能源生产总量是观察什么的指标

能量（energy）简称“能”，质量的时空分布可能变化程度的度量，用来表示物理系统做功的本领。

现代物理学已明确了质量与能量之间的数量关系，即爱因斯坦的质能关系式：E=MC_。能量的单位与功的单位相同，在国际单位制中是焦耳（J）。在营养学中除了用焦耳（J）作为能量单位以外，有时也用卡路里（cal）作为能量单位，1卡路里约等于4.184焦耳。在原子物理学、原子核物理学、粒子物理学等领域中也用电子伏特（eV）作为能量单位，1电子伏特=1.602,18×10－19焦。在理论物理领域，也有用尔格（erg）作为能量单位的，1尔格=10－7焦。能量以多种不同的形式存在。

按照物质的不同运动形式分类，能量可分为核能、机械能、化学能、内能（热能）、电能、辐射能、光能、生物能等。这些不同形式的能量之间可以通过物理效应或化学反应而相互转化。

各种场也具有能量。在营养学中，能量指的是食物中所含有的能被人体所吸收的化学能（生物质能），食物中的能量有时也可以称作热量，正常成年人每天消耗的能量约为8.4×106焦（8400千焦，NRV营养素参考值）。

1、不珍惜有限的资源，任意舍弃，如矿井只采块煤，扔掉煤末。

2、技术不成熟或落后或操作不精细，致有用资源未经利用即作为废弃物扔掉。

3、利用方式不合理，致资源未能充分发挥效益，如作物桔秆经过发酵制沼气作能源，沼渣可培养食用菌，沼水肥田等，可受到多种经济、环境效益，但许多秸秆直接用做燃料烧掉。

4、社会结构不完善或价值比率不合理，如许多部门或学生中的废纸虽然是极大的造纸资源，但回收极少，废玻璃、废塑料、包装玻璃瓶等回收也很少。

5、过度消费，近几年工业发达国在消费方面所占资源比例已占35%，能源方面约占60%。

面对世界不可更新资源正日趋减少甚至面临枯竭的形势，面对在一定条件下可更新的生物质能资源处于全球环境破坏日趋加剧、生长受到威胁的局面，以及可更新的太阳能、风能等能源资源利用技术尚未过关的现实，亟待尽力减少以至消除资源的浪费。

日常生活对策

1、节约用电

注意随手关灯。人走灯关。使用高效节能灯泡。美国的能源部门估计，单单使用高效节能灯泡代替传统电灯泡，就能避免四亿吨二氧化碳被释放。节能灯最好不要短时间内开关，节能灯在开关时是最耗电的。早睡早起有利于身体健康，又环保节能。

2、低碳烹调

尽量节约厨房里的能源。食用油在加热时产生致癌物，并造成油烟污染居室环境。减少煎炒烹炸的菜肴，多煮食蔬菜。不要把饭锅和水壶装得太满，否则煮沸后溢出汤水，既浪费能源，又容易扑灭灶火，引发燃气泄漏。

调整火苗的燃烧范围，使其不超过锅底外缘，取得最佳加热效果。如果锅小火大的话，火苗烧在锅底四周只会白白消耗燃气。

3、节约用水

淘米水是很好的去污剂，可以留下来洗碗或者浇花。沾了油的锅和盘子要先用用过的餐巾纸擦干净，洗起来既节水省时，又可少用洗涤剂，减少水污染。冲洗衣服时，可以加入少量肥皂粉，因为洗衣粉遇到肥皂会减少很多泡沫，既省水又节约清洗的时间。

洗脸、洗手用小脸盆接住水，然后倒进大桶收集起来。洗手、洗澡、洗衣、洗菜的水和较干净的洗碗水，都可以收集起来洗抹布、擦地板、冲马桶。

提高能源利用率

提高能源利用率、厉行节约的范围十分广泛，主要措施如下：对一次能源生产，应降低自身能源。对一次能源使用，应合理加工、综合利用，以达到最大经济效益。开发和推广节能的新工艺、新设备和新材料，如连续铸钢、平板玻璃浮选法生产、化纤高潮湿法纺织、连续蒸煮造纸等。

