能量转化的基本规律

能的转化与守恒能源与可持续发展南京市育英二外：沈孝兵常规能源：煤、石油、天燃气新能源能源的运用太阳能核能核裂变核聚变人工控制——核电站不加控制——原子弹——氢弹光热转换——太阳能热水器光电转换——太阳能电池光化转换——绿色植物做功——热机发电——火电站化学能→内能→机械能化学能→内能→机械能→电能核能→内能→机械能→电能光能→电能光能→化学能光能→内能能量传递过程的特点能量的传递涉及转移与转换两种形式。转移是某种形态的能量从一地转移到另一地，从一物转移到另一物；转换则是能量由一种形态变为另一形态。能的转化和守恒定律能量既不能凭空产生，也不能凭空消失，它只能从一种形式，转化为另一种形式或从一种物体转移到另一种物体，而能的总量保持不变。能量转化的方向性根据能量的转化和守恒定律可知，能量在转化或转移的过程中，其总量总保持不变。电能能够使电灯发光，同时产生内能散失在空气中，但这些内能却无法自动转化为电能。该现象阐明能量的转化含有_____.犹如把火热的铁放到水中，是水吸取了铁放出的热量，一会儿后铁的温度与水的温度相等，但此时水的热能不会再转化为铁的热能，使铁恢复原来的温度。。这就是能量转化含有方向性。热力学第二定律①热不可能自发地、不付代价地从低温物体传到高温物体(不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引发其它变化，这是按照热传导的方向来表述的)。②不可能从单一热源取热，把它全部变为功而不产生其它任何影响(这是从能量消耗的角度说的,它阐明第二类永动机是不可能实现的）。热能不能完全转化为机械能，只能从高温物体传到低温物体自然条件下热量只能从高温物体向低温物体转移，而不能由低温物体自动向高温物体转移，也就是说在自然条件下，这个转变过程是不可逆的。要使热传递方向倒转过来，只有靠消耗功来实现。例如空调制冷

热力学第二定律、热机能持续不停地将热变为机械功，一定随着有热量的损失，热机的效率不可能达成100%、能量有耗散，不能将能量的散失全部收集起来重新运用，因此要节省能源热力学第二定律的意义第二类永动机不可能制成有人曾计算过，地球表面有10亿立方千米的海水，以海水作单一热源，若把海水的温度哪怕只减少O.25度，放出热量，将能变成一千万亿度的电能足够全世界使用一千年。但只用海洋做为单一热源的热机是违反上述第二种讲法的，因此要想制造出热效率为百分之百的热机是绝对不可能的。

令人难过绝望的定律

来自物理学中一条最基本的定律--热力学第二定律。这条科学史上最令人难过绝望的定律，冥冥中似乎早已规定了宇宙的命运。简而言之，第二定律认为热量从热的地方流到冷的地方。对任何物理系统，这都是显而易见的特性，毫无神秘之处：开水变凉，冰淇淋化成糖水。要想把这些过程颠倒过来，就非得额外消耗能量不可。

就最广泛的意义而言，第二定律认为宇宙的“熵”（无序程度）与日俱增。例如，机械手表的发条总是越来越松；你能够把它上紧，但这就需要消耗一点能量；这些能量来自于你吃掉的一块面包；做面包的麦子在生长的过程中需要吸取阳光的能量；太阳为了提供这些能量，需要消耗它的氢来进行核反映。总之宇宙中每个局部的熵减少，都须以其它地方的熵增加为代价。

在一种封闭的系统里，熵总是增大的，始终大到不能再大的程度。这时，系统内部达成一种完全均匀的热动平衡的状态，不会再发生任何变化，除非外界对系统提供新的能量。对宇宙来说，是不存在“外界”的，因此宇宙一旦达成热动平衡状态，就完全死亡，万劫不复。这种情景称为“热寂”。能源与可持续发展能源与国民经济能源是发展社会生产和提高人民生活水平的重要物质基础，是推动国民经济发展的强大动力。能源与国民经济经济的增加和经济发展水平的提高都需要能源来支撑，因此，能源消费与经济发展有着密不可分的关系。从世界能源消费的增加趋势看，能源消费与世界经济发展的趋势是一致的。能源与国民经济世界各国经济发展的实践证明，在经济正常发展的状况下，能源消耗总量和能源消耗增加速度与国民经济生产总值和国民经济生产总值增加率成正比例关系。能源与国民经济世界经济和能源发展的历史显示，处在工业化早期的国家，经济的增加重要依靠能源密集型工业的发展，能源效率也较低能源与人民生活人们的日常生活到处离不开能源，不仅衣、食、住、行，并且文化娱乐、医疗卫生等都与能源亲密有关。能源与人民生活现在我国一次能源消费量已超出俄罗斯，居世界第二位，但由于人口过多，人均能耗水平仍很低，全方面建设小康社会仍然是我国人民面临的重要任务。21世纪的能源趋势

