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阅读以下文章并回答后面的问题.
雨、雪、垃圾能发电科学家们发现,大自然中蕴藏着巨大的能量,可以通过多种手段,从21世纪初期开始,有一定规模地向雨雪垃圾索电,是完全可以实现的.
利用积雪发电:大家知道,积雪的温度是0℃以下,因此雪中蕴藏着巨大的冷能.科学家提出利用积雪发电的大胆设想.它的工作原理是,将蒸发器放在地面上,将凝缩器放在高山上,再用两根管子将它们连接在一起,然后抽出管内空气,用地下热水使低沸点的氟里昂(即现代电冰箱所用的制冷物质)汽化,并以雪冷却凝缩器,由于氟里昂的沸点很低,加上管内被抽空,所以它就沸腾起来,变成气体快速向管子的上端跑去,冲击汽轮机旋转,从而带动发电机发电.试验证明,1 t雪可把2~4 t氟里昂送上蓄液器.可见雪的发电本领是十分惊人的.
雪的资源极其丰富,地球上34%的国家属多雪地区.我国东北和新疆北部是全国下雪天数最多的地区,每年平均在40天以上,积雪日数在90天以上.积雪发电的问世,将使茫茫雪原变成人类的又一理想的未来发电能源.
利用下雨发电:目前,科学家们研究雨能的利用已获得成功,它是利用一种叶片交错排列,并能自动关闭的轮子,轮子的叶片可以接受来自任何方向的雨滴,并能自动开关,使轮子一侧受力大,另一侧受力小,从而在雨滴冲击和惯性的作用下高速旋转,驱动电机发电.雨能电站可以弥补地面太阳能电站的不足,使人类巧妙而完美地应用太阳能、风能、雨能.
我国南方雨能资源丰富,特别是华东、华南、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较多,阴雨天利用雨能发电,阳天利用太阳能发电,这样无论晴天或阴雨天,人们都可以享受到大自然的恩赐,享受到电能带来的光和热.
微生物电池:在探索微生物能源工作中,一些国家正在从事着微生物电池的研究.什么是微生物电池呢?它是一种用微生物的代谢产物,做电极活性物质,从而获取电能.从研究的进展看,作为微生物电池的活性物质,只限于甲酸、氢、氨等.我们用一种叫产气单抱菌的细菌,处理100摩尔椰子汁,使其生成甲酸,然后把以此做电解液的3个电池串连在一起,生成的电能可使半导体收音机连续播放50多个小时.当然,这只是试验,但它表现出的事实是令人神往的.
21世纪是人类飞向宇宙的时代,在宇宙飞船这样的封闭系统中,排泄物的处理确实是个必须解决的问题.美国宇宙航行局设计了一种一举两得的解决方案:用一种芽孢杆菌处理尿,使尿酸分解而生成尿素,在尿素酶的作用下分解尿素产生氨.氨用做电极活性物质,在铂电极上产生电极反应,组成了邀翔太空的理想微生物电池.在宇航条件下,每人每天如果排出22克尿,就能够获得47瓦时的电力.
氢燃料电池,成为微生物能源的又一种电能形式.利用一种产生氢气能力强的细菌,在容积为10升的发酵装置中,每小时所产生的近20升氢气,足以维持3.1~3.5伏燃料电池的工作.科学日新月异的21世纪,有机废水的处理也与微生物电池发生了密切关系.在利用微生物处理有机废水时,在使废水无害化的同时,可以把微生物的代谢产物做微生物电池的活性物质,从而获得电能,从这个角度上,微生物做为同时解决公害和能源问题的一种手段,已引起人们的广泛注意.尽管微生物电池的研制尚处在萌芽状态,使用也还只限于一定范围,但是到21世纪的某一天,微生物电池就能够带动着马达飞转,为人类创造更多的物质财富.
向污泥要能源:城市下水道污泥中富含有机物质,其中蕴藏着可观的能量.不少国家已开始利用厌氧细菌将下水道污泥“消化”,然后收集其中产生的沼气作为热源,并将下水道污泥制成固体燃料.
关于下水道污泥作为固体燃料的开发与实用化研究方面,欧洲国家居领先地位.日本东京都能源局利用下水道污泥作为燃料发电的试验也已获成功.日本能源科学家还将下水道污泥利用多级蒸发法制成固状物,所得燃料的发热量为16 000~18 000 kJ/kg,与煤差不多.
德国的一家化学公司将工厂下水道排放的废水(其中含10%的普通生活污水)进行处理,所得活性污泥作为燃料,他们在下水道污水中加入有机凝集剂,再用电力脱水机脱去部分水分,加入一定比例的粉煤,最后利用压滤机榨干水分,用这种方法制成的燃料发热量大约是9 200~1 000 kJ/kg,并且将其干燥、粉碎后并不影响其燃烧性能.
从下水道污泥中挖掘潜在能源,不仅开辟了能源新途径,还可以根本上解决城市下水道污泥污染问题.对改善城市地下水水质有着至关重要的作用.环境科学家有必要重新估计下水道污泥的作用和利用价值,进一步研究下水道污水处理以及下水道水系的设计.
目前,世界上许多国家正在研究,能否建立一个从污水处理到能源、环保方面的综合管理体系,以便一劳永逸地解决下水道污水的去向问题.
摘自《能源趣览》
阅读完以上文章后回答:
(1)文中介绍了哪几种新的能源利用方式?分别是什么?
(2)利用积雪和下雨发电的工作原理分别是什么?
(3)结合你在日常生活中对能源的利用,谈谈你对节约能源的看法.
阅读下面材料后回答问题.
保险丝的分类按保护形式分,保险丝可分为过电流保护与过热保护,用于过电流保护的保险丝就是平常说的保险丝(也叫限流保险丝).用于过热保护的保险丝一般被称为温度保险丝,温度保险丝又分为低熔点合金型与感温触发型,还有记忆合金型等等(温度保险丝是为防止发热电器或易发热电器温度过高而进行保护工作的.例如:电冰箱、电熨斗、电饭锅、电炉、变压器中都有这种保险丝;它只与用电温度的升高有关,而与电路的工作电流大小无关.其工作原理不同于“限流保险丝”).
按额定电压分,可分为:高压保险丝、低压保险丝和安全电压保险丝.
(1)家庭电路中的保险丝按保护形式分,属于________,电冰箱的压缩机旁也有一个保险丝,按保护的形式分,属于________.
(2)安全电压保险丝若接入家庭电路的保险盒中,则保险丝将会________.
(3)2008年11月14日早晨6时10分许,上海商学院徐汇校区学生宿舍楼发生火灾,4名女生从6楼宿舍阳台跳下逃生,结果当场死亡.火灾原因初步判定为寝室里使用“热得快”引发故障并将周围的可燃物引燃所致.“热得快”工作时,由于其功率较大,所以通过导线的电流也较________,导线是有电阻的,根据________可知,“热得快”长时间工作时,导线上将会产生较大的热量,有可能引燃导线,进而引起火灾,所以有大功率用电器的家庭电路中应该串联________,即可避免此类火灾的发生.
阅读文章并回答文后问题。
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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