⑴ 誰知道潮汐發電站的電能轉化率為多少
水覆蓋了地球表面70%的面積,作為一種未來的能源,它蘊藏著巨大的潛力。我們為什麼不從水的流動中開發更多的能量呢?
這就是美國波士頓的東北大學機械工程學教授亞歷山大·戈爾洛夫的目標。他正努力推廣一種能利用水的流動和漲落所帶來的能量的發明。如果他那個表面上看上去很簡單的樣品---一個桶形的、36×40英寸的渦輪機----能成功地把海洋、河流和港灣的巨大能量轉化成電能,那它就能迅速改變水力發電的面貌。樂觀的戈爾洛夫說,這樣也就可能解決世界的能源問題。
今天,非礦物燃料發電佔全世界發電量的7%,其中水力發電又佔了這7%中的很大一部分。雖然水電是一種清潔而永無止境的能源,但它的成本往往很高。現在主要的水力發電形式需要建造龐大而造價很高的大壩,而這就要遷徙居民,淹沒大量的土地,並使需要在通暢的河道中產卵的魚類歸於滅絕。
阻礙水力發電進一步推廣的原因是缺乏一種高效、廉價、環保的設施來把水中蘊藏的能量轉化成電能---更不用說用於火力發電的煤和石油的價格很低,很有競爭力。但現在能源危機使燃料價格飛漲,加利福尼亞州各地輪流停電,這也許足以激起美國人對可再生能源的興趣。當然,戈爾洛夫也希望激起對他的渦輪機的興趣。
戈爾洛夫的螺旋形渦輪機是以所謂的達里厄渦輪機----30年代用在風車上的一種渦輪機----為藍圖製成的。試驗證明這種達里厄渦輪機並不實用。原先的模型那筆直的葉片非常有效但不穩定,常常因劇烈的顫動而斷裂。然而,當戈爾洛夫把它放到流水中進行試驗時,他發現雖然仍存在著顫動問題,但它比其他任何一種渦輪機都好。
在實驗室試驗後,他發現把渦輪機的葉片製成螺旋形,就像DNA分子那樣的形狀就能解決這個問題。在流水中,戈爾洛夫的渦輪機能把水中35%的動能轉化成電能,而筆直葉片的達里厄渦輪機的轉化率是23%,普通渦輪機的轉化率是20%。
⑵ 誰能幫我解釋核能發電和潮汐發電
一.概述
自從1896年法國物理學家貝可勒爾發現鈾的天然放射性以來,由於近百年來世界各國科學家的辛勤探索,人類不但對物質的微觀結構有了更深刻的了解,而且還開發出了威力無比的核能。與此同時與核能相關的核技術,如加速器技術、同位素制備技術、核輻射探測技術、核成像技術、輻射防護技術及應用核技術等也得到迅猛發展。近百年來在這個領域已有40多位科學家獲得了世界科學技術成就的最高獎賞——諾貝爾物理學獎或化學獎,這是其他任何學科領域都從未有過的。
第二次世界大戰末期,美國使用綽號叫「小男孩」和「胖子」的兩顆原子彈在日本廣島和長崎造成了人間災難。從此人們一聽到「原子彈」三個字就不寒而粟,甚至「原子能」或「核能」也被曲解為核武器的代名詞。直至今天還有不少人對核電站害怕得很,以為核電站出事故時也會像原子彈一樣爆炸,公眾對核能和核技術充滿恐懼感和神秘感。
然而核能的發現和應用也與古代「火葯」的發明和應用一樣,它既能用來作為殺人武器,又能移山填海,造福人類。事實上,第二次世界大戰結束後,熱愛和平的各國科學家就在和平利用核能力上面進行了卓有成效的工作。原子彈爆炸9年後,世界上第一座核電站在前蘇聯建成發電,它標志著人類大規模利用核能時代的開始。然而,直到今天,核能的利用仍然在兩個領域中同時展開和同時發展。一方面在建設更多的不同堆型的核電站——輕水堆電站、重水堆電站、快堆電站,另一方面又在製造大規模的殺傷核武器——原子彈、氫彈、中子彈;一方面在建造核動力破冰船,另一方面又在建造核動力航空母艦和核潛艇。以致直至今天人類仍處在核威脅和核恐怖之中。為此熱愛和平的人們一直在呼籲禁止核武器,直至徹底銷毀全部核武器。
在進入21世紀,和平和發展已成為世界主流,人們既期望核能作為最具潛力的新能源在解決人類面臨的能源危機中能發揮主力軍的作用;又希望核武器永遠在地球上消失,讓人類賴以生存的地球成為美麗的樂園。
二.原子與原子核
人類對客觀世界的認識是逐步深化的。從宏觀上講,宇宙浩瀚無窮;從微觀上講,又存在一個肉眼看不見的,難以捉摸的無限渺小的世界。
兩千多年前人們就提出:世畀是由什麼構成的?鑒於當時的科學技術水平,人們只能靠猜測和臆想來解釋豐富多採的自然現象。時至今日,對這個問題人們可以毫不猶豫地回答:宇宙間浩瀚的萬物都是由元素構成的。
構成元素的最小單位是原於。原子非常小,其直徑大約只有l*lO-8cm。1911年盧瑟福通過用α粒子轟擊金屬薄片的散射實驗證實這么小的原子也是有核的。原子核更小,約為10-13cm,只佔原子大小的十萬分之一。原於核帶正電,它周圍是數目不等的帶負電的電子。原子核又是由質子和中子兩種粒子組成,質子帶正電,中子不帶電。質子所帶正電荷的大小和電子所帶負電荷的大小正好相等,因此整個原子是中性的。現代科學家測出質子的質量為1.007277原子質量單位,中子的質量為1.008665原子質量單位,而電子質量僅為0.0005486原子質量單位,可見原子的質量主要集中在核上。質子所帶正電荷的電量為1.602192*lO-19C。
如果原子核是由Z個質子和N個中子組成,則Z就是該原子核所屬元素的原子序數。Z+N=A,A就是原子的質量數。因此如果知道某元素的原子序數和質量數就可以知道原於核里的質子和中子數。通常用如下符號表示元素的核狀態:
質子數相同的原子具有相似的化學性質,處在元素周期表的同一位置,但它們的中子數可能不同;我們就把質子數相同而中子數不同的元素稱之為同位素。例如氫原子核只有一個質子,沒有中子( ),而它的同位素氘則有一個質子和一個中子( ),氚有兩個中子和一個質子( )。同位素在化學性質方面雖然相似,但其他性質就相差甚遠。如氫和氘都是穩定的同位素,而氚卻帶放射性。
1896年法國科學家貝可勒爾發現鈾元素能自動地放射出一種穿透力很強的射線,它能透過黑紙使底片感光,這就是所謂放射現象。隨後1900年居里夫婦在研究鐳射線時發現,鐳射線通過磁場後被分為兩束。1906年盧瑟福在重復居里夫婦的實驗時採用更高強度的磁場,結果鐳射線被分成了三束(見圖4-1)。後來科學家就把這三束射線分別稱之為α射線、β射線和γ射線。其中α射線是由帶正電的高速度的氦原子核組成;α射線是由速度很大的電子組成;而γ射線則是一種波長極短,不帶電荷的穿透力極強的射線。
現在科學家們已經知道,每一種元素的同位素在受到中子轟擊後,多半都會變成一種特定的放射性元素,都會放出。、α β γ射線,這些射線都具有一定的穿透力。因此人們可以在一種元素的原子核上人為地添加中子或質子,使他們變成別的原子。這樣的原子常常是有放射性的,通常就稱之為放射性同位素。通過加速器或核反應可以獲得大量的放射性同位素。
放射性同位素的原子核是不穩定的,它能自發地放射出α、β、γ射線而轉為另一種元素或轉變到另一種狀態,這一過程稱之為衰變。衰變是放射性原子核的基本特徵。但放射性同位素的每個核的衰變並不是同時發生的,而是有先有後。為了描述衰變過程的快慢,科學家定義放射性元素的原子核數因衰變而減少到原有原子核數一半時所需的時間為半衰期。因此衰變越快的元素,半衰期越短。半衰期是放射性同位素的一個特定常數,它基本上不隨外界條件的變動和元素所處狀態的改變而改變。