发展煤矿、油田、气田、炼油厂、电站的节能技术，提高生产过程中的余热、余压利用。加强节能技术改造工作，如限期淘汰低效率、高能耗的设备；更新工业锅炉、风机、水泵、电动机、燃机等量大面广的机电产品；改造工业炉窑和中、低压发电机组；改造城市道路、减少车辆耗油。

调整高耗能工业的产品结构。设计和推广节能型的房屋建筑。节约商业用能，推广冷冻食品、冷库储藏的节能新技术。制定并实施鼓励和促进节能的经济政策，包括能源价格、节能信贷、税收优惠及节能奖罚等。

以上内容参考：百度百科-资源浪费、百度百科-节约能源

一、调查课题：我们身边的低碳生活现状调查

二、调查分工：根据本次调查的课题，在指导教师的帮助下，对五名学生进行如下分工

小A：负责调查资料的搜集和课题的总体策划；

小B和小C：负责发放问卷和入户调查；

小F和小D：负责调查问卷的整理和解决方案搜集和整理；

三、调查宗旨：科学认真，实事求是，积极倡导低碳生活

四、调查内容：

1.什么是碳拍量？

大家都知道，现在低碳生活成为一种时尚生活。那什么是低碳生活，为什么要提倡低碳生活呢？

首先大家要了解一个概念，那就是碳排放量。了解了碳排放量的危害，就理解了低碳生活的重要性和必要性。

碳排放是关于温室气体排放的一个总称或简称。温室气体中最主要的气体是二氧化碳，因此用碳（Carbon）一词作为代表。虽然并不准确，但作为让民众最快了解的方法就是简单地将“碳排放”理解为“二氧化碳排放”。多数科学家和政府承认温室气体已经并将继续为地球和人类带来灾难，所以“控制碳排放”对于我们生活的地球是有实际意义的。

2.碳排放与我们生活的联系

在我们的日常生活中，其实是一直都在排放着二氧化碳，比如我们坐汽车要耗费燃油，燃油燃烧就产生二氧化碳，排放在空气中就增加了碳排放。我们每天要看电视用电脑，这些家电都耗费电能，电能的生产是要消耗大量的煤炭，煤炭的消耗也要排除大量的二氧化碳。因此，如何通过节约能源，节制我们的日常生活，如少用空调，少用暖气，少开车，少坐飞机等等，都是属于低碳生活的一部分。

3.如何进行碳排量计算

我们生活中的碳排量是可以计算的。家居用电的二氧化碳排放量（kg）＝耗电度数×0.785。根据这个二氧化碳排放量的计算器还可以算出市民开车、乘坐飞机、吃一个汉堡等到底能排放出多少二氧化碳，从而计算出碳排放量。

4.调查问卷的发放

由调查小组设计好问卷，问卷涉及到我们家庭日常生活中的吃、穿、住、行、玩，这些方面我们都采取了哪些方式，与三年前比，我们的增长了还是下降了。然后被这些问卷在锦州市范围内发放，送到住户里，然后定期收回，进行统计分析。

五、调查分析：我们生活中的碳排量比三年前增加6%

我们共发放了100张问卷，收回100张，有效问卷98张。根据这些问卷调查问题分析如下：

1.锦州家庭汽车使用量比三年前增加了30%，这也就是说，就出行汽车消费，比三年前的碳排量增加了30%。但是由于汽车还不是锦州家庭出行的主要工具，所以次指标增长幅度很大，但总量很小。

2.家电的更新换代较多，节能型家电逐渐被市民认同，所以家电的电耗费量增长只有3%。

3.锦州人吃穿的消费增长量逐渐下落，吃的逐渐趋于绿色，早市、夜市红火，所以按碳排量计算器的计算，吃穿的碳排量增长幅度只有1%。

4.随着节能建筑的流行，锦州人均住的能源消费趋于下降，住房碳排量下降2%。

5.以玩为目的的休闲娱乐方式在改变，人们私家车的增加，增加了活动半径，所以玩的碳排量上升1.5%。

综合上述，锦州人家庭生活中的碳排量比三年前增加6%。

六、调查建议：

低碳生活被认为是一种时尚生活逐渐被人们认同，但是实施的人群相对较少。就是说，人们都有了低碳生活的意识，但却没有落实到行动上。因此，我们一学生的名义，向大家倡议低碳生活，希望大家在生活中注意以下细节：

