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物理能量转换世界 超自然的力量 内容简介

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物理能量转换世界 超自然的力量 目录

物理能量转换世界 超自然的力量 精彩文摘

能量是用以衡量所有物质运动规模的统一的客观尺度。能量无所不在,虽然我们看不见能量,却可以通过热、光、电、运动等形式感觉到它的存在。日常生活中,“能量”也随处可见,在我们这个星球上,任何事情的发生部必然伴随着某种形式的能量。《物理能量转换世界:超自然的力量》为广大青少年读者介绍了和我们生活息息相关的各种能量。化学能劳苦功高的煤炭浑身是宝的石油洁净高效的天然气能量巨大的盐差能初露锋芒的氢气能深埋海底的可燃冰从纤维素到电厂燃料生物质能沼气变废为宝藻类+二氧化碳=石油“石油植物”和“植物石油”生物质能利用的广阔前景风能 .风是一种巨大能量源“重新起航”的帆船风力发电“人海上天”水能“蓝色煤海”——潮汐能来自波浪的电能海流发电梦想成真触手可及的海水温差发电让水像油一样燃烧起来热能地球是个大热球地热能的开发利用来自火山的馈赠光 能超级能量球——太阳人类对太阳能的利用神奇的激光能北极光的启示大放异彩的“冷光”声 能应用广泛的超声波捕捉声波——声呐技术磁能新发电技术——磁体流发电“零高度”行驶——磁悬浮列车核 能核裂变产生巨能威力巨大的核电核电是安全的能量大显身手的核电池核聚变的美好畅想电磁波微波能量红外线能量紫外线能量x射线能量α、β、у射线能量宇宙能“地球发电机”“反物质”能量把万物变成能量骇人的星体巨能化学能化学能是物体发生化学反应时所释放出的能量,化学能很隐蔽,不能直接用来做功,只能先变成热能或者其他形式的能量,然后这些转化后的能量再做功。煤的燃烧就属于一种化学能的释放。各种物质都储存有化学能,但由于每种物质的组成成分和组成结构不同,所含的化学能也就不同。常规能源中的煤、石油、天然气燃烧时都会放出大量的化学能,这些化学能是以热能的形式表现出来的。劳苦功高的煤炭煤炭是地球上蕴藏量最丰富,分布地域最广的化石燃料。据世界能源委员会的评估,世界煤炭可采资源量约15.34万亿吨标准煤,占世界化石燃料可采资源量的66.8%。其中7个储量最大的国家依次为美国、中国、俄罗斯、澳大利亚、印度、德国、波兰。古希腊关于普罗米修斯盗取天上圣火送给人间的神话,是火在人类社会发展中起着关键作用的最好注脚。正是在火的光辉照耀下,人类才迈出了文明的第一步,从而日益繁盛起来。煤与火有着密切的关系。人们把煤炭称作乌金墨玉,不仅是它有金子般的光泽和玉石般的晶莹外表,更重要的是,它对于提高人类生活水平起了无法估量的重大作用。那么,煤炭是从哪里来的呢?也许你会说,煤炭不就是从煤矿里挖出来的吗?然而,你可知道,煤矿却是几经沧桑,既经历过日积月累、悠长的缓慢变化,又经历过地壳翻天覆地的剧烈变动后才形成的。简单一点说吧,大约100万年到44亿年前,地球的环境和气候条件很适于植物的大量生长和繁殖。它们大量地出现在陆地、沼泽、湖泊和浅海中。死亡的植物日积月累,逐渐沉积起来,在细菌的作用下,经过一段很长的时间,慢慢硬化,变成褐色或黑色的泥炭。再经过一段漫长的岁月,这些泥炭被深深地埋在地下,这样,泥炭就和空气完全隔绝了。细菌在缺氧的高温条件下无法生存,终于停止了活动;泥炭却处在高温高压的环境中,被挤压成了褐煤。又经过一段很长的时间,褐煤受到更大的压力而形成更硬的烟煤。随着岁月的流逝,烟煤又受到了更大的压力,最后变成很硬的、晶莹黑亮的无烟煤。