能量的本质是什么?

我们都知道一个概念:能量 。用日光灯,需要电能;开汽车,需要石油做化学能;动物能够活动,因为具有生物能 。那么能量到底是哪里来的呢?
我们不妨从常见的电能来解释一下能量的来源 。我们的家用电是由发电厂发出来的 。发电厂为了发电,必须使得发电机转动起来 。使发电机转动起来,必须消耗其他能量 。
我们首先看火力发电 。
火力发电机的基本原理是:燃烧煤粉将水变为高压蒸汽,通过高压蒸汽推动汽轮机,汽轮机转动带动发电机转动,于是就可以产生电能 。在这个过程中,煤的化学能被燃烧消耗,转化为电能 。
煤的化学能是哪里来的呢?煤和石油是千百年前动植物尸体在一定条件下形成的,详细的说,动植物死亡后,尸体沉积在地下,如果微生物分解尸体的速度没有沉积速度快,动植物尸体就会越来越多 。在一定条件下,这些尸体中的有机物就会发生变化,经过相当长的时间,这些有机物就会变成煤和石油 。所以,煤和石油的化学能量是从遥远古代的生物能转化而来的 。
那么,生物的能量又是哪来的呢?我们知道,食肉动物吃食草动物,食草动物吃植物,这就是食物链 。食物链的上级消耗者的生物能(食肉动物)来源于下级能量消耗者(食草动物)和生产者(植物) 。也就是说,动植物的生物能本质上来源于植物 。
那么,植物的能量是哪来的呢?除了例如蘑菇等依靠腐殖质生活的植物之外,大部分植物都有叶绿素 。叶绿素可以进行光合作用 。所谓光合作用,就是通过太阳能,将空气中的二氧化碳和吸收的水分转化成有机物,同时释放氧气的过程 。在这个过程中,植物的生物能变多,看似产生了能量,所以称为生产者 。但是实际上,植物必须利用太阳能完成这个过程 。所以依然是能量的转化: 把太阳能转化为了有机物的能量,或者称为生物能 。
我们继续想,太阳能又是哪里来的呢?
太阳是一个大火球,每时每刻都在释放着巨大的能量 。太阳之所以能发光发热,是因为太阳内部有大量的氢元素 。氢原子是自然界最小的原子,原子核中只有一个质子,原子核外有一个电子 。但是,氢原子核里的中子个数可以不同,据此可以把氢元素分为三种同位素,分别是有没有中子的氕、一个中子的氘、两个中子的氚 。
在极高的温度下,氘和氚原子核可以发生聚变反应,生成一个氦原子核和一个中子,同时释放巨大的能量 。这个能量就通过辐射的形式散发到宇宙中 。
所以,太阳能来源于太阳内部的核聚变反应-核能 。
核能是哪里来的?这个问题人们还没有理解 。因为在大爆炸之初,核能就存在于宇宙之中了 。而大爆炸之前的事,科学家们还没有任何头绪 。
总结起来,火力发电的能量转化过程是太阳核能通过聚变转化为光能,光能通过光合作用转化为植物的生物能,植物生物能通过食物链布满生物圈,生物能通过一定的环境形成煤的化学能,化学能通过燃烧加热蒸汽推动发电机,发电机就把这种能量转化为电能 。
如果我们用水电站发电,能量又是哪来的呢?
要利用水能发电,首先要在有山脉的地区建设水坝,让水形成落差 。然后,水由于受到重力作用向下运动时,可以推动水轮机转动,这样发电机就可以工作了 。水由于在高处可以向下流动带动发电机,我们就说高处的水具有能量,这种能量称为重力势能 。水电站是把水的重力势能转化为电能 。
水从高处到达低处之后,重力势能减小,高山上流下来的水汇集到一块,会流到大海中去 。那么,高山上的水为什么不会流干呢?这又涉及到自然界水的循环 。


以上关于本文的内容,仅作参考!温馨提示:如遇专业性较强的问题(如:疾病、健康、理财等),还请咨询专业人士给予相关指导!

「辽宁龙网」www.liaoninglong.com小编还为您精选了以下内容,希望对您有所帮助: