自然界中的普遍規(guī)律
大家都應該有過這樣的經(jīng)歷:把一些熱水倒進杯子里,不一會兒,杯子、桌子都變熱了。這是為什么呢?因為熱水把熱量傳給了杯子和桌子。
自然界中處處都有能量的轉(zhuǎn)化和傳遞,但總量不變。這就關系到自然界最普遍的定律——能量守恒與轉(zhuǎn)化定律。
這個定律是英國的焦耳最先發(fā)現(xiàn)的。1840年的一天,焦耳注意到一個現(xiàn)象:金屬線通電后會發(fā)熱。他決心弄清電與熱的關系,設計了一個實驗:在玻璃管中裝滿水,并放入一個溫度計,測量溫度后,將通電的金屬線放入水中,金屬線變得非常熱,水的溫度也升高了。這個實驗說明了電能轉(zhuǎn)化為了熱能。通過無數(shù)個實驗證明,不同形式的能量可以相互轉(zhuǎn)化,但能量的總值不變。
能量轉(zhuǎn)換時時發(fā)生在我們身邊,燈泡通電后會發(fā)熱,那是電能轉(zhuǎn)化為熱能;電燈變亮,是電能轉(zhuǎn)化為光能;汽車開動時燃料燃燒,汽油的化學能轉(zhuǎn)化為熱能,再轉(zhuǎn)化為機械能;電扇轉(zhuǎn)動時,電能變成了機械能……真是不勝枚舉。
我爸爸媽媽都在蕭山發(fā)電廠工作,而爸爸還是發(fā)電廠的鍋爐專家呢!燒的是煤,發(fā)出來的是電,這不是一個能量轉(zhuǎn)換嗎?那它是怎么實現(xiàn)的呢?它的過程又是怎樣的呢?我的心里充滿著無數(shù)個好奇和疑問。于是我專訪了專業(yè)人士——爸爸。爸爸花了極大的時間和精力講述了由煤到電的復雜過程,還給我看了一些書,我大致總結(jié)如下:燃料在鍋爐中燃燒放出熱能,并將熱能轉(zhuǎn)給水,藉以產(chǎn)生一定的壓力和溫度的蒸汽,通過管道將蒸汽引入汽輪機,帶動發(fā)電機發(fā)電。這是一個將燃料的化學能轉(zhuǎn)化為熱能,再將熱能轉(zhuǎn)化為機械能,進而轉(zhuǎn)化為電能的過程。在能量的轉(zhuǎn)化中,好大一部分能量在過程中損失了(中型的火力發(fā)電廠發(fā)電效率為40%多),但能量的總值是不變的。
能量守恒定律是自然界中的`普遍規(guī)律,在形形式式的自然現(xiàn)象中,只要有能量轉(zhuǎn)換,就一定服從能量守恒的規(guī)律;能量守恒定律反映了自然界的普遍聯(lián)系,各種自然現(xiàn)象都不是孤立的,而是相互聯(lián)系的;能量守恒定律是人類認識自然和利用自然的重要武器,從原始人鉆木取火到水能利用,從太陽能到核能的利用。
在能源資源日漸緊缺的今天,我們應該致力于提高能源的利用率,甚至研究自然界頻發(fā)的像地震、海嘯、颶風等給人們生活帶來巨大災難的巨能轉(zhuǎn)化為可用資源,既減小了災害,又解決了能源危機。真是何樂而不為呢?!
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