1.改变用全自动洗衣机洗衣服的习惯，改用手洗衣服，既节约又环保。倡导每周用手洗衣服一次。

2.尽量拒绝一次性餐巾纸、一次性筷子和一次性纸杯，因为这些制造离不开树木，破坏森林资源。建议改用手帕、竹筷子和玻璃杯，既保护森林，又少消耗能源。

3.买菜尽量骑自行车到郊区买菜，减少蔬菜用汽车运输，从而减少碳排量。

4.没有用节能灯泡的家庭，建议尽量把家里的灯泡都换成了节能灯，以节约能源。

5.尽量吃自己做的饭菜，不要吃成品食品和小食品，以减少制造这些食品过程中浪费能源。

6.去超市或菜市场，尽量自己带现成的或自制的购物袋。

7.尽量减少私家车的使用，或不开车，步行或骑自行车，以减少对环境的污染。

8.写过字的纸也要利用，把背面用做算草，减少笔记本和纸张的使用，以保护森林。

9.尽量不去游乐场玩电动玩具，减少电能消耗。

10.尽量喝白开水，不喝饮料和瓶装水，以减少制造和运输这些产品所耗费的能源

1、大致了解人类探索太阳系及宇宙的历程，并认识人类对宇宙的探索将不断深入。

2、知道物质是由分子和原子组成的。

3、了解原子的核式模型。了解人类探索微观世界的历程，并认识这种探索将不断深入。

4、对物质世界从微观到宏观的尺度有大致的了解。

5、初步了解纳米材料的应用和发展前景。

6、初步认识质量的概念。会测量固体和液体的质量。

7、通过实验理解密度的概念。尝试用密度知识解决简单的问题。能解释生活中一些与密度有关的物理现象。

8、有保护环境和合理利用资源的意识。

全章概述

在《全日制义务教育物理课程标准（实验稿）》的科学内容中，“物质”作为三大一级主题内容之一出现，其中有关物质的形态和变化、物质的属性、物质的结构与物体的尺度、新材料及其应用等二级主题的大部分内容已经在《义务教育课程标准实验教科书物理八年级》中具体化。本章是九年级的起始章，共设四个课节，即：“宇宙和微观世界”、“质量”、“密度”和“测量物质的密度”。

课本从认识广阔无垠的宇宙入手，带领学生逐渐走进多彩的物质世界。本章贯穿两个重要的物理量——质量和密度。通过讲述质量和天平的使用方法，以及密度概念的引入和测量，使学生对物质及其属性有进一步定量的认识。

第一节“宇宙和微观世界”。本节让学生知道大到天体、小到分子和原子都是物质。帮助学生树立科学的物质观和世界观，对物质世界从微观到宏观的尺度有大致的了解。

第二节“质量”。课本将质量的概念以“物质的量”、“物体中所含物质的多少”的程度引入，是考虑到初中学生的年龄特点，因此“质量”的概念讲得很浅显。由于前一节介绍了“物质是由分子组成的，分子又是由原子组成的”，在此基础上来理解“物质的量”和“物质的多少”是比较容易的。必须明确一点，这并不是质量的定义。

课本直接给出了质量的单位及换算关系。通过“小数据”栏目列举了一些物体质量的大小，使学生对物体质量的尺度有大致的了解。关于质量的测量，课本介绍了托盘天平和学生天平的使用方法。

第三节“密度”。首先，课本通过“想想做做”让学生体会到体积相同的不同物质（木块、铝块、铁块）的质量不相等，表明物质在这方面的性质上存在差异。然后，让学生完成题为“同种物质的质量和体积关系”的探究。利用探究结果：同种物质的质量与体积成正比，且单位体积的同种物质的质量是一个定值，不同物质单位体积的质量不同。因此可以用单位体积的质量来表征物质的这种特性。从而引出密度的概念及其单位。

第四节“测量物质的密度”。一方面让学生学习怎样使用量筒，怎样用量筒测量不规则形状物体的体积，怎样测量物质的密度。这节内容让学生学习测定一个物理量的方法。即，测量了物体的质量和体积后，就可以通过p=m／V算出物质的密度。

