论文格式1、论文题目:要求准确、简练、醒目、新颖。2、目录:目录是论文中主要段落的简表。(短篇论文不必列目录)3、提要:是文章主要内容的摘录,要求短、精、完整。字数少可几十字,多不超过三百字为宜。4、关键词或主题词:关键词是从论文的题名、提要和正文中选取出来的,是对表述论文的中心内容有实质意义的词汇。关键词是用作机系统标引论文内容特征的词语,便于信息系统汇集,以供读者检索。每篇论文一般选取3-8个词汇作为关键词,另起一行,排在“提要”的左下方。主题词是经过规范化的词,在确定主题词时,要对论文进行主题,依照标引和组配规则转换成主题词表中的规范词语。5、论文正文:(1)引言:引言又称前言、序言和导言,用在论文的开头。引言一般要概括地写出作者意图,说明选题的目的和意义, 并指出论文写作的范围。引言要短小精悍、紧扣主题。〈2)论文正文:正文是论文的主体,正文应包括论点、论据、论证过程和结论。主体部分包括以下内容:a.提出-论点;b.分析问题-论据和论证;c.解决问题-论证与步骤;d.结论。6、一篇论文的参考文献是将论文在和写作中可参考或引证的主要文献资料,列于论文的末尾。参考文献应另起一页,标注方式按《GB7714-87文后参考文献著录规则》进行。中文:标题--作者--出版物信息(版地、版者、版期):作者--标题--出版物信息所列参考文献的要求是:(1)所列参考文献应是正式出版物,以便读者考证。(2)所列举的参考文献要标明序号、著作或文章的标题、作者、出版物信息。
新能源是相对于常规能源说的,有核能、太阳能、风能、生物质能、氢能、地热能和潮汐能等许多种。新能源的共同特点是比较干净,除核裂变燃料外,几乎是永远用不完的。由于煤、油、气常规能源具有污染环境和不可再生的缺点,因此,人类越来越重视新能源的开发和利用。(1)核能技术。核能有核裂变能和核聚变能两种。核裂变能是指重元素(如铀、钍)的原子核发生分裂反应时所释放的能量,通常叫原子能。核聚变能是指轻元素(如氘、氚)的原子核发生聚合反应时所释放的能量。核能产生的大量热能可以发电,也可以供热。核能的最大优点是无大气污染,集中生产量大,可以替代煤炭、石油和天然气燃料。①核裂变技术,从1954年世界上第一座原子能电站建成以后,全世界已有20多个国家建成400多个核电站,发电量占全世界16%。我国自己设计制造建成的第一座核电站是浙江秦山核电站30万千瓦;引进技术建成的是广东大亚湾核电站180万千瓦。核电站同常规火电站的区别是核反应堆代替锅炉,核反应堆按引起裂变的中子不同分为热中子反应堆和快中子反应堆。由于热中子堆比较容易控制,所以采用较多。热中子堆按慢化剂、冷却剂和核燃料的不同,有轻水堆(用轻水作慢化剂和冷却剂,浓缩铀为燃料,包括压水堆和沸水堆)、重水堆(重水慢化和冷却,天然铀为燃料)、石墨气冷堆(石墨慢化,二氧化碳或氦冷却,浓缩铀为燃料)、石墨水冷堆(石墨慢化,轻水冷却,浓缩轴为燃料),这些堆型各有优点,目前一般采用轻水堆较多。快中子反应堆的优点可以充分利用天然铀资源,热中子堆只能利用天然铀中2%的左右的铀,而快中子增值堆可以利用60%以上,这种堆型还在进行商业规模示范试验。②核聚变技术,这是在极高温度下把两个以上轻原子核聚合,故叫热核反应。由于聚变核燃料氘在海水中储量丰富,几乎人类可用之不尽。所以世界各国极为重视。可以说,世界人类永恒发展的能源保证是核聚变能。(2)太阳能技术。①太阳能热利用技术比较成熟,有太阳能热水器、太阳能锅炉烧蒸汽发电、太阳能制冷、太阳能聚焦高温加工、太阳灶等,在工业和民用中应用较多;②太阳能光电转换技术,通过太阳能光电池把光能转换成电能(直流电),主要是光电池制造技术,太阳能电池有单晶硅、多晶硅、非晶硅、硫化镉和砷化锌电池许多种。这种发电技术利用最方便,但大功率发电成本太高。