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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%的國家屬多雪地區(qū).我國東北和新疆北部是全國下雪天數(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,他們在下水道污水中加入有機(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能源的利用,談?wù)勀銓?jié)約能源的看法.

答案:
解析:

  (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)動電機(jī)發(fā)電.


練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:初中物理 來源: 題型:閱讀理解

23、(1)某物理興趣小組利用一定質(zhì)量的水,研究水的體積和溫度的關(guān)系,并根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了體積V隨溫度t變化的圖象(水的汽化忽略).如圖所示,請你寫出從圖象中獲得的兩條信息.
4℃時(shí)水的密度最大
;  ②
在4℃以下時(shí),一定質(zhì)量的水體積隨溫度的升高而減小

(2)閱讀文章,回答問題
牛頓第三定律
兩個(gè)物體之間的作用力和反作用力總是大小相等,方向相反,作用在一條直線上.這就是牛頓第三定律.
牛頓第三定律在生活和生產(chǎn)中應(yīng)用很廣泛.人走路時(shí)用腳蹬地.腳對地面施加一個(gè)作用力,地面同時(shí)給腳一個(gè)反作用力,使人前進(jìn).輪船的螺旋槳旋轉(zhuǎn)時(shí),用力向后推水,水同時(shí)給螺旋槳一個(gè)反作用力,推動輪船前進(jìn).汽車的發(fā)動機(jī)驅(qū)動后輪轉(zhuǎn)動,由于輪胎和地面間有摩擦,車輪向后推地面,地面給車輪一個(gè)向前的反作用力,使汽車前進(jìn).汽車的牽引力就是這樣產(chǎn)生的.如果把后輪架空,不讓它跟地面接觸,這時(shí)讓發(fā)動機(jī)驅(qū)動后輪轉(zhuǎn)動,由于車輪不推地面,地面也不產(chǎn)生向前推車的力,汽車就不能首進(jìn).
根據(jù)上述知識,回答下列問題:
(1)兩個(gè)物體之間的作用力和反作用力,總是大小
相等
,方向
相反
,作用在
同一條直線上
,這就是牛頓第三定律.
(2)以卵擊石,石頭沒有損傷而雞蛋破了,這一現(xiàn)象中,石頭對雞蛋的作用力大小
等于
(填空“大于”、“等于”或“小于”)雞蛋對石頭的作用力大。
(3)人走路時(shí)用腳蹬地,腳對地施加一個(gè)作用力F1,地面同時(shí)給腳一個(gè)反作用力F2,則這兩個(gè)力的大小關(guān)系是(
C

A、F1>F2;  B、F1<F2;   C、F1=F2
(4)下列現(xiàn)象中,不是一對作用力與反作用力的是(
D

A、劃船時(shí),船槳對水的力與水對槳的力
B、汽車行駛時(shí),汽車輪后推地面的力與地面對車輪向前的力
C、地球?qū)θ说奈εc人對地球的吸引力
D、靜止在桌面上的茶杯,所受的重力與桌面對它的支持力
E、提水時(shí),手提水桶的力與水桶對手向下的拉力.

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科目:初中物理 來源: 題型:閱讀理解

以下是有關(guān)神舟七號飛船的介紹,閱讀后回答以下問題
神舟七號飛船采用了軌道艙、返回艙、推進(jìn)艙三艙結(jié)構(gòu).全長9.19米,整船重量7.89噸.為了減輕飛船的負(fù)重,神七的能量源泉、形似“翅膀”的太陽帆板,必須從神六及以往飛船的兩對“翅膀”減少為一對.神七的“軀干”,也出現(xiàn)了一少一多的變化.“一少”是飛船減少了軌道艙內(nèi)的16臺發(fā)動機(jī),僅保留了推進(jìn)艙和返回艙的動力設(shè)備.“一多”是飛船相比于過去,軌道艙內(nèi)將增加一個(gè)“夾層”,這個(gè)“夾層”即氣閘艙,其作用是幫助航天員在艙內(nèi)、艙外提供氣壓緩沖,出艙前要“減壓”,從太空返回后要“升壓”,其原理類似潛水員進(jìn)出深海潛艇時(shí)需進(jìn)行水壓調(diào)節(jié).
專家稱,“神舟七號”將具備航天員太空行走的幾項(xiàng)必備條件.首先,會提供航天員在艙外生活和工作的環(huán)境和條件,其中最重要的就是艙外航天服,它具有防微流星、真空隔熱屏蔽、氣密、保壓、通風(fēng)、調(diào)溫等多種功能,航天服的手套既密封又靈活,頭盔透明密封.其次,出艙背包有控制系統(tǒng)和通信系統(tǒng),其控制系統(tǒng)配有的噴氣裝置使航天員可以借此控制行走方向.在神舟七號飛船的回收系統(tǒng)中,降落傘無疑起著極其重要的作用.在返回艙返回地面的過程中,從大約10千米的高空,降落傘系統(tǒng)將開始工作,如藍(lán)天中一個(gè)飄然而下的仙女,一直呵護(hù)著3名航天員順利走完“回家”的最后一段路程.
(1)文中第一段有一處用詞不準(zhǔn)確,請?jiān)谖恼轮杏谩啊眲澇,并將該處改?!--BA-->
整船質(zhì)量7.89噸
整船質(zhì)量7.89噸

(2)文中“其控制系統(tǒng)配有的噴氣裝置使航天員可以借此控制行走方向”,噴氣裝置是利用什么原理來控制行走方向的?
物體間力的作用是相互的
物體間力的作用是相互的

(3)除上述已提出的問題外,根據(jù)文中相關(guān)信息和你對神舟七號飛船的了解,請?zhí)岢?個(gè)與物理知識有關(guān)的問題,并簡要回答.
問題:
太空生活與工作:若不穿航天服,只帶氧氣瓶,航天員能否走出艙外?運(yùn)用你所學(xué)的物理知識說出一條理由?
太空生活與工作:若不穿航天服,只帶氧氣瓶,航天員能否走出艙外?運(yùn)用你所學(xué)的物理知識說出一條理由?
,回答:
不能,因?yàn)榕撏鉀]有大氣壓沒有大氣壓
不能,因?yàn)榕撏鉀]有大氣壓沒有大氣壓

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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·全一冊 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,人類活動對能源的需求量更大.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:公眾對太陽能的真正潛力認(rèn)識不足;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?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·全一冊 題型:064

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個(gè)人發(fā)電廠

  到21世紀(jì)多數(shù)人都會有一臺個(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,它為家里的所有電器提供動力,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.

  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)是在野營旅行時(shí)才會用到,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.

  這兒有一臺微型渦輪機(jī),它現(xiàn)在用在美國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)電廠就自動地把發(fā)電工作接過來.我簽過合同購買所謂的成本電,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(gè)人發(fā)電廠的認(rèn)識.

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同步練習(xí)冊答案