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人类滥伐林木,绿色能源日益消耗,而工业发展依靠的石油、煤炭、天然气等,这些都是不可再生能源。这些能源实际上是地球在过去几十亿年的长时期内对于所吸收太阳能的积累,地球的储存量是有限的,而人类消耗能量的速度已超过了能量再生的速度。
一些国家的政府和学术机构(包括我国在内)都已注意到20年后的能源形势,并作出了积极的反应。已经提出了各种不同的能源策略,到21世纪的中后期将把太阳能和核能推向主导地位,并也注意到了可再生能源的开发、保护和合理使用。只要人类能认识到问题的严重性并采取积极的态度,能源危机还是可以避免的。
(1)人类所依靠的动植物能源称做_______________。
(2)为什么人类消耗能量的速度已超过了能量再生的速度?说出你的理解。
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(3)根据是否可再利用,太阳能属于________能源,核能属于__________能源。
(4)在提出开发各种能源策略的同时,我们同学应该有什么样的责任?说出你的一种想法:
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阅读后,请回答提出的问题.
人类对能源的策略农业时代以前,人类所依靠的能源多属于动植物,均属于地球上的可再生能源,到工业时代就不同了,虽然整个人类的工业时期大约仅占全部人类历史0.2%,但这时期拥有的生活过的人口约占有全部人类历史中总人数的80%,然而消耗的能量,却占全部人类历史中所消耗能量的99.9%以上.
(1)人类所依靠的动植物能源称作________.
人类以与日俱增的速度滥伐林木,绿色能源日渐消耗,而工业发展依靠的石油、煤炭、天然气等,这些都是不可再生性能源.这些能源实际上是地球上在过去几十亿年的时期内对于所吸收太阳能的积累.地球的储存量是有限的,而人类消耗能量的速度已超过了能量再生的速度.
(2)为什么人类消耗能量的速度已超过了能量再生的速度?说出你的理解:________________________________________________________.
一些国家的政府和学术机构(包括我国在内)都已注意到20年后的能源形势,并作出了积极的反应.对21世纪已经提出了各种不同的能源策略,到下一世纪的中后期将把太阳能和核能推向主导地位,并也注意到了对再生性能源的开发、保护和合理使用.只要人类能认识到问题的严重性并采取积极的态度,能源危机还是可以避免的.
(3)根据是否可再生利用,太阳能属于________能源,核能属于________能源.
(4)在提出开发各种能源策略的同时,我们同学应该有什么样的责任,说出你的一种想法:______________________________________________.
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我国古代对浮力的认识及应用大约在殷商时期,我们的祖先就开始认识和应用浮力了,是世界上应用浮力最早的国家之一.当时是利用较大的独木,从中间挖成槽形,放在江河的水中漂流,称为独木舟.人们利用它来载人和装运收获的猎物.后来又发展到用木板做成船体,在江河中代替独木舟航行.随着生产和技术的发展,以后各个朝代对船的形状和结构又进行了多次改进,使木船不仅能在内河、湖泊中航行,还制造了能适用于大海、大洋中航行的大型船舶.明朝时的郑和出使西洋用的大型“宝船”船队,其船体在结构上合理、精致、美观,都达到了古代造船工艺史上的颠峰.这一伟大的成果,是古代造船史上非常光辉的业绩,是我们祖先对世界航海事业作出的伟大贡献.
浮桥是我国古代历史上应用浮力的伟大奇迹,在公元前8世纪周朝时就得到了广泛的应用.在以后的年代,发展到不仅可以在小河上架起浮桥,而且像黄河这样的大河上也架起了浮桥.相传在11世纪初,在蒲州附近潼关以北的黄河上曾架起一座很大的浮桥,浮桥的缆绳用8只铁牛系住,这些铁牛立于两岸,每只铁牛重数万斤.后来由于洪水泛滥,浮桥被冲垮,铁牛也沉入河中.如何把铁牛打捞起来,在当时的条件下,是比较困难的.和尚怀丙派人潜入水中,用铁索把铁牛和两只装满泥土的大船系在一起,然后再把船中的泥土除去,利用大船所受的浮力,把铁牛拉上来.
