【正文】 ，必須超過這一基本值，聚變反應(yīng)才能自持進(jìn)行。 二十世紀(jì)五十年代初期，前蘇聯(lián)科學(xué)家提出托卡馬二十世紀(jì)五十年代初期，前蘇聯(lián)科學(xué)家提出托卡馬克的概念?，F(xiàn)在應(yīng)用最廣泛的就是冷、熱水蓄能技術(shù)。 電池不同的分類電池不同的分類主要使用的蓄電池。 燃料電池燃料電池 的基本組成：電極、電解質(zhì)、燃料和氧的基本組成：電極、電解質(zhì)、燃料和氧化劑。合理利用能量的原則或簡單地說 由某種邊界包圍，被取作研究對象的特定物質(zhì) 或空間? 熱力系統(tǒng)可以是一種或幾種物質(zhì)的組合，也可以是空間的一定區(qū)域。? 熱力系統(tǒng)某一瞬間的宏觀物理狀況稱為系統(tǒng)的 熱力狀態(tài) ，簡稱狀態(tài)。? 熱量? 僅僅由于溫度的不同而從系統(tǒng)向外界．或從外界向系統(tǒng)所傳遞的能量稱為熱量。? 在可逆過程中，不允許存在任何一種內(nèi)部或外部的 不可逆因素 。在任何可逆過程中，?的總量保持不變；在任何不可逆過程中，必然發(fā)生?的轉(zhuǎn)變，?的總量減少。熵增原理 :自然環(huán)境是 ? 的自然零點(diǎn)。? （ W12）的同時(shí)發(fā)生容積變化時(shí)，系統(tǒng)與環(huán)境必然有功量交換，系統(tǒng)要反抗環(huán)境壓力作環(huán)境功，這部分功在技術(shù)上不能利用，這就是容積功的 wu部分。化學(xué)反應(yīng)的最大有用功? 當(dāng)穩(wěn)定流動系統(tǒng)進(jìn)行一個(gè)化學(xué)反應(yīng)過程時(shí)，其能量衡算式：? 我們可以利用最大反應(yīng)有用功是狀態(tài)參數(shù)的特性，采用三個(gè)假想過程來計(jì)算上述化學(xué)反應(yīng)過程的最大有用功。? 任何實(shí)際的過程都是不可逆過程，根據(jù)熱力學(xué)第二定律?的這種減少是絕對的，不可能反向進(jìn)行，?是消失。 ? 是能量的一種固有特性。?效率、而不是?損失可用來衡量設(shè)備、過程或系統(tǒng)在能量轉(zhuǎn)換方面的完善程度。=絕熱節(jié)流過程 是不可逆過程， ? 效率小于 1，過程是不完善的。輸入?和輸出?中任一項(xiàng)只能在耗費(fèi)或收益?中出現(xiàn)一次。可以有三種：對換熱器：式中 E E2為熱流體進(jìn)入和離開換熱器時(shí)的 ? ； E139。而對混合式換熱器，常用 ηeⅠ 。可避免?損失與不可避免?損失因此，?分析法雖指出了過程特性改進(jìn)的潛力或可能性，但不能指出這些可能的改進(jìn)是否可行。將 E損失劃分為兩部分：據(jù)此，可定義一個(gè)實(shí)用?效率：常規(guī)?效率是將實(shí)際過程與理想過程相比較，而這里定義的實(shí)用?效率是 將實(shí)際過程與技術(shù)經(jīng)濟(jì)上可以達(dá)到的最好的過程相比較，因而可以指出可行的改進(jìn) 。如果流動過程中溫度和密度均無太大的變化，則由于流體流動阻力所引起的?損失為：即 eL與壓力降成正比，與流體的絕對溫度成反比 節(jié)能降耗措施節(jié)能降耗措施1．改造或更換低效率設(shè)備，推廣高效風(fēng)機(jī)、水泵．改造或更換低效率設(shè)備，推廣高效風(fēng)機(jī)、水泵2．設(shè)計(jì)時(shí)注意選型和配套．