二、 熵與能源
“熵”的概念一開始就和能的概念關系密切,克勞修斯當初把“熵”定名為entropy,是德語“能量”的詞冠“en-”和變易的詞根“tropien”相組合。他說:我有意把這個詞拼成 entropy。因為從熱力學意義上看,熵與能的關系是這樣的:“熵”增加就是意味著系統的能從數量上講雖然守恒,但是“品質”卻越來越差,越來越不中用,被用來做功的可能性越來越小,不可用程度越來越高,這個就是能量的“退化”。例如:汽車的輪子與地面摩擦生熱的過程是增加熵的過程,摩擦的機械運動變成分子的熱運動,機械能變成了熱能,雖然能量守恒,但是要讓熱能做功,再完全自動地變成機械能卻無此可能。顯然,熱能的“品質”要比機械能差,熱能的不可用程度要比機械能高,熵的增加意味著能量在“質”的方面發生了“退化”。所以熵和不可用能關系十分密切。
而“能源”的本質是指能量的來源。例如:太陽輻射到地球表面上的能量,就是人類使用能量的主要能源!澳茉础钡牡诙䦟雍x是能量資源。例如:存在于自然界中的煤,石油,天然氣等化石燃料,鈾,釷等核燃料,以及生物體等都屬于能源;由這些物質加工而成的焦碳,煤氣,液化氣,煤油,電,沼氣等也是能源,前者以現存的形式存在于自然界中,為一次能源,后者為一次能源直接或者間接轉換而來的人工能源,為二次能源。
能源是人類生活和生產資料的來源,是人類社會和經濟發展的物質基礎。隨著科學的進步,經濟的飛速發展,以及人口的急劇增長,人們已經開始認識到能源是有限的,如果不高度重視,能源枯竭問題將會出現,那后果將不堪設想。能源問題的物理實質是物質與能量的轉化問題,這些轉化都為以下三條規律所支配:
物質守恒定律:物質可以從一種形式轉化成為另一種形式,但它既不能創造也不能消滅。
能量守恒定律:歷史上有不少人為解決能源問題而設計一種無需輸入能量而對外不斷做功的機器,這種“第一類永動機”之所以失敗,就是由于違背了能量守恒定律。
熵增加原理:人類利用能源的過程,實際上是一種能量的轉化,但是集中在能源中的無用能的數量在不斷的增加。所以所謂“能源枯竭”、“能源危機”,只是能源消耗導致有用能急劇的減少,不可用能急劇增加的代名詞,是熵增原理的反映。
上一頁 [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] 下一頁 |