利用物体的沉浮原理估测液体的密度,在我国的宋、元时代已经开始.根据有关文献记载,密度的测定主要是和古代的制盐业密切联系的,即由于估测盐水的需要,发展了液体密度的测量技术,为晒盐业提供了条件.11世纪,姚宽在台州做官时,为了检查盐商是否舞弊,他首创了一种简单的估测盐水密度的方法.选用体积大体相同,而质量不同的莲子十粒,当把莲子放在盐水中时,如果这些浮沉子--莲子有5粒以上浮起,说明盐水是最浓的;如果有三四粒莲子浮起,说明此盐水是浓盐水;如果不足3粒莲子浮起,说明此盐水是稀盐水.到了元代,经进一步改进,制造了便于携带的简单装置.取四个莲子,分别用四种不同浓度的盐水浸泡,放在一个竹筒内,便成为简单的测定盐水浓度的装置.如果要测某种盐水的浓度,只要把待测盐水的一小部分装入筒内,观察各类莲子浮起的情况,便可以估测盐水的浓度.到了明代,测定盐水浓度的方法进一步简化,选一粒轻重合适的莲子,放在竹筒内,当把待测的盐水放入竹筒中时,如果莲水浮在水面上成横倒形,则盐水最浓;如果成垂直形,则盐水次浓;如果莲子沉而下浮,则盐水不浓.我国古代这种简单估测盐水浓度的方法,与现代密度计的原理相似,这说明我国古代对浮力的研究与应用已经相当深入了.
阅读后回答下列问题:
(1)我国古代为世界航海事业做出伟大贡献的著名人物是谁?
(2)和尚怀丙是采用的什么办法打捞沉入河里的铁牛的?
(3)用你所学的知识解释我国明代估测盐水浓度的方法中所包含的科学道理.
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我国古代对浮力的认识及应用大约在殷商时期,我们的祖先就开始认识和应用浮力了,是世界上应用浮力最早的国家之一.当时是利用较大的独木,从中间挖成槽形,放在江河的水中漂流,称为独木舟.人们利用它来载人和装运收获的猎物.后来又发展到用木板做成船体,在江河中代替独木舟航行.随着生产和技术的发展,以后各个朝代对船的形状和结构又进行了多次改进,使木船不仅能在内河、湖泊中航行,还制造了能适用于大海、大洋中航行的大型船舶.明朝时的郑和出使西洋用的大型“宝船”船队,其船体在结构上合理、精致、美观,都达到了古代造船工艺史上的巅峰.这一伟大的成果,是古代造船史上非常光辉的业绩,是我们祖先对世界航海事业作出的伟大贡献.
浮桥是我国古代历史上应用浮力的伟大奇迹,在公元前8世纪周朝时就得到了广泛的应用.在以后的年代,发展到不仅可以在小河上架起浮桥,而且像黄河这样的大河上也架起了浮桥.相传在11世纪初,在蒲州附近潼关以北的黄河上曾架起一座很大的浮桥,浮桥的缆绳用8只铁牛系住,这些铁牛立于两岸,每只铁牛重数万斤.后来由于洪水泛滥,浮桥被冲垮,铁牛也沉入河中.如何把铁牛打捞起来,在当时的条件下,是比较困难的.和尚怀丙派人潜入水中,用铁索把铁牛和两只装满泥土的大船系在一起,然后再把船中的泥土除去,利用大船所受的浮力,把铁牛拉上来.
利用物体的沉浮原理估测液体的密度,在我国宋、元时代已经开始.根据有关文献记载,密度的测定主要是和古代的制盐业密切联系的,即由于估测盐水的需要,发展了液体密度的测量技术,为晒盐业提供了条件.11世纪,姚宽在台州做官时,为了检查盐商是否舞弊,他首创了一种简单的估测盐水密度的方法.选用体积大体相同,而质量不同的莲子十粒,当把莲子放在盐水中时,如果这些浮沉子——莲子有5粒以上浮起,说明盐水是最浓的;如果有三四粒莲子浮起,说明此盐水是浓盐水;如果不足3粒莲子浮起,说明此盐水是稀盐水.到了元代,经进一步改进,制造了便于携带的简单装置.取四个莲子,分别用四种不同浓度的盐水浸泡,放在一个竹筒内,便成为简单的测定盐水浓度的装置.如果要测某种盐水的浓度,只要把待测盐水的一小部分装入筒内,观察各类莲子浮起的情况,便可以估测盐水的浓度.到了明代,测定盐水浓度的方法进一步简化,选一粒轻重合适的莲子,放在竹筒内,当把待测的盐水放入竹筒中时,如果莲子浮在水面上成横倒形,则盐水最浓;如果成垂直形,则盐水次浓;如果莲子沉而下浮,则盐水不浓.我国古代这种简单估测盐水浓度的方法,与现代密度计的原理相似,这说明我国古代对浮力的研究与应用已经相当深入了.
阅读后回答下列问题:
(1)我国古代为世界航海事业做出伟大贡献的著名人物是谁?
(2)和尚怀丙是采用什么办法打捞沉入河里的铁牛的?
(3)用你所学的知识解释我国明代估测盐水浓度的方法中所包含的科学道理.