③光化学转换技术,利用太阳能光化学电池把水电解分离产生氢气,氢气是很干净的燃料。(3)风能技术。风能是一种机械能,风力发电是常用技术,目前世界上最大风力发电机为3200千瓦,风机直径97.5米,安装在美国夏威夷。我国风力发电装机总共20万千瓦,最大风力发电机为120千瓦。(4)生物质能技术。这是利用动植物有机废弃物(如木材、柴草、粪便等)的技术。①热化学转换技术,把木材等废料通过气化炉加热转换成煤气,或者通过干馏将生物质变成煤气、焦油和木炭;②生物化学转换技术,主要把粪便等生物质通过沼气池厌气发酵生成沼气,沼气的主要成分是甲烷。沼气技术在我国农村得到较好应用,工业沼气技术也开始应用。③生物质压块成型技术,把烘干粉碎的生物质挤压成型,变成高密度的固体燃料。(5)氢能技术。氢气热值高,燃烧产物是水,完全无污染。而且制氢原料主要也是水,取之不尽,用之不竭。所以氢能是前景广阔的清洁燃料。①氢气制造技术,有水电解法、水热化学制氢法、水光电池分解法等;②氢气储运技术,氢气贮存有三种方式,一是压缩,二是低温液化,三是贮氢金属吸收。③氢气利用技术,有三种利用方式,一是作为燃料直接燃烧,二是通过氢燃料电池直接发电,三是用作各种能源转换的中介质使用。(6)地热能技术。地热能有蒸汽和热水两种。地热蒸汽有较高压力和温度,可直接通过蒸汽轮机发电;地热热水最好是梯级利用,先将高温地热水用于高温用途,再将用过的中温地热水用于中温用途,然后再将用过的低热水再利用,最后用于养鱼、游泳池等(表13-6)。(7)潮汐能技术。潮汐发电技术是低水头水力发电技术,容量小,造价高。我国海岸线长达14000公里,有丰富潮汐能。据估算,全国可开发利用潮汐发电装机容量为2800万千瓦,年发电700亿千瓦时。 资料来源:
首先你要知道物体与物体之间是有引力的,而引力的大小就要看相互作用的物体的大小和相距的距离,如果是多个物体相作用的话就要看相互的位置。引起潮水的物体主要是太阳、地球、月亮! 请看四个概念: 1、潮汐:海水在月球和太阳的引潮力的作用下发生的同期性的升降运动 2、大潮:农历初一,十五时,月日地球三个天体在一条直线上此时月球和太阳合成的引潮力最大,高潮特高,低潮特低,潮差最大。 3、小潮:农历初八、二十三时,三个天体的位置成直角,月球和地球合成的引潮力最小,形成高潮不高,低潮不低,潮差最小。 4、潮流:海水有和太阳的引潮力的作用下,除周期性的升降运动外,同时还发生周期性水平运动称潮流 这样就好解释了,当三个天体成直线的时候,太阳和月亮对对海水有引力,而且是叠加的作用,而海水是流体,就会脱离原本的位置,往上面涌起。所以会形成潮水了。也就是涨潮,涨潮了不会永远不掉下来,所以周期性的就会退潮了
1 大学物理小论文格式要求 一、要求: (1)论文要与所学的大学物理课程内容相关。提供以下可供学生参考的论文题目方向。具体论文题目由学生自己选定,最好来源于自己对实际生活中遇到的物理现象的思考。 (2)小论文占期末大学物理课程总评成绩15%,不交论文者,该部分分数计为0分。要求独立完成论文,严禁抄袭,对不合格的论文退回重做。 (3)字数限制在1500-3000字之间。A4纸打印,单倍行距。应包括以下几部分:标题、作者 (姓名 班级 学号)、摘要(150字内)、论文正文、主要参考文献(约3-5篇)。 二、大学物理小论文书写格式 标题(黑体小三号居中)(空一行) 院系班级、姓名、学号(宋体小四号)(空一行)摘要(黑体五号):(宋体五号居左)(字数在 100 至 150 之间)关键词(黑体五号):(宋体五号居左)( 3 ~ 5 个,分号间隔)(空一行) 正文:五号宋体(英文用Times New Roman),首行缩进2个字符 1 一级标题(黑体小四号) 二级标题( 黑体五号 ) 小次标题( 黑体五号) 图居中,图名在图下方 中文图名:小五宋体居中 英文图名:小五Times New Roman居中 图注:小五宋体居中 表格居中,表名在表上方 中文表名:小五宋体居中 英文表名:小五Times New Roman居中 表内文字五号宋体居中 参考文献:五宋体居左1 .