設(shè)計(jì)時(shí)注意選型和配套3．調(diào)速控制流量，減少節(jié)流損失．調(diào)速控制流量，減少節(jié)流損失4．合理設(shè)計(jì)管網(wǎng)，降低管道阻力．合理設(shè)計(jì)管網(wǎng)，降低管道阻力5．． 在管網(wǎng)或葉輪上涂敷復(fù)合材料節(jié)能在管網(wǎng)或葉輪上涂敷復(fù)合材料節(jié)能6．選用節(jié)能計(jì)量儀表．選用節(jié)能計(jì)量儀表7．減少葉輪直徑，調(diào)節(jié)入口導(dǎo)向葉片．減少葉輪直徑，調(diào)節(jié)入口導(dǎo)向葉片? (3)力求運(yùn)行時(shí)安全可靠，對水泵來說，首先應(yīng)考慮設(shè)備的抗汽蝕性能。(2)力求選擇結(jié)構(gòu)簡單、體積小，質(zhì)量輕的泵或風(fēng)機(jī)。? ? ? ? 流體流動? 流體流過管道和設(shè)備，由于克服沿程阻力和局部阻力，引起?損失?？杀苊?? 損失 (AVO)和不可避免 ? 損失 (INE)：其中，不可避免?損失定義為技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上不可避免的最小?損失， 是隨技術(shù)進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)環(huán)境在變化。因此，與理想過程的差距并不等價(jià)于該實(shí)際過程的改進(jìn)余地。==/ηeⅡ 為冷流體獲得的 ?與熱流體給出的 ? 之比。式中任意一項(xiàng)輸入 ? 和 輸出 ? 都可以包括穩(wěn)定物 流 ? 、熱量 ? 和功 ? 。? 在系統(tǒng)所有的輸入 ? 和輸出 ? 中，不一定輸入 ? 之和就是耗費(fèi) ?， 輸出 ? 之和就是收益 ? ，要視設(shè)備或裝置而定。從熱力學(xué)第一定律得到的熱效率，是從能量的數(shù)量出發(fā)去評價(jià)過程的優(yōu)劣，只要沒有散熱損失或排放物質(zhì)的排熱損失，能量的利用效率就是 l。ζ： EL=E耗費(fèi) E收益因此： ηe ＝ 收益?／耗費(fèi)? :?效率的一般定義? 從 ? 的概念出發(fā)，各類生產(chǎn)過程，不是耗費(fèi)足夠數(shù)量的能量就能實(shí)現(xiàn)，而是能量中有足夠數(shù)量的 ? 才能實(shí)現(xiàn)。? 將不可逆過程中 ? 的減少量稱為不可逆過程引起的 ? 損失，簡稱 ? 損失。穩(wěn)流系統(tǒng)的?損失和?衡算方程式? 能量中的無效能部分則是無論采用什么巧妙的方式也不能轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏霉Φ哪遣糠帜芰?，隨著能量轉(zhuǎn)換過程的進(jìn)行，最終將轉(zhuǎn)移給自然環(huán)境。燃料的組成大多非常復(fù)雜而且不固定。燃料的化學(xué)?： po、 To下的燃料與氧氣一起穩(wěn)定流經(jīng)化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)時(shí)，以可逆方式轉(zhuǎn)變到完全平衡的環(huán)境狀態(tài)所能作出的最大有用功稱為燃料的化學(xué)?，簡稱燃料?，用 Ef表示。? S產(chǎn) =0，系統(tǒng)作出最大反應(yīng)有用功：或 由上式可知， 在可逆定溫系統(tǒng)作出的最大反應(yīng)有用功等于系統(tǒng)自由焓的減少 。1.時(shí)的熵變，不可逆?zhèn)鳠徇^程引起的熵產(chǎn) (即實(shí)際 熵 變大于可逆?zhèn)鳠岬?熵 變的部分 )計(jì)入熵產(chǎn)量?？紤]到這一點(diǎn)，將 熵產(chǎn) 作為輸入項(xiàng)，就可以建立任何系統(tǒng)的熵衡算方程式： 熵流 ，系統(tǒng)內(nèi)部和系統(tǒng)外部的不可逆性引起系統(tǒng)熵的變化稱為 熵產(chǎn) ， 熵產(chǎn)值恒大于零 。數(shù)量相同而形式不同的能量， ? 大的能量稱其能質(zhì)高或品位高 ； 周圍環(huán)境條件下，任一形式的能量中理論上能夠轉(zhuǎn)換為有用功的那部分能量稱為該能量的 有效能 ，能量中不能夠轉(zhuǎn)換為有用功的那部分能量稱為該能量的 無效能 。?普朗克說法： 不可能制造一個(gè)機(jī)器，使之在循環(huán)動作中把一重物升高，而同時(shí)使一熱源冷卻。 熱力學(xué)第一定律 ——能量平衡方程進(jìn)入的能量 E1=系統(tǒng)能量的變化 △ E+離開的能量 E2按照符號規(guī)則，系統(tǒng)對外界作功為正，得到功為負(fù)。功? 功的熱力學(xué)定義為：如果系統(tǒng)對外界的單一效果 可以歸結(jié)為 提升一個(gè)重物，則說系統(tǒng)作了功。因此，概括地說，系統(tǒng)內(nèi)部以及系統(tǒng)與外界之間 不存在任何不平衡勢 是實(shí)現(xiàn)熱力學(xué)平衡的 充分必要條件 。閉口系統(tǒng)內(nèi)的物質(zhì)質(zhì)量是固定不變的，也稱為定質(zhì)量系統(tǒng)。? 熱力系統(tǒng)與外界的相互作用，可以是能量交換，也可以是物質(zhì)交換。功和熱量裝置的?效率和?損失系數(shù)第三章 節(jié)能的熱力學(xué)基礎(chǔ)供電功率比一般電池大得多。放電時(shí)兩極發(fā)生的反應(yīng)如下：正極：正極： PbO2+H2SO4+2H+ 2e→PbSO 4+2H2O2e。廣泛的環(huán)境溫度范圍等優(yōu)點(diǎn)。（（ 4）） 燃料電池燃料電池 ：電池供電時(shí)，活性物質(zhì)輸入：電池供電時(shí)，活性物質(zhì)輸入電池能連續(xù)工作。利用這一原理構(gòu)成的蓄冷技術(shù)稱之為熱化學(xué)蓄能技術(shù)。 (1) 顯熱蓄能技術(shù)顯熱蓄能技術(shù) ：利用比熱容較大的物質(zhì)，：利用比熱容較大的物質(zhì)，在物質(zhì)形態(tài)不變的情況下，隨著溫度的變化在物質(zhì)形態(tài)不變的情況下，隨著溫度的變化，吸收或放出熱量來蓄能。磁磁約約束束磁約束：磁約束： 是利用強(qiáng)磁場可以很好地約束帶電粒是利用強(qiáng)磁場可以很好地約束帶電粒子這個(gè)特性，構(gòu)造一個(gè)特殊的磁容器（托卡馬子這個(gè)特性，構(gòu)造一個(gè)特殊的磁容器（托卡馬克），建成聚變反應(yīng)堆，在其中將聚變材料加克），建成聚變反應(yīng)堆，在其中將聚變材料加熱至數(shù)億攝氏度高溫，實(shí)現(xiàn)聚變反應(yīng)。