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变废为宝的生物质能
生物质是地球上最广泛存在的物质,它包括所有动物、植物和微生物,以及由这些有
生命物质派生、排泄和代谢的许多有机质。各种生物质都具有一定的能量。以生物质为载
体、由生物质产生的能量,便是生物质能。
生物质能是太阳能以化学能形式贮存在生物中的一种能量形式。它直接或间接来源于
植物的光合作用。地球上的植物进行光合作用所消费的能量, 占太阳照射到地球总辐射量的0.2%。这个比例虽不大,但绝对值很惊人:光合作用消费的能量是目前人类能源消费总量的40倍。可见,生物质能是一个巨大的能源。
人类以柴薪为能源,历史长达百万年。作为可直接利用的燃料,柴薪利用贯穿着整个人类的文明发展史。除柴薪的直接燃烧外,生物质能的转化利用技术还有沼气生产、酒精制取、木制石油、生物质能发电等。
一、生物质能的来源
柴薪 至今仍是许多发展中国家的重要能源。但由于柴薪的需求导致林地日减,应适当规划与广泛植林。
牲畜粪便 牲畜的粪便,经干燥可直接燃烧供应热能。若将粪便经过厌氧处理,可产生甲烷和肥料。
制糖作物 制糖作物可直接发酵,转变为乙醇。
城市垃圾 主要成分包括:纸屑(占40%)、纺织废料(占20%)和废弃食物(占20%)等。将城市垃圾直接燃烧可产生热能,或是经过热分解处理制成燃料使用。
城市污水 一般城市污水约含有0.02%一0.03%的固体与99%以上的水分,下水道污泥有望成为厌氧消化槽的主要原料。
水生植物 同柴薪一样,水生植物也可转化成燃料。
二、生物质能的转化利用
生物质能的开发和利用具有巨大的潜力,主要包括两方面:一是建立以沼气为中心的农村新能量、物质循环系统,使秸秆中的生物能以沼气的形式缓慢地释放出来,解决燃料问题;二是建立能量农场、能量林场及海洋能量农场。
沼气利用技术 人类发现、利用沼气,已有悠久的历史。1776年,意大利科学家沃尔塔发现沼泽地里腐烂的生物质发酵,从水底冒出一连串的气泡,分析其主要成分为甲烷和二氧化碳等气体。由于这种气体产生于沼泽地,故俗称“沼气”。1781年,法国科学家穆拉发明人工沼气发生器。200多年过去了,如今全世界约有农村家用沼气池530万个,中国就占了92%。农村沼气池的主要填料是猪粪、秸秆、污泥和水等。随着农村沼气使用的日益推广和大型厌氧工程技术的进步,90年代以来,世界范围内的一些大型沼气工程有了迅速发展。
生物质汽化将固体生物质转化为气体燃料,称为生物质汽化。其基本原理是含碳物质在不充分氧化(燃烧)的情况下,会产生出可燃的一氧化碳气体,即煤气。制造煤气的设备称为汽化炉,人们故意不给足氧气,让含碳物质在没有足够的空气的情况下燃烧,“焖”出一氧化碳来。
生物质液化 将固体生物质转化为液体燃料,称为生物质液化。它包括间接液化和直接液化两种。间接液化是指通过微生物作用或化学合成方法生成液体燃料,如乙醇(酒精)、甲醇;直接液化则是采用机械方法,用压榨或提取等工艺获得可燃烧的油品,如棉籽油等植物油,经提炼成为可替代柴油的燃料。
生物质热分解 这是一项很有潜力的技术,用于制取人造石油。一些生物质通过热分解,可制取生物油、生物炭和可燃烧气体,使生物质得到充分利用。
能源农场 即建立以获取能源为目的的生物质生产基地,以能源农场的形式大规模培育生物质,并加工成可利用的能源;要对土地进行合理规划,尽可能利用山地、非耕荒地和水域,选择适合当地生长条件的生物质品种进行培育、繁殖,以获得足够数量的高产植物。在海洋、水域,要充分利用海藻和水生物提取能源,建立海洋能源农场或江河能源农场。同时,将基因工程等现代生物技术广泛应用于能源农场中,以提高能源转化率。
专家预测,到2050年,以生物质能为重要组成部分的可再生能源,将以相同或低于矿物燃料的价格,提供全球3/5的电力和2/5的直接燃料。
摘自《新科技启蒙》
(1)生物质能是属于一次能源还是二次能源?是属于可再生能源还是不可再生能源?
(2)生物质能在使用时可以转化为哪些形式的能?请举例说明。
(3)能源危机是一个全球性的问题,对于我们个人,平时使用过哪些能源?我们在使用时要注意些什么问题?谈谈你的看法。
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