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中学地理教学实用手册--能源(3)

时间:2012-10-26 09:00 来源:未知 作者:地理教师 责任编辑:地理教师
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3083风能  风是空气在太阳辐射的影响下产生的水平运动。因此,风的能量就是空气运动的能量。风能是动能,把它转换为机械能比较容易。人类利用风能已有悠久的历史,早在一、二千年前,我们的祖先就利用风车提水、灌溉、加工农副产品了。但利用风力发电,则是五十年代以来的事情。有人估计,每年地球上风的能量相当于3,200亿吨标准煤的能量。风能归纳起来有以下优点:(1)广泛地存在于自然界,来源丰富,取之不尽,用之不竭;(2)来自大气空间,不需花钱购买;(3)清洁无害,不污染环境。但风能不稳定、不连续,风速、风向都多变。尽管如此,在一些缺乏动力资源,又远离电网和工业中心的地区,如沿海岛屿、牧区、边远山区利用风力发电来解决生活和生产用电还是实用而经济的。我国风能的分布,一般来说北方多于南方,从海边向内地迅速减弱,但到内陆又有所增加。从时间上来说,冬春两季风力普遍大于夏秋两季。目前国外的风能利用对于农牧业机械化和电气化起着一定的作用。我国已在北京、浙江、内蒙古等地建立了一些小型风力实验电站。

3084风力发电  利用风能,使风力机带动发电机发电。适用于风力强而持续的地区。目前常用的是容量较小,配用直流发电机并与蓄电池并列运行的风力发电站。

3085电能  电做功的能力。电能有各种形式,例如直流电能、交流工频电能和高频电能等。可作为动力、照明、冶炼、电镀、电热、通讯等之用。其优点是便于控制、测量、变换和远距离输送。单位用“千瓦·时”(俗称“度”)。

3086太阳能  太阳是一巨大的、炽热的气体星球,表面温度高达6000°K,中心温度高达1400万度。在高温、高压条件下,太阳内部进行着剧烈的热核反应(四个氢核聚合为一个氦核),释放出巨大的能量,这种来自太阳的能量称之为“太阳辐射能”,简称太阳能。太阳能是地球上最主要、最巨大的能量源泉。地球上每年接收的太阳能,相当于目前地球上每年燃烧的固、液、气体燃料的3000倍。有人估计,只须利用地球表面0.1%的太阳能变为电能,转变效率只要5%,每年发电量可达5.6×1013千瓦小时,等于目前世界上耗电量的40倍。我国幅员广大,大部分地区位于中纬度,太阳高度角比较大,而且冬季晴天多,各地每年太阳总辐射量大约在80—200千卡/厘米2。其中从大兴安岭向西南,经北京西侧、兰州、昆明、再折向北到西藏南部,这一条线以西、以北的广大地区,太阳辐射能特别丰富,多在140千卡/厘米2以上,利用太阳能的潜力很大。目前,国外已有很多国家对太阳能的利用在进行试验和探索,有的已建成太阳能电站;有的用太阳能电池板作小汽车的动力;有的已建成太阳能住宅等。如美国已有5000多座住宅和建筑物使用太阳能取暖;法国目前也有1000多座住宅采用太阳能供应热水等。我国在设计并制造太阳灶、太阳热水器、太阳能干燥装置、太阳能电池等方面,也取得了可喜的成果。

3087太阳能发电  将太阳能转换成电能的发电方法。太阳能发电的基本途径有两种:一种是光电转换,即将太阳光直接转换成电能,称为“光发电”;另一种是聚集太阳能,产生高温,再将热能转换成电能,称为“热发电”。光发电中使用较广的一种装置是“太阳电池板”(由很多光电池串联、并联而组成的系列),可产生数瓦以至千瓦级的功率,使用方便、无污染,已成为人造卫星等空间物体的主要电源。还可用于无人灯塔、海上浮标灯、山地气象站、沙漠里的抽水机以及照相机、电子手表等工业中。大功率光发电系统尚处在探索阶段。热发电的方法较多。有用反射镜群把太阳能聚集到离地面数米或更高处的锅炉上,产生蒸汽推动汽轮机发电的。有利用海面温度与深层温度不同,以液氨为工质组成热力系统发电的(称为“太阳能海水温差发电”)。其它则尚处于实验研究阶段。

3088太阳灶  是一种利用太阳能的简易炊具装置,可供烧水、做饭、烧煮其它食物,还可以煮饲料等。其基本原理是通过光-热转换装置获得热能,作炊具加热食物。

3089核能  原子核反应中释放出来的能量叫做核能。核能是本世纪五十年代开始利用的能源。它是靠核燃料在反应堆中“燃烧”发热而产生的能量。它的能量是巨大的,一公斤铀235释放的能量相当于2400吨标准煤释放的能量;一公斤的氘、氚混合物释放的能量比铀释放的能量还要大。核能是未来重要的能源。核燃料能量密集,燃料运输量小,核电站建设的地区适应性强。尽管核电站的建设投资大,周期长,需要大量技术人员和设备,特别是需要防止放射性物质外逸的密闭设备,并且处理好核废料,以确保安全。但核电站一但投产,运转费用比煤、石油都要低,收益大。到1980年为止,全世界20多个国家和地区建成的核电站已有200多座,发电能力超过一亿千瓦。核能发电量超过总发电量10%的国家有美国、英国、民主德国、联邦德国、加拿大、日本等;超过40%的国家有法国和比利时。我国现在正在浙江省海盐县秦山建设我国第一座核电站。

3090核反应  使一种原子核转变为另一种原子核的过程,叫做核反应。

3091热核反应  在极高的温度条件下,轻原子核进行聚变,并释放出巨大能量,称热核反应。当温度足够高时,这种聚变过程能自动、持续地进行。太阳及其它恒星的主要能量来源,就是由它们内部不断进行的热核反应释放出来的。

3092 氘  即“重氢”,符号是D或21H。是氢的同位素。与氧化合后生成重水(D2O)。氘能参与许多核反应,并在反应过程中释放出巨大的能量,是一种极有前途的新能源。据估计,一吨海水中大约含有140克重水,如果折合成石油,一桶海水中所含的重水的能量,相当于400桶优质石油的能量。如果我们把海水中所有氘的核能都释放出来,那么,它所产生的能量,足以提供比现在年耗能量大一千倍的能量,持续数亿年之久。

3093 氚  是氢的放射性同位素,即“超重氢”,符号是T或31H。在自然界中,氚的存在量极微,可用氘或锂6进行某种核反应产生。与氘一样,氚也是进行核聚变反应的能源之一。

3094同位素  在元素周期表中居同一位置的同属种元素,它们的核电荷数相同,但中子数不同,即原子量不同。元素的化学性质也相似,已知的103种元素的同位素约有2000种左右。
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