教学资源库：能的转化与守恒一章相关内容拓展.DOCVIP

教学资源库：《能的转化与守恒》一章相关内容拓展 1．内容拓展 （1）从垃圾中获得能量 垃圾是废物，人们很讨厌它，处理垃圾也是城市建设中的一个重大问题。但是，现在人们已经开始变废为宝，发挥垃圾的作用了。 在匈牙利的布达佩斯有一座垃圾焚烧站，它有四座燃烧炉，以天然气为燃料，每个炉子一小时可以烧15吨城市垃圾。利用焚烧炉的火焰加热锅炉，所产生的蒸汽可以带动一个发电机组。据计算，每燃烧1千吨垃圾，可以得到2万千瓦小时的电能。这座垃圾焚烧站不但可以处理10%的城市垃圾，而且可以提供电能，同时还可以向布达佩斯北面的供暖网输送250°的过热蒸汽。 美国马里兰州也有一座城市动力场，它就靠附近12个城市供应的垃圾当燃料，生成蒸汽专供一座工厂使用，每天可节约近30万公升的燃料油。 今后的垃圾发电厂，将请化学来帮助提高效率。用发出的一部分点来电解水，产生氢和氧。一部分氢可提高炉内燃烧温度，另一部分氢可作燃料出售，也可用来合成酒精和石油化工产品。新生的氧打进焚烧炉助燃。这样会使垃圾完全燃烧，减少对大气的污染。 焚烧垃圾都是在严严实实的密封炉内进行的，臭气在高温中分解，变成清烟，它无臭、无害、无飞尘。对烧不透的残渣，还要经过磁清选，把漏网的金属颗粒截留下来加以利用。如果垃圾太多一时烧不完，可以把他们加工成燃料，例如，往垃圾中通入一氧化碳和蒸汽，加上催化剂，在高压下加热到400，一小时后每吨垃圾可“榨”出170千克燃料油，在氧气助燃下热解垃圾，能产生可燃的瓦斯气，也可以将垃圾有机废物压缩成煤球一样的块状，这是烧锅炉的好燃料。 （2）潮汐发电 　　由于引潮力的作用，使海水不断地涨潮、落潮。涨潮时，大量海水汹涌而来，具有很大的动能；同时，水位逐渐升高，动能转化为势能。落潮时，海水奔腾而归，水位陆续下降，势能又转化为动能。海水在运动时所具有的动能和势能统称为潮汐能。 　　我国大陆海岸线长，岛屿众多，北起鸭绿江口，南到北仑河口，长达18000多公里，加上5000多个岛屿的海岸线14000多公里，海岸线共长32000多公里，因此潮汐能资源是很丰富的。据不完全统计，全国潮汐能蕴藏量为1．1亿千瓦，年发电量可达2750千瓦时，其中可供开发的约3850万千瓦，年发电量870亿千瓦时，大约相当于40多个新安江水电站。目前我国潮汐电站总装机容量已有1万多千瓦。 　　潮汐能的重要应用之一是发电。1913年德国在北海海岸建立了第一座潮汐发电站。1957年我国在山东建成了第一座潮汐发电站。1978年8月1日山东乳山县后沙口潮汐电站开始发电，年发电量230万千瓦时。1980年8月4日我国第一座“单库双向”式潮汐电站──江厦潮汐试验电站正式发电，装机容量为3000千瓦，年平均发电1070万千瓦时，其规模仅次于法国朗斯潮汐电站（装机容量为24万千瓦，年发电5．4亿千瓦时），是当时世界第二大潮汐发电站。 　　简单地说，潮汐发电就是在海湾或有潮汐的河口建筑一座拦水堤坝，形成水库，并在坝中或坝旁放置水轮发电机组，利用潮汐涨落时海水水位的升降，使海水通过水轮机时推动水轮发电机组发电。从能量的角度说，就是利用海水的势能和动能，通过水轮发电机转化为电能。 　　潮汐发电的型式 　　第一种是单库单向电站。即只用一个水库，仅在涨潮（或落潮）时发电，图10－2是利用落潮时发电的潮汐电站。我国浙江省温岭县沙山潮汐电站就是这种类型。 　　第二种是单库双向电站。用一个水库，但是涨潮与落潮时均可发电，只是在平潮时不能发电，广东省东莞县的镇口潮汐电站及浙江省温岭县江厦潮汐电站，就是这种型式。 　　第三种是双库双向电站。它是用二个相邻的水库，使一个水库在涨潮时进水，另一个水库在落潮时放水，这样前一个水库的水位总比后一个水库的水位高，故前者称为上水库，后者称为下水库。水轮发电机组放在两水库之间的隔坝内，两水库始终保持着水位差，故可以全天发电。 　　潮汐发电的优点是成本低，每度电的成本只相当火电站的八分之一。 （3）过山车中的物理知识 过山车是一项富有刺激性的娱乐工具。那种风驰电掣、有惊无险的快感令不少人着迷。实际上，过山车的运动包含了许多物理学原理，人们在设计过山车时巧妙地运用了这些原理。如果能亲身体验一下由能量守恒、加速度和力交织在一起产生的效果，那感觉真是妙不可言。 ??? 在开始时，过山车的小列车是靠一个机械装置的推力推上最高点的，但在第一次下行后，就再也没有任何装置为它提供动力了。事实上，从这时起，带动它沿着轨道行驶的惟一的发动机将是引力势能，即由引力势能转化为动能、又由动能转化为引力势能这样一种不断转化的过程构成的。 ??? 第一种能，即引力势能是物体因其所处位置而自身拥有的能量，是由于它的高度和由引力产生的加速度而来的。对过山车来说，它的势能在处于最高点时达到了最大值，也就是当它爬升到山丘的顶峰时最大。当