選氘氚反應(yīng)，因?yàn)檫x氘氚反應(yīng)，因?yàn)?d+T反應(yīng)截面比反應(yīng)截面比 d+d反應(yīng)大反應(yīng)大兩個(gè)數(shù)量級兩個(gè)數(shù)量級T的制備的制備人類的希望人類的希望 ———— 受控?zé)岷朔磻?yīng)受控?zé)岷朔磻?yīng) 受控核聚變必須具備以下受控核聚變必須具備以下 3個(gè)條件：個(gè)條件：(1)足夠高的點(diǎn)火溫度，需要幾千萬攝氏度甚至幾億攝足夠高的點(diǎn)火溫度，需要幾千萬攝氏度甚至幾億攝氏度的高溫；氏度的高溫；(2)反應(yīng)裝置中的氣體密度要很低，相當(dāng)于常溫常壓下反應(yīng)裝置中的氣體密度要很低，相當(dāng)于常溫常壓下氣體密度的幾萬分之一；氣體密度的幾萬分之一；(3)充分約束，能量的約束時(shí)間要超過充分約束，能量的約束時(shí)間要超過 1秒鐘。海水中氫與氘的原子數(shù)之比約為海水中氫與氘的原子數(shù)之比約為 1:一克氘經(jīng)聚變放出大約一克氘經(jīng)聚變放出大約 105千瓦時(shí)的能量千瓦時(shí)的能量1升海水中的氘核聚變放出的能量相當(dāng)于燃燒升海水中的氘核聚變放出的能量相當(dāng)于燃燒300升汽油所放出的能量。動植形家畜急劇增加。核事故之后核事故之后前蘇聯(lián)切爾諾貝利核事故發(fā)生后，為制止該電站第 4機(jī)組廢墟中殘留的核燃料擴(kuò)散，有關(guān)單位用厚厚的混凝土堆造了一個(gè)有復(fù)雜通風(fēng)系統(tǒng)的多層大型建筑物，把第 4機(jī)組的全部設(shè)施埋在其中，這個(gè)建筑物成了 “石屋 ”。速度是否受到控制。當(dāng)體積大于此臨界體積時(shí)，核反應(yīng)將得到放大，否則鏈?zhǔn)脚R界體積時(shí)，核反應(yīng)將得到放大，否則鏈?zhǔn)椒磻?yīng)將終止。原子彈的威力比化學(xué)炸。居里夫婦居里夫婦及其同事及其同事 哈爾班哈爾班等人又發(fā)現(xiàn)鈾核等人又發(fā)現(xiàn)鈾核裂變還放出兩、裂變還放出兩、三個(gè)中子來。核能技術(shù)核能技術(shù) ? (5)熱值高； 氫能的燃燒熱值遠(yuǎn)高于一次能源? 　　除核燃料外，氫的發(fā)熱值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的 ,達(dá) ,是汽油發(fā)熱值的 3倍。氫能優(yōu)點(diǎn)? 作為能源，氫有以下特點(diǎn)： ? (1)所有元素中 ,氫重量最輕? 當(dāng)溫度降至 ℃ 時(shí) ,可變成液體 。的。美國能源研究與發(fā)展局宣稱，到，到 21世紀(jì)初，風(fēng)力發(fā)電將達(dá)世紀(jì)初，風(fēng)力發(fā)電將達(dá) 200億度，占全國億度，占全國總發(fā)電量的總發(fā)電量的 10％左右。 1980年建成的年建成的 江江廈潮汐電站廈潮汐電站 是我國第一座雙向潮汐電站，其總機(jī)容量是我國第一座雙向潮汐電站，其總機(jī)容量為為 3200千瓦。潮汐潮汐發(fā)電發(fā)電潮汐發(fā)電型式：潮汐發(fā)電型式：①① 單庫單向型，只能在落潮時(shí)發(fā)電。海洋能海洋能 全世界海洋能的理論可再生量超過全世界海洋能的理論可再生量超過 760億千億千瓦。、養(yǎng)殖和旅游等綜合效益。而我國已利用的還不到可利用資源的已利用的還不到可利用資源的 6％。料乙醇生產(chǎn)量。一個(gè) 360萬平方萬平方公里公里 的陸地表面，假定太陽能轉(zhuǎn)化率為的陸地表面，假定太陽能轉(zhuǎn)化率為 1％％ ，從理論上講，生產(chǎn)的生物質(zhì)就足以解決全世從理論上講，生產(chǎn)的生物質(zhì)就足以解決全世界的能源需求了。