在基本测量方面，要求学生学会使用天平测量物体的质量，学会使用量筒直接测量液体的体积或间接测量不规则固体的体积。

在实际应用方面，一是各课节“动手动脑学物理”栏目中设置了许多开放性、综合性的学习问题。二是学生已有许多与“物质世界”相关的知识基础，应该注意引导他们多层次、多角度来认识物质的本质属性。

运动和力

1．能用实例解释机械运动及其相对性。

2．能通过日常经验或自然现象粗略估测时间。会使用适当的工具测量时间。能通过日常经验或物品粗略估测长度。会选用适当的工具测量长度。

3．能用速度描述物体的运动。能用速度公式进行简单计算。

4.能用示意图描述力。知道二力平衡条件。

5.通过实验探究，理解物体的惯性。能表述牛顿第一定律。

全章概述

机械运动现象最普遍、最简单，学生也最熟悉。例如，学生在小学已经进行过速度计算的训练；又如，相对运动、惯性等也是生活中常见的现象。学习本章内容，可以充分利用学生已有的知识和生活经验来逐步展开。

时间和长度的测量是物理学和技术中最基本的测量，学生应该掌握常用测量工具的用法，并会选用适当的测量工具。生活中还常常利用估测的方法测量长度和时间，应通过活动使学生有所了解。

对于速度的计算，要求学生会利用路程、时间求出，或利用速度公式中的两个物理量求出第三个物理量，教学中不宜做过深的引导，如追及问题等。

九年级物理复习提纲

第十一章 多彩的物质世界

一、宇宙和微观世界

宇宙→银河系→太阳系→地球

物质由分子组成；分子是保持物质原来性质的一种粒子；一般大小只有百亿分之几米(0.3-0.4nm)。

物质三态的性质：

固体：分子排列紧密，粒子间有强大的作用力。固体有一定的形状和体积。

液体：分子没有固定的位置，运动比较自由，粒子间的作用力比固体的小；液体没有确定的形状，具有流动性。

气体：分子极度散乱，间距很大，并以高速向四面八方运动，粒子间作用力微弱，易被压缩，气体具有流动性。

分子由原子组成，原子由原子核和（核外）电子组成（和太阳系相似），原子核由质子和中子组成。

纳米科技：（1nm=10 m），纳米尺度:（0.1-100nm）。研究的对象是一小堆分子或单个的原子、分子。

二、质量

质量：物体含有物质的多少。质量是物体本身的一种属性，它的大小与形状、状态、位置、温度等无关。物理量符号：m。

单位：kg、t、g、mg。

1t=103kg, 1kg=103g, 1g=103mg.

天平：1、原理：杠杆原理。

2、注意事项：被测物体不要超过天平的称量；向盘中加减砝码要用镊子，不能把砝码弄脏、弄湿；潮湿的物体和化学药品不能直接放到天平的盘中

3、使用：（1）把天平放在水平台上；（2）把游码放到标尺放到左端的零刻线处，调节横梁上的平衡螺母，使天平平衡（指针指向分度盘的中线或左右摆动幅度相等）。（3）把物体放到左盘，右盘放砝码，增减砝码并调节游码，使天平平衡。(4）读数：砝码的总质量加上游码对应的刻度值。