期刊格式:作者. 篇名[J]. 期刊名, 年份, 期号(卷号):起始页码-终止页码2 .图书格式:作者. 篇名[M]. 出版地:出版社, 年份: 起始页码-终止页码三、参考内容: 1. 潮汐原理及周期 2. 直升飞机、火箭以及其它非常规飞行器是怎样控制它们的姿态的? 3. 调查研究一下交通工具中所使用的各种变速器和离合器的大致分类,从某个着眼点进行讨论。 4. 飞机为什么能飞?哪种机翼可以提供最大的升力最小的阻力? 5. 请论述“上升气流为什么会形成气旋?水池底部漏水为什么造成水旋?跳水运动员翻筋斗,滑冰 运动员做出美妙的动作,背后是谁在起作用?” 6. 音箱的工作原理? 7. 过山车的设计原理?
能源科学与未来发展摘要:通过了解过去以及现在的能源结构和能源利用技术,提出能源科学需要多学科交叉与综合来为能源发展提出贡献,而且能源科学的发展是能源高技术创新的源泉和先导。因此,能源科学和能源利用技术的发展不仅为国家未来的科学发展提供帮助,也为国家解决当今的能源危机给予支持。关键词:能源结构,能源利用技术,新能源,能源是比较集中的含能体或能量过程,凡是能够间接或者经过转换而获取某种能量的自然资源,统称为能源。在自然界里有一些自然资源本身就拥有某种形式的能量,它们在一定条件下能够转换成人们所需要的能量形式,这种自然资源显然是能源。能源是人类从是物质资料生产的原动力。从人类远古时代在地球上出现后,随着社会生活和经济生活的不断发展,能源的应用形势和规模在不断变化增长。在古代,人类的主要能源来自人力和畜力,辅以柴薪。自西方工业革命开始西方资本主义国家为满足其工业化的需要, 18世纪末,瓦特发明了蒸汽机、大量的以煤炭为能源的动力机械逐渐替代了小作坊式的手工业,煤炭与资本主义大生产相结合,使世界能源结构发生了重大变革。1895年,美国开始了石油钻探开发工作,这种液体燃料显示出比煤炭更强大的吸引力,1876 年,德国人奥托创制了内燃机,进而形成了以内燃机技术为核心的汽车工业,带动了机械制造业的发展,创造了人类历史上空前的物质文明。19世纪末开始,以电力为主导的能源结构大变革开始,从法拉第发现了电磁感应开始,人们认识到电和磁是统一的电磁现象,之后又发明了电动机、发电机和各种电器,使电力作为二次能源取得了广泛应用。据统计,现在世界上大约四分之三的能源是在发电厂中转化为电力为人类使用。但是利用常规能源(如化石燃料煤炭、石油和天然气)来产生电力,其储量有限,在可预见的将来就可能用尽或者由于利用成本过高而无法使用,因此为了满足社会发展日益增长的能源需求和可持续发展,我们必须寻找除化石燃料以外的新能源,来解决人类面临的能源问题。能源的几种分类1、按照能源的来源分类:a) 来自地球以外的天体的能量,主要是太阳辐射能。包括:固化了的太阳能,如化石燃料(煤、石油、天然气、油页岩等,由一亿年前存积下来的有机物质形成)、草木燃料等;太阳能转化成的能量,如风能、水能、波浪能、海洋能;直接的太阳辐射,如利用光电转化、光合作用等。b) 来自地球内部蕴藏的能量。包括:地球热能,如地震能、火山热能、地下热水、地热蒸汽、热岩层;原子核能,如蕴藏核能的元素,铀、钍、硼、氘等。c) 来自地球和其他天体相互作用而产生的能量。包括:地月相互吸引产生的潮汐能。地球上的能源主要来自于太阳能、地球热能、原子核能和潮汐能,占地球全部能源的。2、按照能源存在和产生形式分类a)一次能源———以现有的形式存在于自然界中的能源。