世界人口急剧增加，能源的消耗持续增加能源消耗对环境的影响

空气污染、固体废物污染、有害辐射、水土流失和沙漠化全球环境状况联合国最新公布的研究成果显示，在过去30年中，即使国际社会在环保领域获得了一定成绩，但全球整体环境状况持续恶化。国际社会普遍认为，贫困和过分消费造成人类无节制地开发和破坏自然资源，这是造成环境恶化的罪魁祸首。全球环境状况世界经济发展和人类赖以生存的环境是不协调的，经济发展和人口增加给环境造成了巨大的压力，对发展中国家这种状况尤为突出。全球环境状况全球环境恶化重要体现在大气和江海污染加剧、大面积土地退化、森林面积急剧减少、淡水资源日益短缺、大气层臭氧空洞扩大、生物多样性受到威胁等多方面，同时温室气体的过量排放造成全球气候变暖，使自然灾害发生的频率和强度大幅增加。

1999年发现的臭氧空洞是有史以来观察到的最大一次，达成2600万km2的面积。天空正在塌陷全球正在变暖海平面上升与陆地沉没；气候带的移动；飓风的加剧；植被的迁徙与物种灭绝；洋流的变化与厄尔尼诺现象；雨型的变化。CO2浓度/106温度偏差/ºC年份地球表面温度的历史变迁资料来源：TheCarbonDioxideinformationAnalysisCenter.OakRidgeNationalLaboratory.1995CO2浓度平均温度偏差地球森林覆盖量正在减少大气环境的三大问题20世纪80年代中期，在南极上空发现了臭氧空洞，它与地球变暖及所谓的温室效应和酸雨沉降问题构成全球性的大气环境问题，明显地危及全人类的生存和繁衍，引发了国际社会的高度关注，使当今的世界环境问题含有明显的时代特性。世界十大严重污染城市中国占：个7因二氧化硫排放，每年经济损失1126亿元(世界银行统计超出5000亿元)严重局面!占全国排放比例：燃煤污染物SO2：85%CO2：85%NOx：60%粉尘：70%我国的污染现状世界能源问题世界性的能源问题重要反映在能源短缺及供需矛盾所造成的能源危机。世界能源面临的另一问题是，随着经济的发展和生活水平的提高，人们对环境质量的规定也越来越高，对应的环保原则和环保法规也越来越严格。我国能源问题人均能源资源相对局限性，资源质量较差，探明程度低；能源生产消费以煤为主；能源工业技术水平低下，劳动生产率较低；能源资源分布不均，交通运力局限性，制约了能源工业发展；我国能源问题能源供需形势仍然紧张；能耗水平高，能源运用率低下；农村能源问题日趋突出，影响越来越大；能源环境问题日趋严重，制约了社会经济发展；我国能源问题能源开发逐步西移，开发难度和费用增加；从能源安全角度考虑，面临严重挑战；能源建设周期长，投资超预算；能源价格未能反映其经济成本和能源资源的稀缺性。解决我国能源问题应采用的方法努力改善能源构造；提高能源运用率；加速实施干净煤技术；合理运用石油和天然气；加紧电力发展速度；解决我国能源问题应采用的方法主动开发运用新能源；建立合理的农村能源构造，扭转农村严重缺能局面；改善都市民用能源构造，提高居民生活质量；重视能源的环保。将来的抱负能源必须满足的条件：第一，必须足够丰富，能够确保长久使用；第二，必须足够便宜，能够确保多数人用得起；