【工具辅导类】中华学生百科全书：能源工程.pdf

能 源 能源的历史和现状 人类求生存、建城市、办工厂，需要各种不同的能源。做饭、取暖需要 热能，点灯照明需要电能，万物生长需要太阳能……可以这样说，没有能源， 人类就不能生存，社会就不能发展。 “能”这个词，最早是德国科学家罗伯特·迈尔提出来的。我们看不见 能，但通过热、光、电、运动等能够感觉到 “能”的存在。 人类利用能源的历史大致经历了柴草、煤炭、石油三个能源时期。火的 使用，使人类第一次支配了一种自然力，从而使人类和动物界彻底分开。但 是，当时人类还没有掌握把热能变成机械能的技巧，因此，柴草并不能产生 动力。从茹毛饮血的原始社会到漫长的奴隶社会、封建社会，人力和畜力是 生产的主要动力。风力和水力的利用，使人类找到了可以代替人力和畜力的 新能源。随着生产的发展，社会需要的热能和动力越来越多。而柴草、风力、 水力所提供的能量受到许多条件的限制而不能大规模使用。煤的发现，提供 了大量热能；风车和水车的制作，积累了机械制造的丰富经验；于是，两者 结合起来，蒸汽机出现了。蒸汽机的使用，不但奠定了各国工业化的基础， 也开辟了人类利用矿物燃料作动力的新时代。 但是，蒸汽机十分笨重，效率又低，无法在轻便的运输工具如汽车、飞 机上使用。人类在生产实践中又发明了新的热机——内燃机。内燃机的使用， 引起了能源结构的一次又一次变化，石油登上了历史舞台。世界各国依赖石 油创造了经济发展的奇迹。 那么地球上的能源有哪些可用，它们又来自何方呢？ 地球上的能源按其来源可分为三类。第一类是地球和其他天体相互作用 而形成的，如潮汐能；第二类来自地球的内部，如地热能和原子核能；第三 类来自地球以外，主要是太阳能以及由它产生的能源，如煤、石油、天然气、 生物质能、水能、风能、海洋热能等等。 然而，随着人类文明的不断发展，社会对能量的需求不可遏止地猛增。 地球上的能源消耗正在以惊人的速度增长，20世纪消耗的全部能源几乎等于 前19个世纪所消耗的能源的一半。人类正在过分地开采和使用化石燃料和森 林等自然资源，从而使得地球上的自然燃料能源的储藏量正在急剧减少。而 且，由于大量利用石油、天然气和煤炭等化石燃料，已经使人类居住的环境 受到越来越严重的污染，造成酸雨和气候变暖。许多科学家都认为，全球气 温升高将给人类带来灾难性的后果。因此，合理开发和利用能源已成为地球 人类大家庭最重要的问题了。人类必须认真对可资利用的各种能源进行 “算 计”和 “筹划”，既要满足目前需要，又要考虑长远的影响和发展，为子孙 后代的丰衣足食着想，使地球人类大家庭的明天过得更舒适、更美好。所以， 人们一方面研究如何进一步合理、妥善、高效率地开发利用化石燃料和水力 等常规能源 （也叫传统能源），比如研究提高能源转换效率的方法，改善能 源开采和利用的方式等等，着重从节流方面想办法和采取措施；另一方面， 人们又上天、入地、下海，四处寻找开源途径，探索低廉而丰富、又不影响 生态环境的很清洁的新能源，比如开发太阳能、地热能、核聚变能和海洋能 等等。这样，一门边缘化的、综合性的科学技术——能源技术就迅速形成， 并蓬勃发展起来。 乌金墨玉——煤 煤是能源中的长辈，但人类第一次使用的不是煤，而是火和树枝柴草。 茹毛饮血的猿人对雷电引起的火十分害怕。170万年以前，由于山洪暴 发，云南元谋猿人被逼进了洞中过夜。在又冷又饿、且面临被猛兽吃掉的困 境中，他们偶然发现火可以用来照明，还可以取暖，于是，猿人们便纷纷向 火堆围过来。 后来，传说有个叫燧人氏的人发明了钻木取火，把坚硬的木头在另一块 硬木头上使劲地钻，钻出火星，点燃树枝、干草；他还会把燧石敲敲打打， 敲出火来。从此，原始人掌握了人工取火的方法。人类用火照明、烤暖身体、 煮熟食物，同时，用火冶炼矿石、烧制陶具和加工各种各样的物品。 正是在火的光辉照耀下，人类才迈出了文明的第一步，从而日益繁盛起 来。 古希腊关于普罗米修斯盗取天上圣火送给人间的神话，是火在人类社会 发展中起着关键作用的最好注脚。 煤与火有着密切的关系。人们把煤炭称作乌金墨玉，不仅是它有金子般 的光泽和玉石般的晶莹外表，更重要的是，它对于提高人类生活水平起了无 法估量的重大作用。那么，煤炭是从哪里来的呢？ 也许你会说，煤炭不就是从煤矿里挖出来的吗？！然而