中國最著名的地?zé)犭娬?，是西藏的羊八井地?zé)犭娬?，裝機(jī)容量熱電站，是西藏的羊八井地?zé)犭娬?，裝機(jī)容量 萬千瓦。另一種是地下 干熱巖體干熱巖體 的熱能。? 1992年國務(wù)院批準(zhǔn)的 《 中國環(huán)境發(fā)展十大對策 》 中明確提出，要 “因地制宜地開發(fā)利用和推廣太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮堋⑸镔|(zhì)能等新能源 ”。如這些供熱工廠與電廠聯(lián)合組成熱電廠，既生產(chǎn)電力又生產(chǎn)熱水或蒸氣，燃料利廠，既生產(chǎn)電力又生產(chǎn)熱水或蒸氣，燃料利用率會更高。 為解決這些問題，把氣態(tài)天然氣變成液態(tài)天然氣。此汽油常根據(jù)辛烷值來標(biāo)號?！?以煤炭作為原料，控制氧化以煤炭作為原料，控制氧化程度，使煤炭轉(zhuǎn)化成為一氧化碳、氫和甲烷等可程度，使煤炭轉(zhuǎn)化成為一氧化碳、氫和甲烷等可燃性氣體。 ? 應(yīng)用學(xué)科：– 煤炭科技（一級學(xué)科）；煤田地質(zhì)與勘探（二級學(xué)科）； 成煤作用 （三級學(xué)科） ? 定義 3：– 是一種含有碳?xì)浠衔锏目扇寄噘|(zhì)巖，經(jīng)過加工可以提煉出以液態(tài)碳?xì)浠衔餅橹饕煞值娜嗽焓汀?熱能的產(chǎn)生 燃料燃燒 核能轉(zhuǎn)換 太陽能轉(zhuǎn)換 地?zé)?電能轉(zhuǎn)換 機(jī)械能的獲取 電能的生產(chǎn)熱電轉(zhuǎn)換磁流體發(fā)電熱電偶溫差發(fā)電熱電子發(fā)電化學(xué)能? 機(jī)械能? 蓄能和換能技術(shù)? ★ 能源及能源利用現(xiàn)狀? 黨中央、國務(wù)院高度重視節(jié)能工作： 胡錦濤總書記、溫家寶總理多次就節(jié)約能源資源工作做出重要指示 2023年以來，我國已成為世界能源生產(chǎn)和消費(fèi)最大的國家。? 美國、俄羅斯、日本、歐盟、中國等許多國家針對中東、里海等石油資源展開了激烈的較量和錯(cuò)綜復(fù)雜的斗爭。2.能源科學(xué)技術(shù)的每一次重大突破，都引起生產(chǎn)技術(shù)的革命，化學(xué) (工 )在能源的研究和利用過程中扮演重要角色。 能源、材料、信息是人類發(fā)展的三大支柱產(chǎn)業(yè)?；蛘哒f是能量的來源稱為能源。能源形式：風(fēng)能能源與發(fā)展 從日常生活中必需的電、煤、氣、自來水等的供應(yīng)，到交通運(yùn)輸、通信等現(xiàn)代社會的一切活動都離不開它。解決我國及世界能源危機(jī)的途徑：中國能源現(xiàn)狀1949年新中國成立時(shí)，全國一次能源的生產(chǎn)總量僅為 2374萬 t標(biāo)準(zhǔn)煤，居世界第 10位。水能、核能、風(fēng)能等非化石能源約占 8％。積極開發(fā)利用新能源；p節(jié)能意義什么是節(jié)能？ 節(jié)能就是應(yīng)用技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理、環(huán)境和社會可以接受的方法來有效地利用能源。 ? 能源分類能源是指人類用來獲取能量的自然資源. 按來源不同可把能源分為三類 （ 1）來自地球以外天體的能