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雨、雪、垃圾能發(fā)電科學(xué)家們發(fā)現(xiàn),大自然中蘊(yùn)藏著巨大的能量,可以通過多種手段,從21世紀(jì)初期開始,有一定規(guī)模地向雨雪垃圾索電,是完全可以實(shí)現(xiàn)的.
利用積雪發(fā)電:大家知道,積雪的溫度是0℃以下,因此雪中蘊(yùn)藏著巨大的冷能.科學(xué)家提出利用積雪發(fā)電的大膽設(shè)想.它的工作原理是,將蒸發(fā)器放在地面上,將凝縮器放在高山上,再用兩根管子將它們連接在一起,然后抽出管內(nèi)空氣,用地下熱水使低沸點(diǎn)的氟里昂(即現(xiàn)代電冰箱所用的制冷物質(zhì))汽化,并以雪冷卻凝縮器,由于氟里昂的沸點(diǎn)很低,加上管內(nèi)被抽空,所以它就沸騰起來,變成氣體快速向管子的上端跑去,沖擊汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn),從而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電.試驗(yàn)證明,1 t雪可把2~4 t氟里昂送上蓄液器.可見雪的發(fā)電本領(lǐng)是十分驚人的.
雪的資源極其豐富,地球上34%的國(guó)家屬多雪地區(qū).我國(guó)東北和新疆北部是全國(guó)下雪天數(shù)最多的地區(qū),每年平均在40天以上,積雪日數(shù)在90天以上.積雪發(fā)電的問世,將使茫茫雪原變成人類的又一理想的未來發(fā)電能源.
利用下雨發(fā)電:目前,科學(xué)家們研究雨能的利用已獲得成功,它是利用一種葉片交錯(cuò)排列,并能自動(dòng)關(guān)閉的輪子,輪子的葉片可以接受來自任何方向的雨滴,并能自動(dòng)開關(guān),使輪子一側(cè)受力大,另一側(cè)受力小,從而在雨滴沖擊和慣性的作用下高速旋轉(zhuǎn),驅(qū)動(dòng)電機(jī)發(fā)電.雨能電站可以彌補(bǔ)地面太陽能電站的不足,使人類巧妙而完美地應(yīng)用太陽能、風(fēng)能、雨能.
我國(guó)南方雨能資源豐富,特別是華東、華南、中南和西南各省的雨水充足,一年四季冰雪期很少,雨季的降雨量一般都比較多,陰雨天利用雨能發(fā)電,陽天利用太陽能發(fā)電,這樣無論晴天或陰雨天,人們都可以享受到大自然的恩賜,享受到電能帶來的光和熱.
微生物電池:在探索微生物能源工作中,一些國(guó)家正在從事著微生物電池的研究.什么是微生物電池呢?它是一種用微生物的代謝產(chǎn)物,做電極活性物質(zhì),從而獲取電能.從研究的進(jìn)展看,作為微生物電池的活性物質(zhì),只限于甲酸、氫、氨等.我們用一種叫產(chǎn)氣單抱菌的細(xì)菌,處理100摩爾椰子汁,使其生成甲酸,然后把以此做電解液的3個(gè)電池串連在一起,生成的電能可使半導(dǎo)體收音機(jī)連續(xù)播放50多個(gè)小時(shí).當(dāng)然,這只是試驗(yàn),但它表現(xiàn)出的事實(shí)是令人神往的.
21世紀(jì)是人類飛向宇宙的時(shí)代,在宇宙飛船這樣的封閉系統(tǒng)中,排泄物的處理確實(shí)是個(gè)必須解決的問題.美國(guó)宇宙航行局設(shè)計(jì)了一種一舉兩得的解決方案:用一種芽孢桿菌處理尿,使尿酸分解而生成尿素,在尿素酶的作用下分解尿素產(chǎn)生氨.氨用做電極活性物質(zhì),在鉑電極上產(chǎn)生電極反應(yīng),組成了邀翔太空的理想微生物電池.在宇航條件下,每人每天如果排出22克尿,就能夠獲得47瓦時(shí)的電力.
氫燃料電池,成為微生物能源的又一種電能形式.利用一種產(chǎn)生氫氣能力強(qiáng)的細(xì)菌,在容積為10升的發(fā)酵裝置中,每小時(shí)所產(chǎn)生的近20升氫氣,足以維持3.1~3.5伏燃料電池的工作.科學(xué)日新月異的21世紀(jì),有機(jī)廢水的處理也與微生物電池發(fā)生了密切關(guān)系.在利用微生物處理有機(jī)廢水時(shí),在使廢水無害化的同時(shí),可以把微生物的代謝產(chǎn)物做微生物電池的活性物質(zhì),從而獲得電能,從這個(gè)角度上,微生物做為同時(shí)解決公害和能源問題的一種手段,已引起人們的廣泛注意.盡管微生物電池的研制尚處在萌芽狀態(tài),使用也還只限于一定范圍,但是到21世紀(jì)的某一天,微生物電池就能夠帶動(dòng)著馬達(dá)飛轉(zhuǎn),為人類創(chuàng)造更多的物質(zhì)財(cái)富.