可再生能源———不会随着它本身的转化或被利用而日益减少的能源,包括风能、水能、海流、海洋热能、潮汐能、草木燃料、直接太阳辐射、地震能、火山活动、地下热能等。非再生能源———随着人类的利用而逐渐减少的能源,包括矿石燃料(煤、石油、天然气、油页岩等),核燃料(铀、钍、硼、氘等)。b)二次能源—需要依靠其他能源来制取或产生的能源,包括电能、氢能、汽油、煤油、柴油、火药、酒精、甲醇等。他们使用方便,易于利用,是高品位能源。3、按能源本身的性质分类a) 含能体能源———能量以某种载体形式存储起来,而为人们利用。包括各种矿石燃料、核燃料、地下热能、高位水库、氢能等。b) 过程性能源———能量在物质运动的过程中存在,无法直接的大量存储,如需储存起来,必须把它们转化为含能体能源中的能量。包括风能、水能、海流、地震能、潮汐能以及电能等,转化方式如流水→高位水库,电能→蓄电池。大有潜力的常规能源最基本的常规能源——煤炭煤炭是古代植物埋藏在地下经历了复杂的生物化学和物理化学变化逐渐形成的固体可燃性矿物。煤作为一种燃料,早在800年前就已经开始。煤被广泛用作工业生产的燃料,是从18世纪末的产业革命开始的。随着蒸汽机的发明和使用,煤被广泛地用作工业生产的燃料,给社会带来了前所未有的巨大生产力,推动了工业的向前发展,随之发展起煤炭、钢铁、化工、采矿、冶金等工业。而且煤炭在地球上的储量丰富,分布广泛,一般也比较容易开采,因而被广泛用作各种工业生产中的燃料。煤炭对于现代化工业来说,无论是重工业,还是轻工业;无论是能源工业、冶金工业、化学工业、机械工业,还是轻纺工业、食品工业、交通运输业,都发挥着重要的作用,各种工业部门都在一定程度上要消耗一定量的煤炭,因此有人称煤炭是工业的“真正的粮食”。现我国已探明的煤炭储量为世界第一位。尽管如此,煤炭供应不足仍制约我国国民经济发展,因此,应用高新技术进行煤炭的加工转化,提高煤炭的利用效率,减少煤炭燃烧的环境污染,是解决能源缺乏、加速国民经济发展的重要途径之一。煤炭的处理加工及转化(1)选煤技术:选煤是指除去或减少原煤中所含的杂质(包括灰分、矸石、硫分等),并将处理过的煤分成若干个品种等级,以满足不同用户的需要。(2)洁净煤技术:洁净煤技术是一系列新近开发的煤炭加工、燃烧转化和煤烟通道中的烟道气净化技术的总称。目的是减轻煤炭燃烧对环境的污染,提高煤炭利用效率,并降低成本。(3)型煤及利用:用粉煤或低品位煤制成的具有一定形状的煤制品称为型煤。燃烧型煤可以提高热效率、节约煤炭并降低污染。型煤的节能率是所有洁净煤技术中最高的,相对环境效益也很高。(4)煤液混合新型燃料技术:煤液混合新型燃料是一项新技术,这些混合燃料是粉煤在液体中的一种悬浮物,即煤液混合料。目前已有多种混合料经过全面试验,最有工业应用价值的煤液混合料是水煤浆,是一种低污染的燃料。当代工业的血液——石油和天然气石油又称原油,是从地下深处开采的棕黑色可燃粘稠液体。它是古代海洋或湖泊中的生物经过漫长的演化形成的混合物,属于化石燃料。石油及其产品广泛用于生产和生活的各个方面,被称为工业的血液。石油是现代世界一次能源消费构成中的主要能源,据1990年的资料统计,石油在世界一次能源消费构成中居第一位;在我国仅次于煤炭居第二位。至1990年底,世界天然气在世界一次能源构成中次于煤炭和石油,居第三位。我国已探明的天然气储量居世界第九位。1990年我国天然气在一次能源消费构成中次于煤炭、石油、水电,居第四位。原油经过加工,形成汽油、煤油、柴油、润滑油、化工轻油和石脑油六大类产品。石油产品的范围从液化石油气开始,中间是石油化工原料、燃料和润滑油料,一直到沥青。原油在加工过程中还会释放出大量的石油气。石油加工后,可以得到利用率高、经济、合理的各种液体燃料,主要为内燃机燃料、锅炉燃料和灯油三类。其他的石油产品主要有润滑油、蜡、沥青以及石油化工产品如石油溶剂、乙烯、丙烯和聚乙烯等。天然气是一种混合气体,其主要成分为甲烷。天然气作为燃料容易燃烧、清洁无灰渣、热值高而且不污染环境。天然气和石油一样是非常重要的基本有机化工原料。从天然气中分离出来及从石油炼厂汽中回收和分离的许多物质是最基本的化工原料,并可进一步制造转化出多种化工产品,如合成纤维、合成橡胶、合成塑料和化肥等产品。火力发电的主要燃料就是前面我们讲述过的煤炭,有时候也有用油作燃料的。而且我国在很长一段时期电力建设的主要任务仍将是发展火力发电。火力发电设备容量和参数的提高,有一系列问题需要解决。特别是在当今我们赖以生存的生态环境日趋恶化的情况下,如何降低甚至消除火力发电对环境的污染是一个迫切需要解决的问题,因此采取低污染的燃烧方式是必然的发展趋势。最干净的常规能源——水能水能利用的主要方式是发电。水力发电就是利用河流中蕴藏着的水能来产生电能,其中最常用的方法就是在河流上建筑拦河坝,将分散在河段上的水能资源集中起来,然后靠引水管道引取集中了水能的水流去转动设在厂房中的水轮发电机组,在机组运转的过程中,就将水能转变成了电能。因为利用的是水能,而水流本身并无损耗,仍可以为下游用水部门所利用。我国水能资源的特点是水力资源总量较多,但开发利用率低,水力资源分布不均,西部多,东部少,相对集中在西南地区,而经济发达、能源需求大的东部地区水力资源极少,与经济发展不匹配。水力发电有以下特点:(1)水作为一种资源可由自然界水循环中的降水补充,使水能资源成为不会枯竭的再生能源,所以其发电成本非常低。(2)水力发电事业和其他水利事业可以互相结合。为了使水能产生电能,常常要修建水库,而水库可作为防洪、供水、发展航运事业等多种任务。(3)水电站中装设的水轮机开启方便、灵活,适宜于作为电力系统中的变动用电器,有利于保证供电质量。(4)水电站建成后,能够连续提供廉价的电力。(5)水力发电不污染环境,是一种公认的清洁能源。充满希望的新能源21世纪的主要能源——太阳能太阳是一个炽热的气体球,蕴藏着无比巨大的能量。地球上除了地热能和核能以外,所有能源都来源于太阳能,因此可以说太阳能是人类的“能源之母”。没有太阳能,就不会有人类的一切。1945年,美国贝尔电话实验室制造出了世界上第一块实用的硅太阳能电池,开创了现代人类利用太阳能的新纪元。人们利用太阳能的方法主要有三种,一种是使太阳能直接转换成电能,即光电转换。太阳能电池就属于这种转换方式;第二种是使太阳能直接转变成热能,即光热转换,如太阳能热水器等;第三种是使太阳能直接转变成化学能,即光化学转换,如太阳能发动机等。实际上,人类早就有意识地利用太阳能,自从有了太阳能电池,就为太阳能的利用开辟了广阔的途径,人造卫星和宇宙飞船探测宇宙空间时用上了重量轻、使用寿命长和耐冲击振动的太阳能电池。目前,世界各国都在大力研究新型太阳能电池,提高光电转换率,使太阳能的开发利用进一步深化。太阳能电站通常人们所说的太阳能电站,指的是太阳能热电站。这种发电站先将太阳光转变成热能,然后再通过机械装置将热能转变成电能。太阳能电站能量转换的过程是:利用集热器(聚光镜)和吸热器(锅炉)把分散的太阳辐射能汇聚成集中的热能,经热换器和汽轮发电机把热能变成机械能,再变成电能。太阳能电站靠太阳能热管来聚集热能,太阳能热管又叫真空集热管,它在结构上与我们平常所用的热水瓶相似,但热水瓶只能用来保温,而太阳能热管却能巧妙地吸收太阳的热能,即使阳光很微弱,它也能达到较高的温度,比一般太阳能集热器的本领强。热管在一天之内可以提供大量的工业用热水,又能一年四季不断地为它的主人供应所需要的热能。魔鬼与天使——核能从 1954年前苏联建成世界上第一座核电站以来,人类和平利用核能的历史还不到半个世纪;然而,核能的发展却异常迅速。核能的发展之所以如此迅速,主要是因为它有着显著的优越性:其一,它的能量非常巨大,而且非常集中。其二,运输方便,地区适应性强。其三,储量丰富,用之不尽。从目前情况来看,世界各国的核能发电技术已相当成熟,大量投入使用的单机容量达百万千瓦级的发电机组,使核电站得到了迅速的发展。近十多年来,人们已经成功地研制出能充分利用铀燃料的核反应堆,这就是被称为“明天核电站锅炉”的快中子增殖核反应堆。这种核反应堆能使核燃料增殖,也就是说,核燃料在这种“锅炉”里越烧越多。如果能大量使用快中子增殖核反应堆,不仅能使铀资源的有效利用率增大数十倍,而且也将使铀资源本身扩大几百倍。另外,近年来在激光核聚变、核电池、太空核电站和海底核电站等研究试验方面也都取得了一定的成果,促进了核能发电技术的进一步提高。前景诱人的海洋能海洋能是海水运动过程中产生的可再生能,主要包括温差能、潮汐能、波浪能、潮流能、海流能、盐差能等。潮汐能和潮流能源自月球、太阳和其他星球引力,其他海洋能均源自太阳辐射。全世界海洋能的总储量,约为全球每年耗能量的几百倍甚至几千倍。这种海洋能是取之不尽、用之不竭的新能源。在不远的将来,海洋能在造福于人类方面,将发挥巨大而重要的作用。海洋潮汐发电你听说过吗?大海也会进行呼吸。海洋的潮汐,是由于月亮、太阳对地球上海水的吸引力和地球的自转而引起海水周期性、有节奏的垂直涨落现象。海洋的潮汐中蕴藏着巨大的能量。在涨潮的过程中,汹涌而来的海水具有很大的动能,随着海水水位的升高,就把大量海水的动能转化为势能;在落潮过程中,海水又奔腾而去,水位逐渐降低,大量的势能又转化为动能。海水在涨落潮运动中所蕴含的大量动能和势能,称为潮汐能。潮汐发电具有如下优点:(1)潮汐发电的水库都是利用河口或海湾建成的,不占用耕地,也不像河川水电站或火电站那样要淹没或占用大面积土地。(2)潮汐发电站不像河川水电站那样受洪水和枯水的影响,也不像火电站那样污染环境,是一种不受气候条件影响的、干净的发电站。(3)潮汐电站的堤坝较低,容易建造,投资也较少。海水盐差发电海水里面由于溶解了不少矿物盐而有一种苦咸味。然而,这种苦咸的海水大有用处,可用来发电,是一种能量巨大的海洋资源。在大江大河的入海口,淡水和咸水的交汇处,淡水和咸水就会自发地扩散、混合,直到两者含盐浓度相等为止。在混合过程中,还将放出相当多的能量。这就是说,海水和淡水混合时,含盐浓度高的海水以较大的渗透压力向淡水扩散,而淡水也在向海水扩散,不过渗透压力小。这种渗透压力差所产生的能量,称为海水盐浓度差能,或者叫做海水盐差能。海流能顾名思义,海流就是海洋中的河流。浩瀚的海洋中有一部分海水经常是朝着一定方向流动的,在海洋中常年默默奔流着。海流和陆地上的河流一样,也有一定的长度、宽度、深度和流速。风力的大小和海水密度不同是产生海流的主要原因。由定向风持续地吹拂海面所引起的海流称为风海流;而由于海水密度不同所产生的海流称为密度流。归根结底,这两种海流的能量都来源于太阳的辐射能。利用海流发电比陆地上的河流优越得多,它既不受洪水的威胁,又不受枯水季节的影响,几乎以常年不变的水量和一定的流速流动,完全可成为人类可靠的能源。海流发电是依靠海流的冲击力使水轮机旋转,然后再变换成高速,带动发电机发电。海水温差能,辽阔的海洋,是一个巨大的“储热库”,它能大量地吸收辐射的太阳能;它又是一个巨大的“调温机”,调节着海洋表面和深层的水温。海水的温度随着海洋深度的增加而降低。这是因为太阳辐射无法透射到400米以下的海水,海洋表层的海水与500米深处的海水温度差可达20℃以上。海洋中上下层水温度的差异,蕴藏着一定的能量,叫做海水温差能。利用海水温差能可以发电,叫海水温差发电。