DOC《能源与可持续发展-知识探讨》

能源与可持续发展-知识探讨 合作与讨论 1.

能量转化和守恒定律指出能量不能被创造或消灭,只能从一种形式转化为另一种形式,或从一个物体转移到另一个物体.那么,能量的转化和转移有方向性吗?人们通过对大量实例的分析发现了其中的规律:机械能可以自发地全部转化为内能,内能却不能自发地全部转化为机械能;

热量能自发地从高温物体传递给低温物体,却不能自发地从低温物体传递给高温物体.你能据此分析下列实例吗? (1)汽车由飞驰到静止,其动能转化为内能散发到周围的空间去,那么散发出去的内能能不能自动地全部聚集起来,使汽车重新开动起来呢? (2)荡来荡去的秋千,再不外加能量,由于空气阻力和摩擦力的作用,其振动幅度会不断减小,最终停止.在这个过程中,秋千的机械能最终转化为内能,那么这些内能能不能自动的回收,使秋千恢复到原来的振幅呢? (3)夏天天气炎热,小朋友们喜欢吃冰激凌降温,连动物园中的北极熊也喜欢吃大冰块降温.由于冰块的温度比小朋友、北极熊的体温低,在吃冰块的时候,自身的热量就会传递给冰块,那么,他们在吃冰块的时候冰块中的热量能不能传递给他们,使他们越来越热呢? (4)在大型的庆典活动中,人们往往会开香槟庆祝,香槟在振荡后会从瓶中喷出,那么喷出的香槟能不能自动地回到瓶中? 2.对能量转化和转移方向性的认识,与人们不断探索提高热机效率的途径和方法密切相关.热机的作用就是将内能转化为机械能.热机的效率又称作能量转化的效率,它指的是转化为有用功的能量和输入能量的比值,即能量转化效率=有用的能量/输入的总能量. (1)如下图为已基本退出历史舞台的蒸汽火车,它的发动机是经过改良的蒸汽机,但是能量转化的效率还是较低的. (2)如下图是先进的内燃机车,它的发动机的能量转化效率比蒸汽机车高得多,速度也快了好多倍. (3)人们在不断地研究、改良热机的能量转化效率,但是,能不能使热机的效率达到100%呢? 3.我国能源现状――能源工作的挑战与机遇 党的十六大提出了到2020年我国经济翻两番、全面实现小康的伟大战略目标,能源作为经济发展列车的巨大动力和人民生活的光明使者,是首先必须充分考虑和万无一失确保的.胡锦涛总书记在2003年3月召开的中央人口资源环境工作座谈会上指出:"切实做好人口资源环境工作,对保持国民经济持续快速健康发展,不断提高经济增长的质量和效益,对不断提高人民群众的生活质量,促进人与自然的和谐,都是有十分重大的意义". 从我国能源的状况、可持续发展的要求和与国际先进水平比较的综合观点看,我国能源工业的特点是:总量丰富、人均贫乏;

分布不均,耗能量大;

污染严重,效率低下;

发展之必须、需量大幅度增加,见表1~5. 我国能源状况(表1) 资源种类 能源数量 世界排序 统计年份 水能资源 理论蕴藏量6.76亿千瓦

1 1980年 可开发的装机容量3.78亿千瓦

1 1980年 煤炭探明可采储量 1661亿吨

3 1991年2002年电力装机容量 3.56亿千瓦

2 2002年 我国能源消费量(表2) 项目 数量 世界排序 统计年份 一次能源消费量 14.8*108 tce

2 2002年 煤炭产量 13.8亿吨

1 2002年 发电量 16542亿千瓦时

2 2002年 原油消费量 2.45亿吨

2 2002年 我国人均能源情况(表3) 项目 人均能源 为世界均值% 统计年份 人均一次能源消费量