 000~18 000 kJ/kg,與煤差不多.
德國的一家化學(xué)公司將工廠下水道排放的廢水(其中含10%的普通生活污水)進行處理,所得活性污泥作為燃料,他們在下水道污水中加入有機凝集劑,再用電力脫水機脫去部分水分,加入一定比例的粉煤,最后利用壓濾機榨干水分,用這種方法制成的燃料發(fā)熱量大約是9 200~1 000 kJ/kg,并且將其干燥、粉碎后并不影響其燃燒性能.
從下水道污泥中挖掘潛在能源,不僅開辟了能源新途徑,還可以根本上解決城市下水道污泥污染問題.對改善城市地下水水質(zhì)有著至關(guān)重要的作用.環(huán)境科學(xué)家有必要重新估計下水道污泥的作用和利用價值,進一步研究下水道污水處理以及下水道水系的設(shè)計.
目前,世界上許多國家正在研究,能否建立一個從污水處理到能源、環(huán)保方面的綜合管理體系,以便一勞永逸地解決下水道污水的去向問題.
摘自《能源趣覽》
閱讀完以上文章后回答:
(1)文中介紹了哪幾種新的能源利用方式?分別是什么?
(2)利用積雪和下雨發(fā)電的工作原理分別是什么?
(3)結(jié)合你在日常生活中對能源的利用,談?wù)勀銓?jié)約能源的看法.
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科目:初中物理 來源: 題型:閱讀理解
人教版第十七章 能源與可持續(xù)發(fā)展 復(fù)習提綱
一、能源家族
(一)、能源:凡是能提供能量的物質(zhì)資源。
(二)、分類:
1、按能源的利用方式分為:
一次能源:(直接從自然界中可以獲取的能源)(化石能源:煤、石油、天然氣;核能;內(nèi)能、太陽能、海洋能、生物質(zhì)能)
二次能源:(無法從自然界直接獲取,必須經(jīng)過一次能源的消耗才能得到)電能
2、按是否可再生分:
不可再生能源(化石能源:煤、石油、天然氣;核能)
可再生能源:內(nèi)能、太陽能、海洋能、生物質(zhì)能
3、按開發(fā)早晚的情況還可分為:常規(guī)能源(煤、石油、天然氣、)和新能源(太陽能、水能、潮汐能、地熱能、核能)。
4、化石能源:煤、石油、天然氣,是千百年前埋在地下的動植物經(jīng)過漫長的地質(zhì)年代形成的。
5、生物質(zhì)能:由生命物質(zhì)提供的能量。
二、核能
1、原子和原子核
(1)原子的組成:質(zhì)子、中子、電子組成,質(zhì)子帶正電荷,電帶負電荷,中子不帶電。
(2)原子核的組成:由質(zhì)子和中子組成。
2、核能:由于原子核的變化而釋放的巨大能量叫核能,也叫原子核。
裂變:用中子轟擊重核時,重核會分裂成大小相差不大的部分,同時釋放核能。 原子彈:不可控核裂變。
聚變:較輕的核在超高溫下結(jié)合成新核的過程同時釋放巨大的能量。 氫彈:不可控核聚變。
(2)核能獲得的途徑:
①原子核的核裂變:核電站。②原子核的核聚變:太陽能(太陽表核聚變面)的利用。
3、核電站
(1)利用核能發(fā)電的電站。已建成的核電站都是利用重原子核裂變釋放的能量發(fā)電。
(2)核電站具有的消耗的燃料少、運輸量小、成本低、功率大的特點,但需防止放射性物質(zhì)泄漏,避免放射性污染,確保安全。
三、太陽能
太陽能的優(yōu)缺點:
來源 | 優(yōu)點 | 缺點 |
輕核聚變的核能以電磁波的形式輻射出去 | 十分巨大;供應(yīng)時間長;分布廣闊;無需開采、運輸安全;無污染。 | 存在分散;太陽能的功率變化大,不穩(wěn)定,給正常連續(xù)使用造成困難;轉(zhuǎn)換效率低;轉(zhuǎn)換系統(tǒng)造價過高。 |
人類利用太陽能的四個渠道:
被直接利用;被海洋、大地吸收;被植物、微生物吸收;使大氣、水升騰循環(huán)。
直接利用太陽能兩種方式:
2、太陽能的轉(zhuǎn)化
使空氣變熱形成風能;直接使大地變熱,使水汽化,太陽能變?yōu)閮?nèi)能;被生物吸收成為生物質(zhì)能等。
四、能源革命 五、能源與可持續(xù)發(fā)展
1、能源革命
人類歷史上,能量轉(zhuǎn)化技術(shù)在不斷進步,這就在能源革命。
A、第一次能源革命:標識:鉆木取火; 主要能源:柴薪; 持續(xù)時間:近一萬年。
B、第二次能源革命:標識:蒸汽機的發(fā)明;主要能源:煤、石油、天然氣;持續(xù)時間:二百多年
C、第三次能源革命:標識:核能的使用 主要能源: 持續(xù)時間:到現(xiàn)在
2、能量轉(zhuǎn)移和能量轉(zhuǎn)化的方向性: 例如:汽車制動時,由于摩擦而使一部分動能變?yōu)榈孛婧涂諝獾膬?nèi)能,這部分內(nèi)能就不能再次開動汽車。
3、節(jié)約能源:由于能量轉(zhuǎn)移和能量轉(zhuǎn)化的方向性,目前作為人類主要能源的化石能源正逐漸被消耗,所以節(jié)約能源,已成為緊迫部問題。
出路:提高能源的利用率,開發(fā)新能源,特別是開發(fā)利用核能和太陽能。
4、能源消耗對環(huán)境的影響
(1)環(huán)境污染:燃料燃燒過程中會產(chǎn)生有害氣體,不完全燃燒還會產(chǎn)生粉塵,污染大氣,危害人體健康,影響動植物正常生長。
(2)環(huán)境影響:水土流失,土地沙漠化。
(3)環(huán)境保護的主要措施:改進燃燒設(shè)備,盡量使燃料充分燃燒;加裝消煙裝置,減少煙塵排放量。普及使用煤氣和天然氣,以代替家用煤爐。集中供熱,以減少煙囪數(shù)目,既提高了燃料的利用率又減少了污染。開發(fā)利用污染小的新能源。
5、未來的理想能源
理想能源滿足的四個條件:
第一,必須足夠豐富,可以保證長期使用;第二,必須足夠便宜,可以保證大多數(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,可以保證不會污染環(huán)境。
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