三.核能的來源
人類生活中利用的大多是化學能。化石燃料燃燒時燃料中的碳原子和空氣中的氧原子結合,同時放出一定的能量。這種原子結合和分離使得電子的位置和運動發生變化,從而釋放出的能量稱之為化學能。顯然它與原子核無關。
如果設法使原子核結合或分離是否也能釋放出能量呢?近百年來科學家持之以恆的努力給予的答案是肯定的。這種由於原子核變化而釋放出的能量,早先通俗地稱為原子能。因為所謂原子能實際上是由於原子核發生變化而引起的,因此應該確切地稱之為原子核能。經過科學家們多年的宣傳,現在廣大公眾已了解原子能實際上是「核」的功勞,於是現在簡潔的稱呼「核能」取代了「原子能」;「核彈」、「核武器」取代了「原子彈」和「原子武器」。
「核能」來源於將核子(質子和中子)保持在原子核中的一種非常強的作用力——核力。試想,原於核中所有的質子都是帶正電的,當它們擁擠在一個直徑只有10-13cm的極小空間內時其排斥力該有多麼大!然而質子不僅沒有飛散,相反地還和不帶電的中子緊密地結合在一起。這說明在核子之間還存在一種比電磁力要強得多的吸引力,這種力科學家就稱之為「核力」。核力和人們熟知的電磁力以及萬有引力完全不同,它是一種非常強大的短程作用力。當核子間的相對距離小於原子核的半徑時,核力顯得非常強大;但隨著核子間距離的增加,核力迅速減小,一旦超出原於核半徑,核力很快下降為零。而萬有引力和電磁力都是長程力,它們的強度雖會隨著距離的增加而減小,但卻不會為零。
科學家在研究原於核結合時發現,原子核結合前後核子質量相差甚遠。例如氦核是由4個核子(2個質子和2個中子)組成,對氦核的質量測量時發現,其質量為4.002663原子質量單位:而若將4個核子的質量相加則應為4.032980原子質量單位。
這說明氦核結合後的質量發生了「虧損」,即單個核的質量要比結合成核的核子質量數大。這種「質量虧損現象」正是緣於核子間存在的強大核力。核力迫使核子間排列得更緊密,從而引發質量減少的「怪」現象。
根據愛因斯坦的質能關系,任何物質的質量m和能量E之間有如下關系: E=mc2
式中:C為真空中的光速。根據上式,氮核的質量虧損所形成的能量為E=28.30MeV。當然就單個氦核而言,質量虧損所形成的能量很小,但對1g氦而言,它釋放的能量就大得驚人,達6.78×1011J,即相當於19萬kW·h的電能。由於核力比原子核與外圍電子之間的相互作用力大得多,因此核反應中釋放的能量就要比化學能大幾百萬倍。科學家將這種由核子結合成原子核時所放出的能量稱之為原子核的總結合能。由於各種原子核結合的緊密程度不同,原子核中核子數不同,因此總結合能也會隨之變化。由於結合能上的差異,於是產生了兩種利用核能的不同途徑:核裂變和核聚變。
核裂變又稱核分裂,它是將平均結合能比較小的重核設法分裂成兩個或多個平均結合能大的中等質量的原子核,同時釋放出核能。重核裂變 般有自發裂變和感生裂變兩種方式。自發裂變是重核本身不穩定造成的,因此其半衰期都很長。如純鈾自發裂變的半衰期約為45億年,因此要利用自發裂變釋放出的能量是不現實的。例如100萬kg的鈾自發裂變發出的能量一天還不到lkW·h電能。感生裂變是重核受到其他粒子(主要是中子)轟擊時裂變成兩塊質量略有不同的較輕的核,同時釋放出能量和中子。一個鈾核受中子轟擊時發生感生裂變時所釋放的能量如表4-1所示。核感生裂變釋放出的能量才是人們可以加以利用的核能。
核聚變又稱熱核反應,它是將平均結合能較小的輕核,例如 氘和氚在一定條件下將它們聚合成一個較重的平均結合能較大的原子核.同時釋放出巨大的能量。由於原子核間有很強的靜電排斥力,因此一般條件下發生核裂變的幾率很小,只有在幾千萬度的超高溫下,輕核才有足夠的動能去克服靜電斥力而發生持續的核聚變。由於超高溫是核聚變發生必須的外部條件,所以又稱核聚變為熱核反應。
由於原子核的靜電斥力同其所帶電荷的乘積成正比,所以原子序數越小,質子數越少,聚合所需的動能(即溫度)就越低。因此只有一些較輕的原子核,如氫、氘、氚、氦、鋰等才容易釋放出聚變能。最有希望的聚合反應是氘和氚的反應,它釋放的能量是鈾裂變反應的5倍。
利用氦(2He4)、鋰(3Li6)和氫的同位素氘及氚產生的幾種不同的聚變反應,其中以氘-氚反應和氘-氘反應較為理想。氘-氚反應可以在較低的溫度下進行:
1D2+1T3 → 2He4+n+17.6MeV
但氚只能由人工製造,如用中子轟擊鋰-6獲得:
3Li6+n → 2He4+1T3+4.8MeV
而鋰資源有限,只能供應數百年,因此氘-氚反應不能從根本上解決能源問題。利用豐富的氘同位素作原料,使其聚合發生下列反應:
1D2 +1D2 → 2He3+n+3.2MeV
1D2+1D2 → 1T3+P+4.0MeV
1D2+2He3 → 2He4+P+18.3MeV
在不使用鋰-6的情況下,總反應為:
61D2 → 2 2He4+2P+2n+43.1MeV
氘在海水中含量非常豐富,而且提取也經濟。海水中的重水是提取氘的重要原料。如每一立方米海水中的氘具有的潛能相當於大約270噸煤或1360桶石油的燃燒能量,而全球海洋中的氘的總能量供應相當於全世界原始化石燃料總能量供應的5000萬倍。若氘-氘反應能夠實現,海洋將成為人類用之不竭的能源。另一方面由於聚變反應不產生裂變碎片,所以更為安全,因此核聚變是理想的能源。
在氫彈爆炸中發生的是不可控的核聚變反應,而可控的核聚變反應至今仍處在研究階段。核聚變反應的主要困難是如何獲得熱核反應所需的1億攝氏度的高溫及如何約束高溫下的熱核材料。雖然目前世界上已建成了很多對高溫等離子體實行磁約束的實驗裝置,但至今未獲得突破性的進展。
由於核聚變要求很高的溫度,目前只有在氫彈爆炸和由加速器產生的高能粒子的碰撞中才能實現。因此使聚變能能夠持續地釋放,讓其成為人類可控制的能源,即實現可控熱核反應仍是21世紀科學家奮斗的目標。
四.反應堆
1.鏈式反應
20世紀最激動人心的科學成果之一就是核裂變的利用。鏈式反應是實現大規模可控核裂變的關健。圖4-2是核裂變鏈式反應的示意圖。從圖上可以看出;每個鈾核裂變時會產生2-3個中子,這些中子又會轟擊其他鈾核,使其裂變並產生更多的中子,這樣一代一代發展下去就會形成一連串的裂變反應。這種連續不斷的核裂變過程就稱之為鏈式反應。雖然控制中子數的多寡就能控制鏈式反應的強弱。最常用的控制中子數的方法就是用善於吸收中子的材料製成控制棒,並通過控制棒位置的移動來控制維持鏈式反應的中子數目,從而實現可控核裂變。鎘、硼、鉿等材料吸收中子能力強,常用來製作控制棒。
2.反應堆的分類
實現大規模可控核裂變鏈式反應的裝置稱為核反應堆,簡稱為反應堆.它是向人類提供核能的關鍵設備。根據反應堆的用途所採用的燃料、冷卻劑與慢化劑的類型以及中於子能量的大小,反應堆有許多分類的方法。
