地球一直吸收太阳能量,而能量是守恒的,为何还会出现能源稀缺?

地球一直吸收太阳能量,地球而能量是直吸守恒的,为何还会出现能源稀缺?

1、收太守恒地球一直吸收太阳能量,阳能源稀而能量是何还会出守恒的,为何还会出现能源稀缺。地球在人类科技的直吸浩瀚星海中,能量并非皆可为我们所用,收太守恒低熵能量才是阳能源稀真正的价值所在。地球时刻沐浴于太阳的何还会出光辉中,究竟每秒钟获得多少能量。地球太阳在一秒内辐射出的直吸电磁能量为3.827×10的26次方瓦,这一数值有个专门的收太守恒名字,叫做光度值。阳能源稀

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2、何还会出太阳常数指的是每平方米的太阳能量为1367瓦。若以地球表面积127,400,000平方公里来计算,那么地球每秒钟便从太阳那里吸收约1.74×10^17焦耳的能量,这是个惊人的数字,远超人类所需的能量。大气层会反射掉大约34%的太阳光线。

3、因此,实际到达地面的太阳能量大约为每秒1.15×10的17次方焦耳。而1945年美国在二战末投放于广岛和长崎的原子弹,释放的能量约为5.5×10的13次方焦耳,换句话说,地球每秒钟从太阳那里获得的能量,等同于2091颗广岛原子弹的威力。尽管如此,地球持续吸收这些能量后,会以红外线的形式向外辐射热量。热量的散发与地球的温度成正比,温度越高,散发的热量越多。

4、当地球的温度保持稳定时,吸收和散发的能量大致相等。因此,关键不在于能量的总量,而在于其中有多少是有用、低熵的能量。此处不妨提及:二氧化碳浓度增加时,原本会被地球辐射出的红外线会被反射回地面,使得热量不易散发,这便是我们所熟知的“温室效应”。

5、低熵能量具备价值,而熵增却是不可避免的。在一个封闭系统中,能量的总量保持不变,但能量的实用价值却逐渐减少。例如,大坝后的水是低熵的、有用的能量,它会流向低处,直到两端水位持平,而不会逆流而上。

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1、再如,一杯热水含有有用的能量,它可以融化冰块,让水温达到适中。但在能量总量不变的情况下,你绝不会看到一杯温水变成热水的同时,自动产生冰块。

2、因此,有用的能量必须是不平衡的,这是低熵能量的本质所在。我们只能利用低熵的能量,而高熵的无用能量则无法被利用。

3、例如,车辆在马路上的噪音、物体放在地面上的势能、地球夜间向太空辐射的红外线,这些都是无用的高熵能量,我们不能利用它们来做任何事情。汽油和空气中的氧气则含有低熵的能量,混合燃烧它们,汽车便可以行驶。

4、在行驶过程中,总能量保持不变,但有用的化学能转化为无用的热量和噪音。因此,能量并未消失,只是我们不能像之前那样利用它。

5、在一个封闭系统中,从低熵到高熵的能量转变是不可逆的,这就是热力学中的熵增原理。当然,地球对太阳能的利用效率也相当低。除了以红外线形式散失的无用能量,全球的植物对太阳能的利用率大约为1%至5%,而人类目前最高效的太阳能技术,在实验室条件下也不过超过50%,工业化应用最高也仅在40%左右,而普通的光伏电池达到20%至25%就已算不错。

深空探测与航天科技
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