褐煤多呈褐色,其名称即由此而来,有些褐煤是黑褐色或黑色的,有些则带有淡黄的颜色。褐煤的光泽一般较暗淡。烟煤大多数呈黑色、暗黑色或亮黑色,无烟煤一般呈铜灰色,且具有明亮的金属或半金属光泽。这三种煤都能燃烧,但发热的能力却不一样。如果定义燃烧1千克煤所释放出来的热量叫做煤的热值,使1克水温度升高1℃所需要的热量是1卡,则褐煤的热值只有1.0×;107~1.7×;107焦耳/千克,烟煤的热值为2.2×;107~2.9×;107焦耳/千克,无烟煤热值可达2.5×;107~3.1×;107焦耳/千克。褐煤生性活泼,很容易被火点着,燃烧时冒出浓重的黑烟,但火力不强。烟煤燃烧起来火很旺,烟很浓,火苗呈黄红色,故人们常称之为“红火煤”。无烟煤生性冷静,不易点燃,但一旦烧起来温度高,火力足,冒烟很少,其火焰呈蓝色,故得了个雅号——“蓝火煤”。无烟煤热值高,是一种很好的工业和民用燃料。无烟煤又可以用来制造煤气、电极、化肥,还可以用来炼铁。褐煤作为燃料价值是不大的,但作为化工用煤却很有用处。它可以用来制造煤气,用来生产有机原料而获得形形色色的化工产品。含油率高的褐煤还可以用来炼制液体燃料。烟煤可以说是一个多面手。按照工业上的分类,烟煤可分为8类:贫煤、瘦烟、焦烟、肥煤、气煤、弱黏结煤、不黏结煤和长焰煤。其中,贫煤、气煤、弱黏结煤、不黏结煤和长焰煤等可用来生产煤气;气煤、弱黏结煤、不黏结煤和长焰煤等可用作上等的动力燃料;长焰煤可用来炼制液体燃料;焦煤、肥煤、气煤、瘦煤和弱黏结煤等可用来炼制焦炭,这是烟煤所作出的最可宝贵的一项贡献。人类利用煤炭已有2000多年的历史了。我国古代人民是最早发现并利用煤炭烧饭和取暖的。在公元前200多年的汉代,就有关于发现和利用煤炭的记载了。在西方,古希腊虽然也有人使用煤,但却因此而被治罪。欧洲人在相当长的时期内都没有利用煤炭。13世纪80年代,即我国元朝初期,意大利人马可·波罗来到中国,看到中国人用煤作燃料,竟吃惊不已,并把此事在他的著作《东方见闻录》中作了详细记述。可是,到1765年,英国人瓦特发明了蒸汽机以后,煤炭一跃而成为人类的主要能源,成为工农业生产和科学技术开发的原动力和人民生活的必需品。煤炭是重要能源,也是冶金、化学工业的重要原料。主要用于燃烧、炼焦、汽化、低温干馏、加氢液化等。①燃烧。煤炭是人类的重要能源资源,任何煤都可作为工业和民用燃料。②炼焦。把煤置于干馏炉中,隔绝空气加热,煤中有机质随温度升高逐渐被分解,其中挥发性物质以气态或蒸气状态逸出,成为焦炉煤气和煤焦油,而非挥发性固体剩留物即为焦炭。焦炉煤气是一种燃料,也是重要的化工原料。煤焦油可用于生产化肥、农药、合成纤维、合成橡胶、油漆、染料、医药、炸药等。焦炭主要用于高炉炼铁和铸造,也可用来制造氮肥、电石。电石亦是塑料、合成纤维、合成橡胶等合成化工产品的原料。③汽化。汽化是指转变为可作为工业或民用燃料以及化工合成原料的煤气。④低温干馏。把煤或油页岩置于550℃左右的温度下低温干馏可制取低温焦油和低温焦炉煤气,低温焦油可用于制取高级液体燃料和作为化工原料。⑤加氢液化。将煤、催化剂和重油混合在一起,在高温高压下使煤中有机质破坏,与氢作用转化为低分子液态和气态产物,进一步加工可得汽油、柴油等液体燃料。加氢液化的原料煤以褐煤、长焰煤、气煤为主。综合、合理、有效地开发利用煤炭资源,并着重把煤转变为洁净燃料,是人们努力的方向。尽管地球上的煤炭资源十分丰富,专家们估计,如果单独使用煤炭,也足以满足全人类今后至少200年所需要的能源,然而,它毕竟是一种非再生能源,用一点就会少一点。

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