(1)按反應堆的用途分類
1) 生產堆。這種堆專門用來生產易裂變或易聚變物質,其主要目的是生產核武器的裝料懷和氚。
2)動力堆。這種堆主要用作發電和艦船的動力。
3)試驗堆。這種堆主要用於試驗研究,它既可進行核物理、輻射化學、生物、醫學等方面的基礎研究,也可用於反應堆材料,釋熱元件、結構材料以及堆本身的靜、動態特性的應用研究。
4)供熱堆。這種堆主要用作大型供熱站的熱源。
(2)按反應堆採用的冷卻劑分類
1)水冷堆。它採用水作為反應堆的冷卻劑。
2)氣冷堆。它採用氦氣作為反應堆的冷卻劑。
3)有機介質堆。它採用有機介質作反應堆的冷卻劑。
4)液態金屬冷卻堆。它採用液態金屬鈉作反應堆的冷卻劑。
(3)按反應堆採用的核燃料分類
1)天然鈾堆。以天然鈾作核燃料。
2)濃縮鈾堆。以濃縮鈾作核燃料。
3)釷堆。以釷作核燃料。
(4)按反應堆採用的慢化劑分類
1)石墨堆。以石墨作慢化劑。
2)輕水堆。以普通水作慢化劑。
3)重水堆。以重水作慢化劑。
(5)按核燃料的分布分類
1)均勻堆。核燃料均勻分布。
2)非均勻堆。核燃料以燃料元件的形式不均勻分布。
(6)按中子的能量分類
1)熱中子堆。堆內核裂變由熱中子引起。
2)快中子堆。堆內核裂變由快中子引起。
3.動力堆
在核能的利用中動力堆最為重要。動力堆主要有輕水堆,重水堆、氣冷堆和快中子增殖堆。
(1)輕水堆
輕水堆是動力堆中最主要的堆型。在全世界的核電站中輕水堆約佔85.9%。普通水(輕水)在反應堆中既作冷卻劑又作慢化劑。輕水堆又有兩種堆型:沸水堆和壓水堆。前者的最大特點是作為冷卻劑的水會在堆中沸騰面產生蒸汽,故叫沸水堆。後者反應堆中的壓力較高,冷卻劑水的出口溫度低於相應壓力下的飽和溫度,不會沸騰,因此這種堆又叫壓水堆。壓水堆是核電站應用最多的堆型,在核電站的各類堆型中約佔61.3%。
(2)重水堆
重水堆以重水作為冷卻劑和慢化劑。由於重水對中子的慢化性能好,吸收中子的幾率小,因此重水堆可以採用天然鈾作燃料。這對天然鈾資源豐富,又缺乏濃縮鈾能力的國家是一種非常有吸引力的堆型。在核電站中重水堆約佔4.5%。
(3)氣冷堆
氣冷堆是以氣體作冷卻劑,石墨作慢化劑。氣冷堆經歷了三代。第一代氣冷堆是以天然鈾作燃料,石墨作慢化劑.二氧化碳作冷卻劑。這種堆最初是為生產核武器裝料,後來才發展為產和發電兩用。這種堆型早巳停建。第二代稱之為改進型氣冷堆,它是採用低濃縮鈾作燃料,慢化劑仍為石墨,冷卻劑亦為二氧化碳,但冷卻劑的出口溫度已由第一代的400度提高到600℃。第三代為高溫氣冷堆。與苗兩代的區別是採用高濃縮鈾作燃料,並用氦作為冷卻劑。由於氦冷卻效果好,燃料為彌散型無包殼,堆芯石墨又能承受高溫,所以堆芯氣體出口溫度可高達800℃,故稱之為高溫氣冷堆。核電站的各種堆型中氣冷堆約佔2%—3%,除發電外高溫氣冷堆的高溫氦氣還可直接用於需要高溫的場合,如煉鋼、煤的氣化和化工過程等。
(4)快中子增殖堆
前述的幾種堆型中核燃料的裂變主要是依靠能量比較小的熱中子,都是所謂熱中子堆。在這些堆中為了慢化中子,堆內必須裝有大量的慢化劑。快中子反應堆不用慢化劑,裂變主要依靠能量較大的快中子。如果快中子堆中採用239Pu(鈈)作燃料,則消耗一個239Pu核所產生的平均中子數達2.6個,除維持鏈式反應用去一個中子外,因為不存在慢化劑的吸收,故還可能有一個以上的中子用於再生材料的轉換。例如可以把堆內天然鈾中的238U轉換成239Pu,其結果是新生成的239Pu核與消耗的239Pu核之比(所謂增殖比)可達1.2左右,從而實現了裂變燃料的增殖。所以這種堆也稱為快中子增殖堆。它所能利用的鈾資源中的潛在能量要比熱中子堆大幾十倍。這正是快堆突出的優點。
由於快堆堆芯中沒有慢化劑,故堆芯結構緊湊、體積小,功率密度比一般輕水堆高4-8倍。由於快堆體積小,功率密度大,故傳熱問題顯得特別突出。通常為強化傳熱都採用液態金屬鈉作為冷卻劑。快中子堆雖然前途廣闊,但核術難度非常大,目前在核電站的各種堆型中僅佔0.7%。
潮汐能發電
潮汐能的主要利用方式是潮汐發電。利用潮汐發電必須具備兩個物理條件:首先潮汐的幅度必須大,至少要有幾米;第二海岸地形必須能儲蓄大量海水,並可進行土建工程。潮汐發電的工作原理與一般水力發電的原理是相近的,即在河口或海灣築一條大壩,以形成天然水庫,水輪發電機組就裝在攔海大壩里。潮汐電站可以是單 水庫或雙水庫。從圖1可以看出單水庫潮汐電站只築一道堤壩和一個水庫。老的單水庫潮汐電站是漲潮時使海水進人水庫,落潮時利用水庫與海面的潮差推動水輪發電機組。它不能連續發電,因此又稱為單水庫單程式潮汐電站。新的單水庫潮汐電站利用水庫的特殊設計和水閘的作用既可漲潮時發電,又可在落潮時運行,只是在水庫內外水位相同的平潮時才不能發電。這種電站稱之為單水庫雙程式潮汐電站,它大大提高了潮汐能的利用率。
因此為了使潮汐電站能夠全日連續發電就必須採用雙水庫的潮汐電站。圖2是雙水庫潮汐電站的示意圖。這種電站建有兩個相鄰的水庫,水輪發電機組放在兩個水庫之間的隔壩內。一個水庫只在漲潮時進水(高水位庫),一個水庫(低水位庫)只在落潮時泄水;兩個水庫之間始終保持有水位差,因此可以全日發電。 由於海水潮汐的水位差遠低於一般水電站的水位差,所以潮汐電站應採用低水頭、大流量的水輪發電機組。目前全貫流式水 輪發電機組由於其外形小、重量輕、管道短、效率高已為各潮汐電站廣泛採用。
據估計到2O00年全世界潮汐發電站的年發電量可達到3X1010~6X1010kw·h。潮汐電站除了發電外還有著廣闊的綜合利用前景,其中最大的效益是圍海造田、增加土地,此外還可進行海產養殖及發展旅遊。正由於以上原因潮汐發電已倍受世界各國重視。
⑶ 為什麼潮汐能可以阻礙地球的轉動
因為地球上的潮汐主要是由月亮引起的,其次就是太陽。潮汐只是海水表面的變化,同海底幾乎不發生摩擦,但在靠近大陸邊緣的淺海區,潮汐卻可以同淺海海底發生劇烈的摩擦,由此產生一定的摩擦力,這能夠阻止地球的自轉,久而久之就會使地球的自轉速度變慢。
潮汐是因地而異的,不同的地區常有不同的潮汐系統,它們都是從深海潮波獲取能量,但具有各自獨特的特徵。盡管潮汐很復雜,但對任何地方的潮汐都可以進行准確預報。海洋潮汐從地球的旋轉中獲得能量,並在吸收能量過程中使地球旋轉減慢。但是這種地球旋轉的減慢在人的一生中是幾乎覺察不出來的,而且也並不會由於潮汐能的開發利用而加快。這種能量通過淺海區和海岸區的磨擦,以1.7TW的速率消散。只有出現大潮,能量集中時,並且在地理條件適於建造潮汐電站的地方,從潮汐中提取能量才有可能。雖然這樣的場所並不是到處都有,但世界各國已選定了相當數量的適宜開發潮汐能的站址。據最新的估算,有開發潛力的潮汐能量每年約200TW·h。
⑷ 有關科技的比較簡單的問題20道題急!!!