向污泥要能源:城市下水道污泥中富含有機(jī)物質(zhì),其中蘊(yùn)藏著可觀的能量.不少國(guó)家已開始利用厭氧細(xì)菌將下水道污泥“消化”,然后收集其中產(chǎn)生的沼氣作為熱源,并將下水道污泥制成固體燃料.
關(guān)于下水道污泥作為固體燃料的開發(fā)與實(shí)用化研究方面,歐洲國(guó)家居領(lǐng)先地位.日本東京都能源局利用下水道污泥作為燃料發(fā)電的試驗(yàn)也已獲成功.日本能源科學(xué)家還將下水道污泥利用多級(jí)蒸發(fā)法制成固狀物,所得燃料的發(fā)熱量為16 000~18 000 kJ/kg,與煤差不多.
德國(guó)的一家化學(xué)公司將工廠下水道排放的廢水(其中含10%的普通生活污水)進(jìn)行處理,所得活性污泥作為燃料,他們?cè)谙滤牢鬯屑尤胗袡C(jī)凝集劑,再用電力脫水機(jī)脫去部分水分,加入一定比例的粉煤,最后利用壓濾機(jī)榨干水分,用這種方法制成的燃料發(fā)熱量大約是9 200~1 000 kJ/kg,并且將其干燥、粉碎后并不影響其燃燒性能.
從下水道污泥中挖掘潛在能源,不僅開辟了能源新途徑,還可以根本上解決城市下水道污泥污染問題.對(duì)改善城市地下水水質(zhì)有著至關(guān)重要的作用.環(huán)境科學(xué)家有必要重新估計(jì)下水道污泥的作用和利用價(jià)值,進(jìn)一步研究下水道污水處理以及下水道水系的設(shè)計(jì).
目前,世界上許多國(guó)家正在研究,能否建立一個(gè)從污水處理到能源、環(huán)保方面的綜合管理體系,以便一勞永逸地解決下水道污水的去向問題.
摘自《能源趣覽》
閱讀完以上文章后回答:
(1)文中介紹了哪幾種新的能源利用方式?分別是什么?
(2)利用積雪和下雨發(fā)電的工作原理分別是什么?
(3)結(jié)合你在日常生活中對(duì)能源的利用,談?wù)勀銓?duì)節(jié)約能源的看法.
(1)第一:利用積雪發(fā)電;第二:利用下雨發(fā)電;第三:微生物電池;第四:氫燃料電池;第五:向污泥要能源. (2)利用積雪發(fā)電的工作原理是,將蒸發(fā)器放在地面上,將凝縮器放在高山上,再用兩根管子將它們連接在一起,然后抽出管內(nèi)空氣,用地下熱水使低沸點(diǎn)的氟里昂(即現(xiàn)代電冰箱所用的制冷物質(zhì))汽化,并以雪冷卻凝縮器,由于氟里昂的沸點(diǎn)很低,加上管內(nèi)被抽空,所以它就沸騰起來,變成氣體快速向管子的上端跑去,沖擊汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn),從而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電. 利用下雨發(fā)電是利用一種葉片交錯(cuò)排列,并能自動(dòng)關(guān)閉的輪子,輪子的葉片可以接受來自任何方向的雨滴,并能自動(dòng)開關(guān),使輪子一側(cè)受力大,另一側(cè)受力小,從而在雨滴沖擊和慣性的作用下高速旋轉(zhuǎn),驅(qū)動(dòng)電機(jī)發(fā)電. |
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科目:初中物理 來源: 題型:閱讀理解
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科目:初中物理 來源:素質(zhì)教育新學(xué)案·物理·九年級(jí)·全一冊(cè) 題型:064
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推廣應(yīng)用太陽能的制約因素雖然太陽能資源有能力為世界未來能源供應(yīng)作出巨大貢獻(xiàn),但是確實(shí)有許多原因使其貢獻(xiàn)率限制在極低的范圍,今后二十幾年情況更是如此.在能源利用的各個(gè)方面,這些制約因素都十分明顯,不過影響的程度隨著利用方式和各國(guó)重視程度的不同而相差很大.各種制約因素主要分為技術(shù)、法規(guī)制度、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)文化及教育等幾個(gè)方面.每個(gè)方面都涉及很多因素.在技術(shù)方面中,太陽能資源受天氣影響很大,同時(shí)也受天氣周期性變化的影響.在高緯度地區(qū),由于陽光不充足,人類活動(dòng)對(duì)能源的需求量更大.在法規(guī)制度方面的制約因素中,能源供應(yīng)工業(yè)的不成熟、標(biāo)準(zhǔn)的缺乏以及能源基礎(chǔ)設(shè)施在接納變化不定和分散的能源方面的能力不強(qiáng)等,都是重要的制約因素.經(jīng)濟(jì)方面的制約可能是最主要的.其中包括:太陽能的成本結(jié)構(gòu)屬于資本密集型;為了提高能源供應(yīng)的可靠性,需要建造貯能裝置和建立備用的礦物性燃料能源系統(tǒng);以及在某些能源用量大的地區(qū)資金短缺等.其他方面的制約因素包括:公眾對(duì)太陽能的真正潛力認(rèn)識(shí)不足;為了最大限度地利用太陽能,需要人們改變生活方式等.通過這些制約因素,便可看出市場(chǎng)和法規(guī)制度因素之間的關(guān)系復(fù)雜性,而這些因素主宰著有關(guān)能源供應(yīng)系統(tǒng)的決策.雖然人們已認(rèn)識(shí)到,在許多情況下太陽能都是最好的能源,但是卻不能用于所有需要使用能源的地方,更不能最大程度地得到利用.
摘自“中國(guó)新能源網(wǎng)”
閱讀完上述文章后回答:
(1)文中提到了哪些制約利用太陽能的因素?
(2)結(jié)合文中提出的觀點(diǎn)和你的生活實(shí)際,談?wù)勀銓?duì)應(yīng)用太陽能的看法.
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科目:初中物理 來源:素質(zhì)教育新學(xué)案·物理·九年級(jí)·全一冊(cè) 題型:064
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個(gè)人發(fā)電廠到21世紀(jì)多數(shù)人都會(huì)有一臺(tái)個(gè)人的渦輪機(jī).它們將用棕櫚油或肥料氣工作,使家里的電器運(yùn)轉(zhuǎn).并且如果有多余的電量,還可以把它售回給電網(wǎng).
這是2009年,這年夏天我有兩個(gè)電表:輸入電表和輸出電表.大多數(shù)時(shí)間是輸入電表在工作,但有的時(shí)候當(dāng)電力供不應(yīng)求或是電費(fèi)貴的時(shí)候,地下室的一個(gè)小發(fā)電機(jī)就派上用場(chǎng),它為家里的所有電器提供動(dòng)力,而多余的電便賣給電網(wǎng).我喜歡看著輸出電表的表外轉(zhuǎn)動(dòng).
個(gè)人發(fā)電裝置早在20世紀(jì)就有了.那時(shí)它們多數(shù)是在野營(yíng)旅行時(shí)才會(huì)用到,但現(xiàn)在卻無處不在.當(dāng)然我們也有大型的中央發(fā)電廠,但是時(shí)尚的做法是“分布式發(fā)電”,即消費(fèi)地點(diǎn)就近發(fā)電.那樣,電力公司就可以拆卸它們的核發(fā)電或是燃煤發(fā)電裝置,而且沒有必要挖開街道以便更換配電電纜.
這兒有一臺(tái)微型渦輪機(jī),它現(xiàn)在用在美國(guó)比較便宜的天然氣作燃料.其他類型的機(jī)器是燒棕櫚油或肥料氣這類東西.你也能用燃料電池,它是通過把氫和氧變成水來產(chǎn)生電,但是目前還相當(dāng)貴.我的第一臺(tái)發(fā)電機(jī)是用汽油,它在我的雜牌汽車的車篷下.如果停電了,我就把家里的用電器接到氣車上,以便使電燈不滅、冰箱繼續(xù)工作.我還曾經(jīng)有過一臺(tái)膝上計(jì)算機(jī),它能通過俘獲擊鍵產(chǎn)生的能量給自己充電.
今天,每當(dāng)停電或是電價(jià)高昂時(shí),我的個(gè)人發(fā)電廠就自動(dòng)地把發(fā)電工作接過來.我簽過合同購(gòu)買所謂的成本電,這種電多數(shù)時(shí)間都非常便宜,但是在峰值期間(如炎熱的夏天)卻極其昂貴.當(dāng)需要額外的電力時(shí),電力公司能通過遙控開動(dòng)我的發(fā)電機(jī).目前,我正想在屋頂上增添一個(gè)太陽能電池板,它將使我成為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)電能銷售者.我的鄰居曾試著把他的健身用自行車用電線接到這個(gè)電網(wǎng)上以獲取少許額外的電.
摘自“中國(guó)能源網(wǎng)”
閱讀完上述文章后回答:
(1)文中提到的采用“分布式發(fā)電”與傳統(tǒng)意義上的中央發(fā)電廠相比最大的優(yōu)點(diǎn)在哪兒?
(2)文中提到的微型發(fā)電機(jī)可將哪些能源轉(zhuǎn)化為電能?
(3)結(jié)合你的生活實(shí)際談?wù)勀銓?duì)個(gè)人發(fā)電廠的認(rèn)識(shí).
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