不可互换能

科技工作者之家 2020-11-17

不可互换能是指不能转换为其它形式的能源,如环境中的热。大部分能源可以进行转换,不可互换能相对较少。

定义不能转换为其它形式的能,如环境中的热。1

能源转换一级能源是从自然界取得的能源,如流过水坝的水,采出的原油、原煤、天然气和天然铀矿等。能够直接用作终端能源(即通过用能设备供消费者使用的能源)使用的一次能源是很少的。天然气是少数几种可作为终端能源使用的一次能源之一。

大部分一次能源转换成二级能源。二级能源是用途极广的能源形态,例如电力和汽油。使用不便的二次能源有木炭。为了供应适合消费者需要的能源,必须转换成为容易运输、分配并在各种设备中使用的形态,这就是趋向于形成能源供应网的原因,特别是电力、燃气和区域供热网更是如此。液体燃料也趋向于建立分配网,以便于储存、携带和运输,最好的例子是汽油和柴油。

一级能源转换成二级能源有不同的方法。例如中心电站生产电力,有时还进行区域供热。石油炼制成更方便的液体燃料 ―汽油、喷气燃料、柴油、石脑油等。能源转换设备有时是系统的终点,如核裂变能,在核电站发电以前,要进行化学转换,同位素浓缩,核燃料制作等。有的则是简单的机器,如水电或风力机。但一次能源转换成二次能源无论如何都会有转换损失,把能源送到用户会有输送损失。把这些损失当作浪费是错误的。

最后阶段是二次能源转换成终端使用的能源,即汽车、炉子、计算机或灯泡所用的能源。随后终端能源变成有效能,能量实际上储存在产品中,或用于服务。能源提供的服务,不仅是一种载体,而且是为了有效地利用其他资源,诸如劳力、资本、尤其是技艺的一种输入。认识这一点是很重要的。2

热能从分子运动论观点看,热能的本质是物体内部所有分子动能(包括分子的平动能和转动能)之和,而内能除包括物体内部所有分子的动能之外,还包括分子间势能的总和,以及组成分子的原子内部的能量、原子核内部的能量、物体内部空间的电磁辐射能等。但在一般热现象中,不涉及分子结构和原子核的变化,并且无电磁场相互作用,化学能、原子能以及电磁辐射能都为常数。因为人们通常研究的是能量之差,所以,这几种内能通常不考虑。因此,内能通常是指物体内部分子无规则运动的动能与分子间势能的总和。可见,热能只是内能中的一部分,把热能与内能等同起来是错误的。

热能只能由高向底单方向传递,也是一种势能,传输的过程做功而消耗了能量。

本词条内容贡献者为:

黎明 - 副教授 - 西南大学

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