1、根據空氣密度與高度的關系把大氣分為幾層?(C) A.3 B.4 C.5 D.6 2、1831年,誰發現了電磁感應原理,奠定了發電機的理論基礎?(A) A.法拉第 B.愛迪生 C.維.西門子 3、天然水體最大的污染源是什麼? (B) A工業污水 農田污水 B工業污水 生活污水 C生活污水 農田污水 D酸雨 生活污水 4、清潔能源包括 等。 (B) A.太陽能 核能水能 風能 B.太陽能 水能 風能 潮夕能 C.核能 水能 風能 潮汐能 D.太陽能 熱能水能 風能 水能 5、人類最先發現的抗生素是:(A) A、青黴素B、紅黴素C、土黴素D、鏈黴素 6、下列不屬於世界四大科學難題的是: A.人體基因結構 B.宇宙中的黑暗物質 C.受控核聚變 D.納米技術 (D) 7、電話是人類社會生活中不可缺少的通訊工具。電話的發明者是:(B) A、愛迪生B、貝爾C、富蘭克林D、亞歷山大〃貝恩 8、什麼是「DTS」?。 (B) A.數字技術系統 B.數字家庭影院系統 C.管理信息系統 D.數字教育系統 9、第27屆聯合國大會決定把每年的6月5日定為 __。(A) A.世界環境日 B.地球日 C.節水日 D.愛鳥日 10、計算機網路最突出的優點是:(A) A.共享資源 B.精度高 C.運算速度快 D.內存容量大 11、電子計算機技術在半個世紀中雖有很大進步,但至今其運行仍遵循著一位科學家提出的基本原理。他就是:(D) A.牛頓 B.愛因斯坦 C.愛迪生 D.馮〃諾依曼 12、在計算機內部,一切信息的存取、處理和傳送的形式是:(C) A. ASCII碼 B. BCD碼 C. 二進制 D. 十六進制 13、一個完整的計算機系統應該包括:(D) A.計算機及其外部設備 B.主機、鍵盤、顯示器 C.系統軟體與應用軟體 D.硬體系統與軟體系統 14、下列存儲設備中,斷電後其中信息會丟失的是: (B) A.ROM B.RAM C.硬碟 D.軟盤 15、計算機能直接識別的語言是 :(C) A.匯編 B.自然 C.機器 D.高級 16、計算機的軟體系統包括:(D) A.程序和數據 B.系統軟體與應用軟體 C.操作系統與語言處理程序 D.程序、數據與文檔 17、世界上第一台電子數字計算機是哪一年研製成功的?(C) A、1952年 B、1947年 C、1946年 2 18、一個完整的計算機系統應該包括: (D) A.計算機及其外部設備 B.主機、鍵盤、顯示器 C.系統軟體與應用軟體 D.硬體系統與軟體系統 19、下列設備中,屬於輸入設備的是:(A) A.滑鼠 B.顯示器 C.列印機 D.繪圖儀 20、計算機能直接識別的語言是 語言:(C) A.匯編 B.自然 C.機器 D.高級
⑸ 隨著技術的發展什麼出現了這是人類發展的偉大的工作之一
1876年貝爾發明了電話,這是人類歷史上最偉大的發明之一.隨著科學技術的不斷發展,電磁波和網際網路(互聯網)
相繼出現,在全球范圍內使信息得到高速共享.
真空中的光速為定值,不變數
任何電磁波都一樣,在真空中都是c、 所以是一樣的
化學能是由於化學反應,物質的熱能、電能、風能
變化而產生的能量;而核能則是由核反應,物質的化學鍵
原子結構變化而產生的能量.
一次:12468
二次:357
⑹ 潮汐能不能被充分開發利用的原因是什沒
目前,只有潮汐能發電技術比較成熟,其他形式海洋能的應用大都還停留在探索階段.
2.1 潮汐能
潮汐能是海水受到月球、太陽等天體引力作用而產生的一種周期性海水自然漲落現象,是人類認識和利用最早的一種海洋能.潮汐能發電與水力發電的原理、組成基本上是一樣的,也是利用水的能量使水輪發電機發電.問題是如何利用海潮所形成的水頭和潮流量,去推動水輪發電機運轉.海水的垂直漲落運動稱為潮汐,海水水平運動叫潮流.人們通常把潮汐和潮流中所包含的機械能統稱為潮汐能.潮汐能利用一般分兩種形式:一是利用潮汐的動能,直接利用潮流前進的力量來推動水車、水泵或水輪發電機;一是利用潮汐的位能,在電站上下游有落差時引水發電.由於利用潮汐的動能比較困難,效率又低,所以潮汐發電多採用後一種形式,潮汐電站就是利用海洋潮位漲、落與庫水位形成落差進行漲落潮發電.利用潮汐能發電可以採用單庫單向、單庫雙向或雙庫單向等三種形式[5,6].
國外利用潮汐發電始於歐洲,20世紀初德國和法國已開始研究潮汐發電.世界上最早利用潮汐發電的是德國1912年建成的布蘇姆潮汐電站,而法國則於1966年在希列塔尼米島建成一座最大落差為13.5m、壩長750m、總裝機容量24萬kW的朗斯河口潮汐電站,年均發電量為5.44億kW?h,它使潮汐電站進入了實用階段.之後,美、英、加拿大、前蘇聯、瑞典、丹麥、挪威、印度等國都陸續研究開發潮汐發電技術,興建各具特色的潮汐電站,並已取得巨大成功.
我國大陸海岸線長1.8萬km,曲折的海岸線,眾多的潮汐河流,蘊藏著豐富的潮汐能源.潮汐能利用的近代發展,起始於20世紀50年代後期.從1958年起,我國陸續在廣東順德、東灣、山東乳山、上海崇明等地建立了幾十座潮汐能發電站,其中浙江省溫嶺市西南角樂清灣江廈潮汐試驗電站裝機容量最大,功率為3 200kW,僅次於法國的郎斯潮汐發電站和加拿大安納波利斯潮汐發電站,是亞洲最大的潮汐電站.目前,國內外已建的主要潮汐電站如表2所示
表2 國內外已建主要潮汐電站
站名 所在地 裝機容量(MW) 運行方式 建成時間
朗斯 法國 24×10 單庫雙向 1967年
安納波利斯 加拿大 1×20 單庫單向 1984年
基斯洛灣 前蘇聯 2×0.4 單庫雙向 1968年
江廈 中國浙江 1×0.5 1×0.6 3×0.7 單庫雙向 1985年
海山 中國浙江 2×0.075 雙庫連程 1975年
白沙口 中國山東 0.96 單庫單向 1978年
瀏河 中國江蘇 2×0.075 單庫雙向 1976年
鎮口 中國廣東 6×0.026 單庫雙向 1972年
果子山 中國廣西 0.04 單庫單向 1977年
潮汐能發電是一項潛力巨大的事業,經過多年來的實踐,在工作原理和總體構造上基本成型,可以進入大規模開發利用階段,隨著科技的不斷進步和能源資源的日趨緊缺,潮汐能發電在不遠的將來將有飛速的發展,潮汐能發電的前景是廣闊的.
2.2 波浪能
波浪能發電是繼潮汐發電之後發展最快的一種海洋能源利用措施.波浪能是由大氣層和海洋在相互影響的過程中,由於在風和海水重力作用下形成永不停息、周期性上下波動的波浪,這種波浪具有一定的動能和勢能.波浪能的大小與波高的平方和波動水域面積成正比.目前,日本、英國、美國、德國、加拿大、中國等都在研究波浪能發電,以日本、英國、挪威等國開發利用的水平較高.
解決波浪能發電的關鍵是波浪能轉換裝置.目前,人們運用最多的幾種方式有氣動式波浪能發電、液動式波浪能發電、蓄水波浪能發電等.氣動式波浪能發電是利用波浪的起伏力量,均勻地把波浪能轉換成氣流能,以推動空氣渦輪機發電.世界上第一台小型氣動式波浪能發電裝置是日本人益田在1964年發明的.液動式波浪能發電裝置是把波浪能轉換成液壓能,再通過液壓電機發電.比較典型的是英國人索爾特博士發明的「點頭鴨」式波浪發電裝置,「鴨體」吸收波浪能效率可達80%~90%.1985年,英國在蘇格蘭的艾萊島建造了一座75kW的振盪水柱波力電站,1995年又建成一座輸出功率為2MW的波浪能發電站,可滿足2000戶家庭用電.蓄水波浪能發電是利用氣泵原理,使海浪「聚集」,並提高波浪的高度,以涌進岸邊高處的蓄水池,再用高水頭來沖擊水輪電機發電.
我國波浪能資源豐富,估計約有5億kW以上.但我國波浪能發電的研究起步較晚,1990年才在大萬山島建成第一座20kW級的試驗性波浪發電站.
2.3 溫差能
溫差能是由於深部海水與表面海水溫度差而產生的能量.溫差能發電與地熱能發電相似,其方式有三種:第一種是開放循環式,即將海水直接在低壓下蒸發,產生蒸汽,去推動渦輪發電機發電.最早提出開放循環式溫差發電的是法國的阿松瓦爾,他的學生克勞德在1926年試驗成功海水溫差發電,並於1930年在古巴海濱建成世界上第一座海水溫差發電站,功率為10kW.1948年,法國在非洲象牙海岸建造了一座7000kW的海水溫差發電站.開放循環式發電除得到電能外,還可以得到大量的淡水和副產品.第二種是封閉循環式,即利用海水上下溫度差來使低沸點物質(如氟里昂、氨等)產生蒸汽,再用蒸汽推動渦輪發電機發電.閉路循環式是美國安德森父子1964年提出來的,1979年美國在夏威夷正式建成閉路循環式發電站,發電能力為50kW.閉路循環式發電可大大提高進排氣之間的壓力差和渦輪機的工作效率.第三種是混合循環式,它具有以上兩種發電方式的特點,且效率更高.
