能源的源头
来自地球以外天体的能源(如太阳能)、地球本身蕴藏的能源(如地热、核能)、地球与其它天体相互作用产生的能源(如潮汐) 。
而能源是产生能量的源头 。
人们通常按形态与应用方式对能源进行分类 。一般分为:固体燃料、液体燃料、气体燃料、水能、电能、太阳能、生物质能、风能、核能、海洋能和地热能 。其中,前三类统称化石燃料或化石能源 。已被人类认识的这些能源,在一定条件下可以转换为人们所需的各种形式的能量 。比如薪柴和煤炭 , 加热到一定温度,能和氧气化合并放出大量热能,可以直接用来取暖 , 也可用来产生蒸汽推动汽轮机,再带动发电机 , 使热能变成机械能,再变成电能 。把电送到工厂、机关和住户,又可以转换成机械能、光能或热能 。
在我们生活的地球上,能源形形色色 。总起来说有三个初始来源 。
太阳能
地球
来自地球外部天体的能源(主要是太阳能)人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳 。正是各种植物通过光合作用把太阳能转变成化学能在植物体内贮存下来 。煤炭、石油、天然气等化石燃料也是由古代埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的 。它们实质上是由古代生物固定下来的太阳能 。此外 , 水能、风能、波浪能、海流能等也都是由太阳能转换来的 。
地球本身蕴藏的能量 通常指与地球内部的热能有关的能源和与原子核反应有关的能源 。
与地球内部的热能有关的能源,我们称之为地热能 。温泉和火山爆发喷出的岩浆就是地热的表现 。地球可分为地壳、地幔和地核三层,它是一个大热库 。地壳就是地球表面的一层 , 一般厚度为几公里至70公里不等 。地壳下面是地幔 , 它大部分是熔融状的岩浆,厚度为2900公里 。火山爆发一般是这部分岩浆喷出 。地球内部为地核,地核中心温度为2000度 。可见,地球上的地热资源贮量也很大 。
与原子核反应有关的能源正是本书要介绍的核能 。原子核的结构发生变化时能释放出大量的能量,称为原子核能 , 简称核能,俗称原子能 。它则来自于地壳中储存的铀、钚等发生裂变反应时的核裂变能资源,以及海洋中贮藏的氘、氚、锂等发生聚变反应时的核聚变能资源 。这些物质在发生原子核反应时释放出能量 。目前核能最大的用途是发电 。此外,还可以用作其它类型的动力源、热源等 。
来自星球引力的能量 指由于地球与月球、太阳等天体相互作用的形成的能源 。地球、月亮、太阳之间有规律的运动,造成相对位置周期性的变化,它们之间的引力随之变化使海水涨落而形成潮汐能 。与上述二类能源相比,潮汐能的数量很小 。全世界的潮汐能折合成煤约为每年30亿吨 , 而实际可用的只是浅海区那一部分,每年约可折合为6000万吨煤 。
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