注：失重时（如：宇航船）不能用天平称量质量。

三、密度

密度是物质的一种特殊属性；同种物质的质量跟体积成正比，质量跟体积的比值是定值。

密度：单位体积某种物质的质量叫做这种物质的密度。

密度大小与物质的种类、状态有关，受到温度的影响，与质量、体积无关。

公式：

单位：kg/m3 g/cm3 1×103kg/m3=1g/cm3。

1L=1dm3=10-3m3；1ml=1cm3=10-3L=10-6m3。

四、测量物质的密度

实验原理：

实验器材：天平、量筒、烧杯、细线

量筒：测量液体体积（可间接测量固体体积），读数是以凹液面的最低处为准。

测固体（密度比水大）的密度：步骤：

1、用天平称出固体的质量m；2、在量筒里倒入适量（能浸没物体，又不超过最大刻度）的水，读出水的体积V1；3、用细线拴好物体，放入量筒中，读出总体积V2。

注：若固体的密度比水小，可采用针压法和重物下坠法。

测量液体的密度：步骤：1、用天平称出烧杯和液体的总质量m1；2、把烧杯里的液体倒入量筒中一部分，读出液体的体积V2；3、用天平称出剩余的液体和烧杯的质量m2。

五、密度与社会生活

密度是物质的基本属性（特性），每种物质都有自己的密度。

密度与温度：温度能够改变物质的密度；气体热膨胀最显著，它的密度受温度影响最大；固体和液体受温度影响比较小。

水的反常膨胀：4℃密度最大；水结冰体积变大。

密度应用：1、鉴别物质（测密度）2、求质量3、求体积。

第十二章 运动和力

一、运动的描述

运动是宇宙中普遍的现象。

机械运动：物体位置的变化叫机械运动。

参照物：在研究物体运动还是静止时被选作标准的物体(或者说被假定不动的物体)叫参照物.

运动和静止的相对性：同一个物体是运动还是静止，取决于所选的参照物。

二、运动的快慢

速度：描述物体运动的快慢，速度等于运动物体在单位时间通过的路程。

公式：

速度的单位是：m/s；km/h。

匀速直线运动：快慢不变、沿着直线的运动。这是最简单的机械运动。

变速运动：物体运动速度是变化的运动。

平均速度：在变速运动中，用总路程除以所用的时间可得物体在这段路程中的快慢程度，这就是平均速度。

三、时间和长度的测量

时间的测量工具：钟表。秒表（实验室用）

单位：s min h

长度的测量工具：刻度尺。

长度单位：m km dm cm mm μm nm

刻度尺的正确使用：

(1).使用前要注意观察它的零刻线、量程和分度值； (2).用刻度尺测量时，尺要沿着所测长度，不利用磨损的零刻线；(3)厚的刻度尺的刻线要紧贴被测物体。（4）.读数时视线要与尺面垂直，在精确测量时，要估读到分度值的下一位。 (5). 测量结果由数字和单位组成。

误差：测量值与真实值之间的差异，叫误差。

误差是不可避免的，它只能尽量减少，而不能消除，常用减少误差的方法是：多次测量求平均值。

四、力

力：力是物体对物体的作用。物体间力的作用是相互的。 (一个物体对别的物体施力时，也同时受到后者对它的力)。

力的作用效果：力可以改变物体的运动状态，还可以改变物体的形状。

力的单位是：牛顿(N)，1N大约是你拿起两个鸡蛋所用的力。

力的三要素是：力的大小、方向、作用点；它们都能影响力的作用效果。

力的示意图：用一根带箭头的线段把力的三要素都表示出来就叫力的示意图。

五、牛顿第一定律

亚里士多德观点：物体运动需要力来维持。

伽利略观点：物体的运动不须要力来维持，运动之所以停下来，是因为受到了阻力作用。

牛顿第一定律：一切物体在没有收到力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。（牛顿第一定律是在经验事实的基础上，通过进一步的推理而概括出来的，因而不能用实验来证明这一定律)。

惯性：物体保持运动状态不变的性质叫惯性。

一切物体在任何情况下都有惯性；惯性的大小只与质量有关。

牛顿第一定律也叫做惯性定律。

六、二力平衡

平衡力：物体在力的作用下处于静止状态或匀速直线运动状态，是因为物体受到的是平衡力。

二力平衡：物体受到两个力作用时，如果保持静止状态或匀速直线运动状态，我们就说这两个力平衡。

二力平衡的条件：作用在同一物体上的两个力，如果大小相等、方向相反、并且在同一直线上，这两个力就彼此平衡。

○（二力平衡时合力为零）。

物体在不受力或受到平衡力作用下都会保持静止状态或匀速直线运动状态。

第十三章 力和机械

一、弹力 弹簧测力计

弹性：物体受力发生形变，不受力时又恢复到原来的形状，物体的这种性质叫弹性。

塑性：物体受力后不能自动恢复原来的形状，物体的这种性质叫塑性。

弹力：物体由于发生弹性形变而产生的力。

弹簧测力计：原理：在弹性限度内，弹簧收受到的拉力越大，它的伸长就越长。（在弹性限度内，弹簧的伸长跟受到的拉力成正比）

弹簧测力计的使用：；(1)认清分度值和量程；(2)要检查指针是否指在零刻度，如果不是，则要调零； (3)轻拉秤钩几次，看每次松手后，指针是否回到零刻度；(4)测量时力要沿着弹簧的轴线方向，测量力时不能超过弹簧秤的量程。

二、重力

万有引力：宇宙间任何两个物体，大到天体，小到灰尘之间，都存在互相吸引的力。

重力：由于地球的吸引而使物体受到的力。

1、重力的大小叫重量，物体受到的重力跟它的质量成正比。G=mg.