目前,全世界已建有8座溫差能發電站.預計到2010年全球將有1030座海洋溫差能發電站問世.美、日等國是研究溫差能發電的先進國家.美國在夏威夷建有一座閉路循環溫差發電站,輸出功率50kW,還將建一座發電能力達16萬kW的溫差能發電站.日本於20世紀80年代分別在南太平洋的諾魯島和鹿兒島建成100kW和MW級兩座溫差能電站.我國海域遼闊,東海、黃海、南海的平均水溫都比較高,特別是南海夏季平均可達36℃以上,且大部分地區水深在1000m以上,自表層向下500~1000m即可得到5℃的冷水,具有利用海水溫差發電的有利條件和廣闊前景.中國科學院廣州能源研究所於20世紀80年代中期曾在實驗室進行過開放式溫差能裝置的模擬研究.
2.4 鹽差能
海水屬於鹹水,它含有大量的礦物鹽,河水屬於淡水.因此,當陸地河水流入大海的交界區域,鹹淡水相混時就會形成鹽度差和較高的滲透壓力,淡水會向鹹水方向滲透,直至兩者鹽度平衡,在兩種水體的接觸面上新生一種物理化學能,利用這種能量發電就是海洋鹽差能發電.
鹽差能發電是美國人在1939年首先提出來的.目前,世界上只有以色列建了一座150kW的鹽差能發電的實驗裝置,實用性鹽差能發電站還未問世,看來人類要大規模地利用鹽差能發電還有一個相當長的過程.
2.5 海流能
海流亦稱洋流,是海洋中的海水朝一個方向不斷流動,尤如河流具有固定流動路線一樣,會產生一種不易覺察的海流動力.海流主要分布在大西洋的西部邊界,那裡有強大的黑潮海流、墨西哥海流,此外,世界上還有日本海流、北太平洋海流、南極環海流等.
海流能的主要用途是發電.它的發電原理就是利用海流的沖擊力使水輪機高速旋轉,再帶動發電機發電.美國設計了一個最宏偉的海流能利用裝置,就放在佛羅里達半島外側的墨西哥海流上,還將一艘海流發電船長年停泊在強勁的海流上發電.我國海流能發電起步較晚,1994年才在浙江省岱山縣官山島建成第一座海流能發電站.目前,世界海流能發電技術仍處於試驗研究
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溫差能發電,風力發電,太陽能發電,潮汐能發電,把這幾種合於一體就是一個全新的在海上的能源發生裝置,多餘的電用來制氫.風力能潮汐能太陽能發電時都會有一些熱量,用這些熱量與海水的溫差再發電,提高能量轉換率.
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創造綠色電能
能量從始至終都與人類的生存和發展息息相關。能量有多種來源途徑人類歷史中,隨著所使用的能量來源的更替,人類的發展腳步也在不斷的跨越著,能量來源從最普通不過的一段木柴,到水輪機和風車,之後是可以隨處使用的蒸汽機組和發電機。以後不敢說,就目前為止,影響最身的恐怕就是發電機了。當初法拉第發現了電磁感應現象時,人們對此是不屑一故,當英國議員提出普及電的應用的方案時,連受人尊敬的英國女王也站出來反對,僅僅因為那微不足道的危險。如今,僅僅過去了一個半世紀,「電」這種神奇的東西早已以其妙不可言的優勢,迅速地征服了全世界。現在,還有誰趕開口說自己能離得開。有一件事甚至可以確定,如果電突然消失了,那無異於世界末日。就拿醫院來說,手術所用的無影燈和維持生命的呼吸機就離不開電。此時,電完全可以稱的上人類的第二個太陽了。
「電」覆蓋了整個世界,似乎已經步入他的壯年,然而,這就結束了嗎?不,這遠遠不夠。如今,這僅僅能代表發展達到了一個瓶頸,還必須要有所突破。無疑,電給予了人類極大的好處,他帶領著我們的文明飛躍到另一個台階。但是在使用它的同時,也給大自然早成極大的創傷。或許我們駕著電動車時覺得它輕巧、靈便,不象汽車排放出嗆人的尾氣,並且聲響很小,看起來似乎很綠色很環保。但是深如一點觀察,會發現這只是個假象,使用電的污染甚至比煤和石油還要大。要知道,我國主要靠火力發電,間接消耗的是煤。算筆賬,當煤的化學能轉化為熱能再轉化為機械能,最後通過電磁感應原理形成電能這一過程,機械效率就降低到不足三分之一,再算上開採煤礦和運輸所消耗的能量,最後連18%都沒有。而煤的開采,破壞了周圍的土壤結構,泄露的毒物,抹殺了周圍的生靈。而火電站上高高聳立的煙囪,肆無忌憚地冒出滾滾濃煙,似乎在炫耀著自己的後台硬。由此形成的酸雨使大氣片的植被受到侵蝕,危害到我們的健康。用於降溫的水直接排放到河裡,導致周圍的水生物大片的死亡。
事實擺在眼前,人類活動破壞了大自然的平衡,或許五年以前,「厄爾尼諾」和「拉尼娜」還是個生詞,可是現在確實熟得不能再熟,越來越頻繁的極端天氣正在敲著警鍾。大自然在手到破壞後,經過幾百年的歲月可以恢復,而人的生命只有一次。因此,人類絕不能再坐以待斃了。解決之道就是創造出清潔的能量。以下,就來介紹幾種生產綠色電能的方式:
一、 風力發電
風能是太陽能的一種形式,由於各地受到的太陽輻射不同,造成地球上方的各部分空氣膨脹系數不同,形成壓力差,使空氣流動形成風能。全球每年受到的太陽輻射由2%轉化為風能,相當於每年燃燒發電量地3000倍,雖然能量巨大、分布廣、無污染、可再生。但是,密度低、受地形限制、不穩定,限制了它的發展。不過,它的有的以足以讓人們不遺餘力地對它進行發掘。其實,人類對風能的利用歷史悠久,已經有數千年了,在蒸汽機出現前的歐洲甚至把其作為一種重要的動力源。直到19世紀末,丹麥科學家才開始研製風力發電機。直到1973年石油危機發生20年後,全世界風力發電機裝機容量才大道300萬千瓦,年發電量打道50億千瓦時,具備與常規能源競爭的能力。風力發電機的類型很多,最主要的是由幾片旋翼組成,當風吹過旋翼帶動內部金屬主件切割磁感線運動產生電流。
其實,在面對風力發電的劣勢時我們不妨主動出擊。比如說,把鋒利發電機安裝在海面上,通過海底電纜傳輸電能。再瘋狂一點,直接把發電機放到「風庫」南極。更瘋狂一點直接安裝到天空中。當然,也可以轉動你鄉思維,嘗試著讓風產生。在海邊建造一個能大量蒸發海水製造雲多的機器,遮蔽太陽,產生更大的能量,催動機器運轉。
二、細菌發電
利用細菌的能量發電。在1910年,英國植物學家馬克·皮特首先發現有幾種細菌的培養液能夠產生電流,並以鉑作電極,放進大腸桿菌或普通酵母菌的培養液里,成功地製造出世界上第一個細菌電池
到1984年,美國科學家設計出一種用宇航員的尿液和活細菌作為電極活性物質的太空飛船使用的細菌電池。只是,當時的細菌電池放電效率較低
直到20世紀80年代末,細菌發電才有了重大突破,英國化學家彼得·彭托讓細菌在電池組里分解分子,以釋放出電子向陽極運動產生電能。在糖液中他還添加了某些諸如染料之類的芳香族化合物作稀釋劑,來提高生物系統中輸送電力的能力。在細菌發電期間,還要往電池裡不斷充入空氣,用以攪拌細菌培養液和氧化物質的混合物。這種細菌電池每100克糖可獲得135.293×10^4庫侖的電,其效率可達40%。這已遠高於目前使用的太陽電池效率,況且其還有再提高10%的潛力可挖。只要不斷給這種細菌電池裡添入糖,就可獲得2安培的電流,且能持續數月之久。