现在新型的海水温差发电装置,是把海水引入太阳能加温池,把海水加热到45~60℃,有时可高达90℃,然后再把温水引进保持真空的汽锅蒸发进行发电。用海水温差发电,还可以得到副产品——淡水,所以说它还具有海水淡化功能,可以用来解决工业用水和饮用水的需要。生物能源——沼气能沼气是一种可燃气体,由于这种气体最早是在沼泽、池塘中发现的,所以人们称它“沼气”。我们通常所说的沼气,是人工制取的,所以它属于二次能源。而作为能源的沼气,至今尚未得到广泛的应用,所以它还属于现代新能源的成员。沼气的主要成分是甲烷(CH4)气体。通常,沼气中含有60~70%的甲烷,30~35%的二氧化碳,以及少量的氢气、氮气、硫化氢、一氧化碳、水蒸汽和少量高级的碳氢化合物。甲烷气体的发热值较高,因而沼气的发热值也较高,所以说沼气是一种优质的人工气体燃料。甲烷在常温下是一种无色、无味、无毒的气体,它比空气要轻。由于甲烷在水中的溶解度很低,因而可用水封的容器来储存它。生产沼气的原料丰富,来源广泛。人畜粪便、动植物遗体、工农业有机物废渣和废液等,在一定温度、湿度、酸度和缺氧的条件下,经厌氧性微生物的发酵作用,就能产生出沼气。沼气是一种可以不断再生、就地生产就地消费、干净卫生、使用方便的新能源。在目前,它可以代替供应紧张的汽油、柴油,开动内燃机发电,驱动农机具加工农副产品,也可以用来煮饭照明。从现今情况看来,使用沼气具有以下的优点:(1)沼气不仅能解决农村能源问题,而且能增加有机肥料资源,提高质量和增加肥效,从而提高农作物产量,改良土壤。(2)使用沼气,能大量节省秸杆、干草等有机物,以 便用来生产牲畜饲料和作为造纸原料及手工业原材料。(3)兴办沼气可以减少乱砍树木和乱铲草皮的现象,保护植被,使农业生产系统逐步向良性循环发展。(4)兴办沼气,有利于净化环境和减少疾病的发生。这是因为在沼气池发酵处理过程中,新时代“古老”能源——风能在自然界,风是一种巨大的能源,它远远超过矿物能源所提供的能量总和,是一种取之不尽、尚未得到大量开发利用的能源。风能是空气在流动过程中所产生的能量,而大气运动的能量来源于太阳辐射。由于地球表面各处受太阳辐射后散热的快慢不同,加之空气中水蒸汽的含量不同,从而引起各处气压的差异,结果高压地区空气便向低气压地区流动,从而形成了风,因此,风能是一种不断再生的没有污染的清洁能源。当前,世界各国对风能的利用,主要是以风能作动力和发电两种形式,其中以风力发电为主。以风能作动力,就是利用风轮来直接带动各种机械系统的装置,如带动水泵提水等。这种风力发动机的优点是,投资少、工效高、经济耐用。根据我国风能资源分布情况和当前的技术条件,近期开发利用风能的重点将放在内蒙古、东北、西北、西藏和东南沿海,以及岛屿、高山、风口等风能资源丰富的地区。在年平均风速超过6米/秒的地区,特别是电网很难达到的牧区、海岛和高山边远地区,开发利用风能资源更具有深远意义。21世纪的理想能源——氢能在众多的新能源中,氢能将会成为21世纪最理想的能源。这是因为,在燃烧相同重量的煤、汽油和氢气的情况下,氢气产生的能量最多,而且它燃烧的产物是水,没有灰渣和废气,不会污染环境,而氢主要存于水中,燃烧后唯一的产物也是水,可源源不断地产生氢气,永远不会用完。氢的用途很广,适用性强。它不仅能用作燃料,而且金属氢化物具有化学能、热能和机械能相互转换的功能。例如,储氢金属具有吸氢放热和吸热放氢的本领。可将热量储存起来,作为房间内取暖和空调使用。氢气在一定压力和温度下很容易变成液体,因而将它用铁路罐车、公路拖车或者轮船运输都很方便。液态的氢既可用作汽车、飞机的燃料,也可用作火箭、导弹的燃料。美国飞往月球的“阿波罗”号宇宙飞船和我国发射人造卫星的长征运载火箭,都是用液态氢作燃料的。