前面我们已经学过了功和功率.今天我们学习一个与机械做功有关的原理------功的原理. 片一: 我们的目标: 查看更多

 

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汽车尾气:都市中的“无形杀手”

  对于都市中的人们来说,危害最大的恐怕要数素有“城市无形杀手”恶名的汽车尾气排放物所造成的空气污染了.

  汽车尾气中有多达150~200种无机和有机化合物,以及它们的混合物、反应物.现已测定,空气中的有害气体和物质里,69%的铅、70%的一氧化碳、33%的二氧化碳、35%的烃类化合物,都是汽车排放的.汽车尾气污染占整个大气污染的60%,最高的地区可达90%.

  既有污染,必有危害.以汽车尾气污染与肺癌死亡率的相关性为例:当道路车流量定值为1000辆次时,居住地离车道的距离与肺癌死亡率的关系是:25~50米为万分之1.69;50~75米为万分之1.54;75~100米为万分之1.23.当居住地离车道的距离定值为100米时,车流量与肺癌死亡率的关系是:1000辆次为万分之1.04;10 000辆次为1.40;20 000辆次为万分之1.82.也就是说,车流量越大,居住地离车道的距离越近,肺癌死亡率越高.而问题是实际情况较之这些定值测量要严重得多.车多时,人亦多,距离更近.

  目前,我国车辆80%还在使用有铅汽油,这种汽油不光使生产工人的身体受到危害,而且汽油燃烧过程中铅不参加燃烧,随尾气排放到大气中.众所周知,铅对人体是有百害而无一利的.空气中的铅进入人体,它能刺激人的中枢神经,使人慢性中毒.对妇女儿童影响更大,它能扰乱妇女的生理功能,诱发胎儿畸形.婴儿、儿童体内含铅过高,会引起智商下降,心血管及神经系统病变.我国包括北京在内的10座城市,儿童的血铅浓度已达到了国际认定的警戒线.

  另据日本科学家的研究,柴油车尾气中有一种叫“3-硝酸苯蒽酮”的物质是迄今发现的最强致癌物,它可以导致血液细胞中的染色体发生畸变,比以前人们所知道的最强诱变剂--二硝基芘的毒性还要高0.6倍.

  化学微粒的吸收和“光化学烟雾”(汽车尾气中的碳氢化合物和氮氧化合物,经太阳紫外线照射所发生的光化学反应)的危害,也是十分惊人的.如美国每年有100 000人因吸入化学微粒而死亡;美国洛杉矶市1952年所发生的一次“光化学烟雾”事件,造成大批人急性损伤:流泪、咳嗽、气喘、呕吐等,并使大面积植物受害,车祸增多,400多人死亡.当时该市汽车保有量为9万辆.

  而今,仅以武汉为例:人口达780万,汽车保有量约为30万辆.在去年举行的全国生态环境报告会上,中国环境科学学会副理事长叶汝求明确指出:“北京、广州、上海、武汉等城市的汽车尾气已成为影响人们健康和生活的严重公害.这决非危言耸听,而是一个亟需改变的现状.

  目前,全球汽车总保有量约7.6亿辆,且以每年10%的速率增长.严重的汽车尾气污染,自然令世界各国大伤脑筋,而同时也迫使全球的科研人员为此而大动脑筋.因此呼唤绿色车辆已成为地球人的共同心声.

(1)请你分析一下为什么目前汽车的使用会对环境和人们的健康产生如此大的影响?

(2)面临汽车工业的飞速发展与其日益严重的负面影响的突出矛盾,你觉得应该怎么办?

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二十一世纪主要能源核聚变能

  已故中科院院士、著名核物理学家王淦昌在“21世纪主要能源展望”的报告中说,目前化石燃料在能源消耗中的比重仍占绝对优势,但是,此类能源资源有限,污染环境,有温室效应,因此寻找新的、干净的、安全的理想新能源,成为当代科学技术要解决的重要课题.他说,在新能源开发中比较现实的是核能,它将逐渐发展成为新世纪的一种主要能源.他同时预测:21世纪中后期,核聚变能可能成为核能新秀.

  理论和实践都证明,轻核聚变比重核裂变释放出的能量要大得多.利用核裂变,人们已经制造出了原子弹,并且通过反应堆加以人工控制,使其按照人们的需要有序地进行,成功地将核裂变释放出的巨大能量转变为电能,这就是原子能发电.利用核聚变,人们已经制造出了比原子弹威力更大的氢弹,氢弹是无控核聚变.要使核聚变释放出的巨大的能量转变为电能.即实现核聚变发电,也必须对核聚变实行人工控制,使其按照人们的需要有序地进行,这就是受控核聚变,自50年代科学家提出受控核聚变设想以来,已取得许多重要成果.

  受控核聚变比受控核裂变要困难得多,复杂得多,因为它必须具备以下3个条件:

  (1)足够高的点火温度,需要几千万摄氏度甚至几亿摄氏度的高温;

  (2)反应装置中的气体密度要很低,相当于常温常压下气体密度的几万分之一;

  (3)充分约束,能量的约束时间要超过1s.目前,激光技术的发展和进步,使高温点火问题获得解决,世界上最大的激光器输出功率已达100万亿瓦,足够点燃核聚变之用.此外,利用超高频微波加热法也可达到点火温度.

  核聚变发电与核裂变发电相比,具有许多优点,一是聚变能比裂变能要大好多倍,30mg的氘通过聚变反应能释放出相当于300公升汽油的能量;二是资源蕴藏丰富,重核裂变使用的主要燃料铀,目前探明的储量仅够使用约100年,而轻核聚变用的燃料是海水中的氘,1L海水可提取30mg氘,相当于300L汽油;三是成本低,1kg浓缩铀的成本约为1.2万美元,而1kg氘仅需300美元;四是安全可靠,核聚变不产生放射性污染物,万一发生事故,反应堆会自动冷却而停止反应,不会发生爆炸事故.

1.核聚变能是否符合人类今后的理想能源的条件?为什么?

2.面对人类社会的可持续发展我们中学生如何应对?

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同步练习册答案