利用細菌發電原理,還可以建立細菌發電站。在10米見方的立方體盛器里充滿細菌培養液,就可建立一個1000千瓦的細菌發電站,每小時的耗糖量為200千克,發電成本是高了一些,但這是一種不會污染環境的「綠色」電站,更何況技術發展後,完全可以用諸如鋸末、秸稈、落葉等廢有機物的水解物來代替糖液,因此,細菌發電的前景十分誘人。
現在,美國設計出一種綜合細菌電池,是由電池裡的單細胞藻類首先利用太陽光將二氧化碳和水轉化為糖,然後再讓細菌利用這些糖來發電;日本將兩種細菌放入電池的特製糖漿中,讓一種細菌吞食糖漿產生醋酸和有機酸,而讓另一種細菌將這些酸類轉化成氫氣,由氫氣進入磷酸燃料電池發電;英國則發明出一種以甲醇為電池液,以醇脫氫酶鉑金為電極的細菌電池。
如此美好的前景,我國更應當奮起直追。
三、 潮汐能
海洋能包括潮汐能、波浪能、溫差能和化學能。海洋能蘊涵的能量絕對是天文數字其中潮汐能是因為太陽和月亮的影響引起海水的周期性運動。目前,最大的潮汐發電站安裝在白海,裝機容量達1400萬千瓦。而我國最大的當屬江廈發電站,似乎排在世界前五。普通的潮汐發都要建一個畜水壩,也就是手地形限制,必須建在有港灣的地區,也就是受地形限制。並且,畜水發電站要定期清淤,工程量太大並且還會對周圍環境造成破壞。不過,一個西班牙電子工程師已經發明了一種新的發電方式。具體是建造一個固定在海底地基上的中空容器,其中有活塞,在活塞上有一根很長的連桿和浮在海面是的平板相連。懸浮的平板隨潮汐的漲落上下運動,並帶動中空容器的活塞上下,由此引起海水帶動渦輪發電機發電,這種方式大大降低了成本,對環境的影響也非常少。目前早已從理論上升到實際。
四、波浪能
波浪就是風力引起海水周期性上下運動的表現。而利用波浪能發電的機器卻很復雜。然而美國的一批科學家卻改變了這種現狀。他們跳出了慣性思維,發明了一種截然不同的發電機。這種發電機引入了一種新材料,叫做壓電聚合物。結構是由懸浮海面上的浮體、沉在海底中的錨和錨鏈組成,錨鏈由壓電聚合物做成。這樣,當浮體隨海水上下運動時,壓電聚合物不斷拉伸,產生低頻率的高壓電,通過電子元件變成高壓電流通過海底電纜運輸上岸。實驗證明,它就是在海底泡上十年也不會毀壞,由此可見其相當具有競爭力和前景。
五、磁流體發電
磁流體發電或許在我們嚴重還很陌生,但它具有重大意義,它是一種將熱能直接轉化為電能的技術,它如果發展成熟,會大大提高目前的發電效率,也就是能源利用率。該技術具體做法是使高溫導電流體高速通過磁場切割磁感線,導體中出現電磁感應電動勢,當閉合電路中接有負載時,就會有電流輸出。磁流體發電機有三個主要部件:一是高溫導電流體發生器,在以高溫燃氣為導電流體的磁流體發電機中,高溫導電流體就發生器就是燃燒室,二是發電和電能輸出部分,即發電通道,三是產生電磁場的磁體,這是一項還有很大困難的技術,要達到實際應用還有很大的差距。
六、垃圾發電
利用垃圾發電,邊費為寶是一個很棒的選擇。現在的垃圾是越來越多、越堆越高。埋在地下的污染地下水,堆在地上的,風一刮,隨風飄散,海南或許沒有多大感受,而香港這些大城市卻要飽受其害。一把火把它燒光,確實是一個不錯的選擇。要知道全球每年新增垃圾一百多億噸可不是鬧著玩的,現在也確實接近垃圾星球了。因此,垃圾被賦予了兩項使命。使命一燃燒。垃圾中蘊涵了大量的有機可燃物。大約二噸的垃圾就相當於一噸的煤,垃圾就相當與一座露天礦藏焚燒垃圾解決了填埋場佔地面積大、有污染的問題。焚燒清除了其中的有害物質,通過尾氣凈化系統還可以防止污染大氣。使命二,沼氣發電。每噸生活垃圾在厭氧細菌的處理下可以產生400立方米的沼氣,用它們進行發電發電量會非常可觀。並且,沼氣發電技術早已相當成熟,具有投資少、造價低、使用管理方便等優點,倍受各國青睞。
七、太陽能發電
太陽不愧為巨大的能源寶庫,僅僅用了自己所釋放的不到億分之一的能量就令地球生機勃勃。有這么大的能源寶庫在,人類自然會物盡其用。目前的太陽能發電站有兩種,分別是熱發電站和光伏發電站。太陽能熱發電站顧名思義就是將光能轉化為熱能再轉化為電能。通常是用聚光鏡反射到一台表面深黑色的熱收集器中,然後傳導熱量使水沸騰,形成的蒸汽推動渦輪機運轉進行發電。太陽能光伏發電站則使1依靠太陽光的壓力使硅原子上的電子脫離束縛,會聚成電流無論前者還是後者對工藝的要求都極高,價格自然很貴,這就制約了它的普及程度。還有,這還要靠天吃飯並佔用大量的土地。不過,不久之前的以色列那邊傳來了曙光。那裡誕生出一種新興太陽能發電板。它的結構:在玻璃膠體表面塗上一層熒光材料,並撒上金屬的納米顆粒在邊緣塗上一層硅條紋這種發電板幾乎可以吸收所有的可見光以及紫外光,並且發射出熒光,激起帶正電的金屬離子泡在自由電子海洋中形成電子波順著塗在表層的金屬顆粒傳導到周圍的硅條紋,這就有足夠強度轟擊出硅原子中的電子,形成電流。這樣就連燈光所發出的光也能使太陽能電板產生電流,而價格只是傳統太陽能電板的1/5。這就使發展太陽能的限制大大降低。不過,還有一種利用太陽能更巧妙的辦法,那就是空間太陽能發電。要知道,來到地球的太陽能早已被大氣層大大削弱。而越靠近太陽,所獲得的太陽能就越巨大。空間太陽能發電站的具體做法就是把光能轉化為微波發射到地面接收站。相信不遠的未來,這項技術一定能實現。
八、余熱發電
眾所周知,在工業生產中一定會釋放出多餘的熱量,如果任其隨意排放會嚴重損害周圍生態環境,這是無庸質疑的。因此,把它收集起來用於發電會起到很好的效果。特別是對於發電站能很大生產效率。
其實,創造綠色電能的方法還有很多種,比如溫差發電、地熱發電等等。創造綠色電能保護地球母親任重而道遠。這不僅僅是科學家的責任,更是作為社會每一份子的責任。目前我國呼出環保的口號確實很響,然而,能落實下來的政策卻很少,我們不能寄希望於他人,必須自己行動起來,捍衛我們的未來
⑼ 水力發電、風力發電、太陽能、生物能(沼氣)、潮汐能英文
可再生能源泛指多種取之不竭的能源,嚴謹來說,是人類有生之年都不會耗盡的能源。可再生能源不包含現時有限的能源,如化石燃料和核能。
大部分的可再生能源其實都是太陽能的儲存。可再生的意思並非提供十年的能源,而是百年甚至千年的。
隨著能源危機的出現,人們開始發現可再生能源的重要性。
·太陽能
·地熱能
·水能
·風能
·生物質能
·潮汐能
所有人類活動的基本能源都來自太陽,透過植物的光合作用而被吸收。
木材
柴是最早使用的能源,透過燃燒成為加熱的能源。燒柴在煮食和提供熱力很重要,它讓人們在寒冷的環境下仍可生存。
動物牽動
傳統的農家動物如牛、馬和騾除了會運輸貨物之外,亦可以拉磨、推動一些機械以產生能源。
生物質燃料
此種燃料原為可再生能源,如能產出與消耗平衡則不會增加二氧化碳。但如消耗過量而毀林與耗竭可返還土壤的有機物,就會破壞產耗平衡。用生物質在沼氣池中產生沼氣供炊事照明用,殘渣還是良好的有機肥。用生物質製造乙醇甲醇可用作汽車燃料。
水力
磨坊就是採用水力的好例子。而水力發電更是現代的重要能源,尤其是中國這樣滿是河流的國家。此外,中國有很長的海岸線,也很適合用來作潮汐發電。
風力
人類已經使用了風力幾百年了。
太陽能
太陽直接提供了能源給人類已經很久了,但使用機械來將太陽能轉成其他能量形式還是近代的事。
潮汐能