另外,使用氢—氢燃料电池还可以把氢能直接转化成电能,使氢能的利用更为方便。目前,这种燃料电池已在字宙飞船和潜水艇上得到使用,效果不错。当然,由于成本较高,一时还难以普遍使用。本世纪70年代,人们用半导体材料钛酸锶作光电极,以金属铂作暗电极,将它们连在一起,然后放入水里,通过阳光的照射,就在铂电极上释放出氢气,而在钛酸锶电极上释放出氧气,这就是我们通常所说的光电解水制取氢气法。科学家们还发现,一些微生物也能在阳光作用下制取氢。人们利用在光合作用下可以释放氢的微生物。通过氢化酶诱发电子,把水里的氢离子结合起来,生成氢气。本学科存在的主要问题一、简单运用传统经验进行具体工程项目的开发工作较多,研究运用技术科学基础不够。二、在发展新技术方面, 创新概念少, 自主概念少, 往往是跟着外国人提出的一种概念和已经发表的文献,缺乏自己独立自主的见解和正确分析判断, 跟着上马, 以致往往在人家已下马之后,不得不跟着下马。应结合我国实际,做出科学分析,提出自己独立的见解。要做到这一点,需要有深厚的技术科学基础。三、能源项目规模大, 投资多, 周期长, 全新概念不是很多,需要看准方向,长期坚持,及时总结,调整发展。重点发展方向的展望结合我国情况,重点发展方向应当是以下一些技术:石油天然气工业关键技术油气地球物理勘探与钻井新技术,海洋石油天然气开发技术,提高石油采收率新技术,在注水开发后期的油田,应用三次采油等方法提高石油采收率。煤炭高效洁净利用关键技术我国煤炭开发利用关键是解决生产效率低、不安全和环境严重污染两个方面的问题, 并应逐渐发展两大技术:一是安全、高效开采技术;二是高效、洁净利用的洁净煤技术:煤炭安全、高效开采技术;煤层气开发技术;煤洗选、加工、处理技术;洁净煤燃烧技术;煤炭气化技术。电力工业关键技术超临界、超超临界蒸汽参数发电技术,燃气蒸汽联合循环发电技术,洁净煤发电技术,热电联产及多联供技术,先进压水堆发电技术, 燃料电池发电技术, 全国大区电网互联和灵活的交流输配电技术。节能技术中低温余热利用系统和中低温能源利用新技术,热泵技术,建筑节能,新型低温储能(含冰蓄冷及电力调峰) 系统,节能电器,交通运输节能,高能耗工业的节能新工艺流程。核能释放与利用的科学问题核废料处理及再利用,提高安全性,新的安全堆型探索;快堆与高温气冷堆;受控热核聚变堆关键技术。可再生能源与氢能开拓与利用的科学问题低价、高效、长寿新型光伏发电技术;生物质能转换的化学生物技术; 光热利用新技术(发电、制冷等) ; 氢能规模制备、储运、利用技术。能源环境技术能源转换利用中有害元素控制与无公害定向转换技术;城市废弃物无公害、资源化利用技术;回收利用CO2 的能源环境系统探讨;燃煤生态工程,煤基制氢及氢能利用系统。农村能源技术沼气技术;生物质气化、液体燃料、发电技术;生物质加工处理技术。措施及建议一、能源与环保的立法,价格政策,倾斜政策。二、对能源科学技术(不是具体生产项目) 给予强大支持,由国家、产业联合支持。科教部门专门支持。三、对较远见效的方向,如先进概念的发电系统、太阳能、核能要给予重视和布局研究发展工作。四、培养基础扎实,知识面广,解决问题能力强的能源科学方面青年人才。五、加大能源科技研究开发的投入:我国能源R&D 经费占国家R&D 总经费的比例比国际上发达国家的相应值小一个数量级。能源R&D 投入过低导致我国科技自主研究开发参考文献:《环境与能源科学导论》作者:刘震炎 出版社: 科学出版社; 第1版《能源科学导论》作者:黄素逸 出版社:中国电力出版社《2011-2020年我国能源科学学科发展战略报告》(第四稿) 中国科学院《能源科学发展战略研究》中国科学院院士吴承康徐建中
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