2、重力的方向：竖直向下（指向地心）。

3、重力的作用点（重心）：地球吸引物体的每一个部分，但是，对于整个物体，重力的作用好像作用在一个点，这个点叫重心。（形状规则、质地均匀的物体的重心在它的几何中心）

三、摩擦力

摩擦力：两个互相接触的物体，当它们做相对运动（或有相对运动的趋势）时，就会在接触面是产生一种阻碍相对运动的力，这种力就叫摩擦力。

摩擦力的方向：和物体相对运动的方向相反。

决定摩擦力（滑动摩擦）大小的因素：【实验原理：二力平衡】1、压力（压力越大，摩擦力越大）；2、接触面的粗糙程度（接触面越粗糙，摩擦力越大）。

摩擦的分类：1、静摩擦：有相对运动的趋势，没有发生相对的运动。2、动摩擦：（1）滑动摩擦：一个物体在另一个物体的表面上滑动时产生的摩擦；（2）滚动摩擦：轮状或球状物体滚动时产生的摩擦，通常情况下，滚动摩擦比滑动摩擦小。

增大摩擦力方法：使接触面粗糙些和增大压力。

减小有害摩擦方法：(1)使接触面光滑；（2）减小压力；(3)用滚动代替滑动；(4)使接触面分开（加润滑油、形成气垫）。

四、杠杆

杠杆：一根硬棒，在力的作用下能绕着固定点转动，这根硬棒叫杠杆。

杠杆的五要素：1、支点：杠杆绕着转动的点；2、动力：作用在杠杆上，使杠杆转动的力；3、阻力：作用在杠杆上，阻碍杠杆转动的力；4、动力臂：支点到动力作用线的距离；5、阻力臂：支点到阻力作用线的距离。

杠杆的平衡条件：F1l1=F2l2.

三种杠杠杆： (1)省力杠杆：L1>L2,平衡时F1<F2。特点是省力，但费距离。（如剪铁剪刀，铡刀，起子）(2)费力杠杆：L1<L2,平衡时F1>F2。特点是费力，但省距离。（如钓鱼杠，理发剪刀等） (3)等臂杠杆：L1=L2,平衡时F1=F2。特点是既不省力，也不费力。（如：天平）

五、其他简单机械

定滑轮特点：（轴固定不动）不省力，但能改变动力的方向。（实质是个等臂杠杆）

动滑轮特点：省一半力（忽略摩擦和动滑轮重），但不能改变动力方向，要费距离 (实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆)。.

滑轮组：1、使用滑轮组时,滑轮组用几段绳子吊着物体，提起物体所用的力就是物重的几分之一。即F=G/n（G为总重，n为承担重物绳子断数）2、S=nh（n同上，h 为重物被提升的高度）。3、奇动（滑轮）、偶定（滑轮）。

轮轴：由一个轴和一个大轮组成，能绕共同轴线旋转的简单机械；动力作用在轮上省力，作用在轴上费力。

斜面：（为了省力）斜面粗糙程度一定，坡度越小，越省力。

应用：盘山公路、螺旋千斤顶等。

第十四章 压强和浮力

一、压强

压力：垂直压在物体表面的力（1）有的和重力有关；如：水平面：F=G（2）有的和重力无关。

压力的作用效果：（实验采用控制变量法）跟压力、受力面积的大小有关。

压强：物体单位面积上受到的压力叫压强。

压强公式： ，式中p单位是：pa，压力F单位是：N；受力面积S单位是：m2。。

→ ； 。

增大压强方法：(1)S不变，F增大；；(2)F不变，S减小； (3)同时把F增大，S减小。

减小压强方法则相反。

二、液体的压强

液体压强产生的原因：是由于液体受到重力，液体具有流动性。

液体压强特点：(1)液体对容器底和壁都有压强，(2)液体内部向各个方向都有压强；(3)液体的压强随深度增加而增大，在同一深度，液体向各个方向的压强相等；(4)不同液体的压强还跟密度有关系。