潮汐發電利用潮水漲落,世界已有電站容量16GW。
從地球蘊藏的能源數量來看,自然界存在有無限的能源資源。僅就太陽能而言,太陽每秒鍾通過電磁波傳至地球的能量達到相當於500多噸煤燃燒放出的熱量。這相當於一年中僅太陽能就有130萬億噸煤的熱量,大約為全世界目前一年耗能的一萬多倍。不過,由於人類開發與利用地球能源尚受到社會生產力,科學技術、地理原因及世界經濟、政治等多方面因素的影響與制約。包括太陽能、風能、水能在內的巨大數量的能源,可以利用的僅占微乎其微的比例,因而,繼續發展的潛力巨大。人類能源消費的劇增、化石燃料的匱乏至枯竭以及生態環境的日趨惡化,逼迫使人們不得不思考人類社會的能源問題。國民經濟的可持續發展,依仗能源的可持續供給,這就必須研究開發新能源和可再生能源。
太陽能是各種可再生能源中最重要的基本能源,也是人類可利用的最豐富的能源。太陽每年投射到地面上的輻射能高達1.05×1018千瓦時(3.78×1024J),相當於1.3×106億噸標准煤。按目前太陽的質量消耗速率計,可維持6×1010年。所以可以說它是「取之不盡,用之不竭」的能源。但如何合理利用太陽能,降低開發和轉化的成本,是新能源開發中面臨的重要問題。
風能是利用風力機將風能轉化為電能、熱能、機械能等各種形式的能量,用於發電、提水、助航、製冷和致熱等。風力發電是主要的風能開發利用方式。中國的風能總儲量估計為1.6×109千瓦,列世界第三位,有廣闊的開發前景。風能是一種自然能源,由於風的方向及大小都變幻不定,因此其經濟性和實用性由風車的安裝地點、方向、風速等多種因素綜合決定。
對於核電站,人們有許多誤解,其實核能發電是一種清潔、高效的能源獲取方式。對於核裂變,核燃料是鈾、鈈等元素,核聚變的燃料則是氘、氚等物質。有些物質,例如釷,本身並非核燃料,但經過核反應可以轉化為核燃料。我們把核燃料和可以轉化為核燃料的物質總稱為核資源。
近年來,許多發展中國家雖然都制訂了一系列鼓勵民企投資小水電的政策。由於小水電站投資小、風險低、效益穩、運營成本比較低,在國家各種優惠政策的鼓勵下,全國掀起了一股投資建設小水電站的熱潮,尤其是近年來,由於全國性缺電嚴重,民企投資小水電如雨後春筍,悄然興起。國家鼓勵合理開發和利用小水電資源的總方針是確定的,2003年開始,特大水電投資項目也開始向民資開放。2005年,根據國務院和水利部的「十一五」計劃和2015年發展規劃,中國將對民資投資小水電以及小水電發展給予更多優惠政策。
氫是一種二次能源,一種理想的新的含能體能源,在人類生存的地球上,雖然氫是最豐富的元素,但自然氫的存在極少。因此必需將含氫物質加工後方能得到氫氣。最豐富的含氫物質是水,其次就是各種礦物燃料(煤、石油、天然氣)及各種生物質等。氫不但是一種優質燃料,還是石油、化工、化肥和冶金工業中的重要原料和物料。石油和其他化石燃料的精煉需要氫,如烴的增氫、煤的氣化、重油的精煉等;化工中制氨、制甲醇也需要氫。氫還用來還原鐵礦石。用氫製成燃料電池可直接發電。採用燃料電池和氫氣-蒸汽聯合循環發電,其能量轉換效率將遠高於現有的火電廠。隨著制氫技術的進步和貯氫手段的完善,氫能將在21世紀的能源舞台上大展風采。
地熱是指來自地下的熱能資源。我們生活的地球是一個巨大的地熱庫,僅地下10千米厚的一層,儲熱量就達1.05×1026焦耳,相當於9.95×1015標准煤所釋放的熱量。地熱能在世界很多地區應用相當廣泛。老的技術現在依然富有生命力,新技術業已成熟,並且在不斷地完善。在能源的開發和技術轉讓方面,未來的發展潛力相當大。地熱能是天生就儲存在地下的,不受天氣狀況的影響,既可作為基本負荷能使用,也可根據需要提供使用。
海洋能通常指蘊藏於海洋中的可再生能源,主要包括潮汐能、波浪能、海流能、海水溫差能、海水鹽差能等。海洋能蘊藏豐富,分布廣,清潔無污染,但能量密度低,地域性強,因而開發困難並有一定的局限。開發利用的方式主要是發電,其中潮汐發電和小型波浪發電技術已經實用化。波浪能發電利用的是海面波浪上下運動的動能。1910年,法國的普萊西克發明了利用海水波浪的垂直運動壓縮空氣,推動風力發動機組發電的裝置,把1千瓦的電力送到岸上,開創了人類把海洋能轉變為電能的先河。目前已開發出60-450千瓦的多種類型波浪發動裝置。
此外,還有生物質能,是指植物葉綠素將太陽能轉化為化學能貯存在生物質內部的能量,目前發展中的開發利用技術主要是,通過熱化學轉換技術將固體生物質轉換成可燃氣體、焦油等,通過生物化學轉換技術將生物質在微生物的發酵作用下轉換成沼氣、酒精等,通過壓塊細蜜成型技術將生物質壓縮成高密度固體燃料等。
沼氣
沼氣發酵又叫厭氧消化,是指利用人畜糞便、秸稈、污水等各種有機物在密閉的沼氣池內,在厭氧(沒有氧氣)條件下,被種類繁多的沼氣發酵微生物分解轉化,最終產生沼氣的過程。沼氣是一種混合氣體,可以燃燒,因為這種氣體最先是在沼澤中發現的,所以稱為沼氣
甲醚
甲醚;二甲醚;氧代雙甲烷
dimethyl ether;methoxymethane
115-10-6
CH3-O-CH3
所有C、O原子均以sp3雜化軌道形成σ鍵。
46.07
C2H6O
相對密度1.617(空氣=1)
-138.5
-24.5
-41.4
663(-101.53℃);8119(-70.7℃);21905(-55℃)
無色可燃性氣體或壓縮液體,有乙醚氣味。
溶於水和乙醇。
用作溶劑、冷凍劑等。
由甲醇脫水而得,也可由原甲酸在三氯化鐵的催化下分解而得。
臨界溫度128.8℃。臨界壓力5.32兆帕。凝固點-138.5℃。液體密度0.661
第三部分:危險性概述 -
危險性類別:
侵入途徑:
健康危害: 對中樞神經系統有抑製作用,麻醉作用弱。吸入後可引起麻醉、窒息感。對皮膚有刺激性。
環境危害:
燃爆危險: 本品易燃,具刺激性。
第四部分:急救措施 -
皮膚接觸:
眼睛接觸:
吸入: 迅速脫離現場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難,給輸氧。如呼吸停止,立即進行人工呼吸。就醫。
食入:
第五部分:消防措施 -
危險特性: 易燃氣體。與空氣混合能形成爆炸性混合物。接觸熱、火星、火焰或氧化劑易燃燒爆炸。接觸空氣或在光照條件下可生成具有潛在爆炸危險性的過氧化物。氣體比空氣重,能在較低處擴散到相當遠的地方,遇火源會著火回燃。若遇高熱,容器內壓增大,有開裂和爆炸的危險。
有害燃燒產物: 一氧化碳、二氧化碳。
滅火方法: 切斷氣源。若不能切斷氣源,則不允許熄滅泄漏處的火焰。噴水冷卻容器,可能的話將容器從火場移至空曠處。滅火劑:霧狀水、抗溶性泡沫、乾粉、二氧化碳、砂土。
第六部分:泄漏應急處理 -
應急處理: 迅速撤離泄漏污染區人員至上風處,並進行隔離,嚴格限制出入。切斷火源。建議應急處理人員戴自給正壓式呼吸器,穿防靜電工作服。盡可能切斷泄漏源。用工業覆蓋層或吸附/ 吸收劑蓋住泄漏點附近的下水道等地方,防止氣體進入。合理通風,加速擴散。噴霧狀水稀釋、溶解。構築圍堤或挖坑收容產生的大量廢水。漏氣容器要妥善處理,修復、檢驗後再用。
第七部分:操作處置與儲存 -
