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21世纪的新能源

  正如20世纪初,能源结构从固体燃料向液体燃料过渡一样,21世纪,能源将向气体能源和太阳能过渡,人类将以最清洁能源-天然气、氢气、和太阳能来代替召集的固体燃料和液体燃料.

  能源是经济发展的基础和支柱.20世纪初,是固体能源-煤,最先转动工业革命的车轮.其后随着石油的开发,人类进入了液体能源时代-石油时代.能源的这两大革命,加速了人类的进步,经济的腾飞,也给环境造成了严重的污染.正当人们在寻找新的清洁能源的时候,科学家爆出了2050年全球石油资源将濒临枯竭的惊人消息,这更坚定了人类探索新能源的决心.天然气不含有硫和其他有害微粒,与石油和煤相比,天然气燃烧时无烟尘,所产生的挥发性碳氢化物、CO、氮氧化物也很少,并且不含有重金属.大多数科学家认为,人类能源还将从光能-太阳能,以及其他可再生能源产生的新能源如氢气等过渡,而天然气只是这种过渡的桥梁.

  除天然气外,21世纪新能源主要是太阳能,可再生的生物质能(实为转化了的太阳能)和核聚变能,能源专家们预测,本世纪太阳能利用领域将取得巨大的成就,到2050年,太阳能发电将从现在占能源市场的0.1%上升到50%.美国宣布,计划到2010年在100万家屋顶上安装太阳能发电板.英国公司宣布将投资10亿美元建立一个太阳能电池板生产企业.希腊政府已经开始实施一项为500 MW的太阳能发电站,它是目前世界上最大的太阳能发电站.Amdco石油公司宣布将在印度沙漠地区建造一座更大的太阳能电站.太阳能发电能力每年将以100 MW的速度持续增长.

  作为城市内部和运输用的能源,通过来自太阳能发电的电力电解水而得到氢,这种太阳能氢系统将成为主流之一,满足城市对电力和热能的需求.

问题:

(1)文中提到的清洁能源有哪些?

(2)人类利用气体和光能源的优点是什么?

(3)结合自己生活实际谈谈你对新能源利用的看法和体验.

社会发展到今天,能源危机开始困扰人类.人们正在寻找各种可能的未来能源,以维持人类社会的持续发展.2006年5月24日,欧盟、美国、中国、日本、韩国、俄罗斯和印度在布鲁塞尔欧盟总部草签了一系列关于国际热核聚变实验反应堆(ITER)的协议.这是人类开发新能源的一个重大尝试,也是中国以完全平等的地位参加的最大的国际科技合作项目.

热核聚变是在上亿摄氏度的高温条件下,利用氢的同位素氘、氚在可控情况下发生的核聚变.聚变反应中释放出来的核能提供大量的热量,就像造出一个“人造太阳”.反应后的生成物是无放射性污染的氦.

预期于2010年建成的实验反应堆,可以在16 min产生1.44×1012 J的热量.据媒体报道:1 L海水提取的氢的同位素,在完全聚变反应中释放的能量,相当于300 L汽油完全燃烧所释放的热量.请根据所提供的数据进行估算,并回答以下问题:

(1)若汽油的密度约为0.7×103 kg/m3,300 L汽油的质量是多少?(1 L=l×10-3 m3)

(2)若汽油的热值约为5×107 J/kg,300 L汽油完全燃烧能释放多少热量?

(3)需要从多少升海水中提取氢的同位素,在发生聚变时才可以产生1.44×1012 J的热量?若这些热量转化为电能的效率为50%,则它可以供给一台功率是2 kW的空调正常工作多少小时?

(4)你知道吗?在安徽省合肥市科学岛上也有一台“人造太阳”.这个名为托卡马克的装置于2006年7月进行点火实验了.阅读了上述材料和数据后,你一定会有很多感受,谈谈你对“人造太阳”的认识.

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