操作注意事項: 密閉操作,全面通風。操作人員必須經過專門培訓,嚴格遵守操作規程。建議操作人員佩戴自吸過濾式防毒面具(半面罩),戴化學安全防護眼鏡,穿防靜電工作服,戴防化學品手套。遠離火種、熱源,工作場所嚴禁吸煙。使用防爆型的通風系統和設備。防止氣體泄漏到工作場所空氣中。避免與氧化劑、酸類、鹵素接觸。在傳送過程中,鋼瓶和容器必須接地和跨接,防止產生靜電。搬運時輕裝輕卸,防止鋼瓶及附件破損。配備相應品種和數量的消防器材及泄漏應急處理設備。
儲存注意事項: 儲存於陰涼、通風的庫房。遠離火種、熱源。庫溫不宜超過30℃。應與氧化劑、酸類、鹵素分開存放,切忌混儲。採用防爆型照明、通風設施。禁止使用易產生火花的機械設備和工具。儲區應備有泄漏應急處理設備。
第八部分:接觸控制/個體防護 -
職業接觸限值
中國MAC(mg/m3): 未制定標准
前蘇聯MAC(mg/m3): 未制定標准
TLVTN: 未制定標准
TLVWN: 未制定標准
監測方法:
工程式控制制: 生產過程密閉,全面通風。
呼吸系統防護: 空氣中濃度超標時,建議佩戴自吸過濾式防毒面具(半面罩)。
眼睛防護: 戴化學安全防護眼鏡。
身體防護: 穿防靜電工作服。
手防護: 戴防化學品手套。
其他防護: 工作現場嚴禁吸煙。進入罐、限制性空間或其它高濃度區作業,須有人監護。
第九部分:理化特性 -
主要成分: 純品
外觀與性狀: 無色氣體,有醚類特有的氣味。
pH:
熔點(℃): -141.5
沸點(℃): -23.7
相對密度(水=1): 0.66
相對蒸氣密度(空氣=1): 1.62
飽和蒸氣壓(kPa): 533.2(20℃)
燃燒熱(kJ/mol): 1453
臨界溫度(℃): 127
臨界壓力(MPa): 5.33
辛醇/水分配系數的對數值: 無資料
閃點(℃): 無意義
引燃溫度(℃): 350
爆炸上限%(V/V): 27.0
爆炸下限%(V/V): 3.4
溶解性: 溶於水、醇、乙醚。
主要用途: 用作致冷劑、溶劑、萃取劑、聚合物的催化劑和穩定劑。
其它理化性質:
第十部分:穩定性和反應活性 -
穩定性:
禁配物: 強氧化劑、強酸、鹵素。
避免接觸的條件:
聚合危害:
分解產物:
第十一部分:毒理學資料 -
急性毒性: LD50:無資料
LC50:308000 mg/m3(大鼠吸入)
亞急性和慢性毒性:
刺激性:
致敏性:
致突變性:
致畸性:
致癌性:
第十二部分:生態學資料 -
生態毒理毒性:
生物降解性:
非生物降解性:
生物富集或生物積累性:
其它有害作用: 無資料。
第十三部分:廢棄處置 -
廢棄物性質:
廢棄處置方法: 處置前應參閱國家和地方有關法規。建議用焚燒法處置。
廢棄注意事項:
第十四部分:運輸信息 -
危險貨物編號: 21040
UN編號: 1033
包裝標志:
包裝類別: O52
包裝方法: 鋼質氣瓶;磨砂口玻璃瓶或螺紋口玻璃瓶外普通木箱;安瓿瓶外普通木箱。
運輸注意事項: 採用剛瓶運輸時必須戴好鋼瓶上的安全帽。鋼瓶一般平放,並應將瓶口朝同一方向,不可交叉;高度不得超過車輛的防護欄板,並用三角木墊卡牢,防止滾動。運輸時運輸車輛應配備相應品種和數量的消防器材。裝運該物品的車輛排氣管必須配備阻火裝置,禁止使用易產生火花的機械設備和工具裝卸。嚴禁與氧化劑、酸類、鹵素、食用化學品等混裝混運。夏季應早晚運輸,防止日光曝曬。中途停留時應遠離火種、熱源。公路運輸時要按規定路線行駛,禁止在居民區和人口稠密區停留。鐵路運輸時要禁止溜放。
第十五部分:法規信息 -
法規信息 化學危險物品安全管理條例 (1987年2月17日國務院發布),化學危險物品安全管理條例實施細則 (化勞發[1992] 677號),工作場所安全使用化學品規定 ([1996]勞部發423號)等法規,針對化學危險品的安全使用、生產、儲存、運輸、裝卸等方面均作了相應規定;常用危險化學品的分類及標志 (GB 13690-92)將該物質劃為第2.1 類易燃氣體。
第十六部分:其他信息 -
參考文獻:
填表部門:
數據審核單位:
修改說明:
其他信息:
二甲醚又稱甲醚,簡稱DME,在常壓下是一種無色氣體或壓縮液體,具有輕微醚香味。相對密度(20℃)0.666,熔點-141.5℃,沸點-24.9℃,室溫下蒸氣壓約為0.5MPa,與石油液化氣(LPG)相似。溶於水及醇、乙醚、丙酮、氯仿等多種有機溶劑。易燃,在燃燒時火焰略帶光亮,燃燒熱(氣態)為1455kJ/mol。常溫下DME具有惰性,不易自動氧化,無腐蝕、無致癌性,但在輻射或加熱條件下可分解成甲烷、乙烷、甲醛等。
二甲醚是醚的同系物,但與用作麻醉劑的乙醚不一樣,毒性極低;能溶解各種化學物質;由於其具有易壓縮、冷凝、氣化及與許多極性或非極性溶劑互溶特性,廣泛用於氣霧製品噴射劑、氟利昂替代製冷劑、溶劑等,另外也可用於化學品合成,用途比較廣泛。
二甲醚作為一種新興的基本化工原料,由於其良好的易壓縮、冷凝、汽化特性,使得二甲醚在制葯、燃料、農葯等化學工業中有許多獨特的用途。如高純度的二甲醚可代替氟里昂用作氣溶膠噴射劑和致冷劑,減少對大氣環境的污染和臭氧層的破壞。由於其良好的水溶性、油溶性,使得其應用范圍大大優於丙烷、丁烷等石油化學品。代替甲醇用作甲醛生產的新原料,可以明顯降低甲醛生產成本,在大型甲醛裝置中更顯示出其優越性。作為民用燃料氣其儲運、燃燒安全性,預混氣熱值和理論燃燒溫度等性能指標均優於石油液化氣,可作為城市管道煤氣的調峰氣、液化氣摻混氣。也是柴油發動機的理想燃料,與甲醇燃料汽車相比,不存在汽車冷啟動問題。它還是未來製取低碳烯烴的主要原料之一。
⑽ 大規模使用潮汐能的原因
目前,只有潮汐能發電技術比較成熟,其他形式海洋能的應用大都還停留在探索階段。
2.1 潮汐能
潮汐能是海水受到月球、太陽等天體引力作用而產生的一種周期性海水自然漲落現象,是人類認識和利用最早的一種海洋能。潮汐能發電與水力發電的原理、組成基本上是一樣的,也是利用水的能量使水輪發電機發電。問題是如何利用海潮所形成的水頭和潮流量,去推動水輪發電機運轉。海水的垂直漲落運動稱為潮汐,海水水平運動叫潮流。人們通常把潮汐和潮流中所包含的機械能統稱為潮汐能。潮汐能利用一般分兩種形式:一是利用潮汐的動能,直接利用潮流前進的力量來推動水車、水泵或水輪發電機;一是利用潮汐的位能,在電站上下游有落差時引水發電。由於利用潮汐的動能比較困難,效率又低,所以潮汐發電多採用後一種形式,潮汐電站就是利用海洋潮位漲、落與庫水位形成落差進行漲落潮發電。利用潮汐能發電可以採用單庫單向、單庫雙向或雙庫單向等三種形式[5,6]。
國外利用潮汐發電始於歐洲,20世紀初德國和法國已開始研究潮汐發電。世界上最早利用潮汐發電的是德國1912年建成的布蘇姆潮汐電站,而法國則於1966年在希列塔尼米島建成一座最大落差為13.5m、壩長750m、總裝機容量24萬kW的朗斯河口潮汐電站,年均發電量為5.44億kW?h,它使潮汐電站進入了實用階段。之後,美、英、加拿大、前蘇聯、瑞典、丹麥、挪威、印度等國都陸續研究開發潮汐發電技術,興建各具特色的潮汐電站,並已取得巨大成功。