液体压强计算： ，（ρ是液体密度，单位是kg/m3；g=9.8n/kg；h是深度，指液体自由液面到液体内部某点的竖直距离，单位是m。）据液体压强公式： ，液体的压强与液体的密度和深度有关，而与液体的体积和质量等无关。

连通器：上端开口、下部相连通的容器。

连通器原理：连通器如果只装一种液体,在液体不流动时，各容器中的液面总保持相平。

应用：船闸、、锅炉水位计、茶壶、下水管道。

三、大气压强

证明大气压强存在的实验是马德堡半球实验。

大气压强产生的原因：空气受到重力作用，具有流动性而产生的，

测定大气压强值的实验是：1、托里拆利实验（最先测出）：实验中玻璃管上方是真空，管外水银面的上方是大气，是大气压支持管内这段水银柱不落下，大气压的数值等于这段水银柱产生的压强。2、课堂实验：用吸盘测大气压：（原理：二力平衡F=大气压p=F/s）

测定大气压的仪器是：气压计。常见气压计有水银气压计和无液（金属盒）气压计。

标准大气压：把等于760毫米水银柱的大气压。1标准大气压=760毫米汞柱=1.013×105pa。

大气压的变化：和高度、天气等有关；大气压强随高度的增大而减小；在海拔3000m以内，大约每升高10m,大气压减小100pa。

○（沸点与气压关系：一切液体的沸点，都是气压减小时降低，气压增大时升高）。

抽水机是利用大气压把水从低处抽到高处的。在1标准大气压下，能支持水柱的高度约 10.3m高。

四、流体压强与流速的关系

在气体和液体中，流速越大的位置压强越小。

飞机的升力：飞机前进时，由于机翼上下不对称，机翼上方空气流速大，压强较小，下方流速小，压强较大，机翼上下表面存在压强差，这就产生了向上的升力。

五、浮力

浮力：浸在液体或气体里的物体，都受到液体或气体对它竖直向上的力，这个力叫浮力。

浮力产生的原因：浸在液体中的物体受到液体对它的向上和向下的压力差。

浮力方向总是竖直向上的。

物体沉浮条件：（开始是浸没在液体中）

法一：（比浮力与物体重力大小）

(1)F浮 <G 下沉；(2)F浮 >G 上浮（最后漂浮，此时F浮=G）

(3)F浮 = G 悬浮或漂浮

法二：（比物体与液体的密度大小）

(1) > 下沉；(2) < 上浮； (3) = 悬浮。（不会漂浮）

阿基米德原理：浸入液体里的物体受到的浮力，大小等于它排开的液体所受的重力。（浸没在气体里的物体受到的浮力大小等于它排开气体受到的重力）

阿基米德原理公式：

计算浮力方法有：

(1)称量法：F浮=G-F ，(G是物体受到重力，F 是物体浸入液体中弹簧秤的读数)

(2)压力差法：F浮=F向上-F向下

(3)阿基米德原理：

(4)平衡法：F浮=G物 (适合漂浮、悬浮)

六、浮力利用

(1)轮船：用密度大于水的材料做成空心，使它能排开更多的水。这就是制成轮船的道理。

排水量：轮船按照设计要求，满载时排开水的质量。排水量=轮船的总质量

(2)潜水艇：通过改变自身的重力来实现沉浮。

(3)气球和飞艇：充入密度小于空气的气体。

(4）密度计：测量液体密度的仪器，利用物体漂浮在液面的条件工作（F浮=G），刻度值上小下大。

第十五章 功和机械能

一、功

做功的两个必要因素：作用在物体上的力，物体在力的方向上移动的距离

功的计算：力与力的方向上移动的距离的乘积。W=FS。

单位：焦耳(J) 1J=1Nm

功的原理：使用机械时人们所做的功，都不会少于不用机械时所做的功。即：使用任何机械都不省功。

二、机械效率

有用功：为实现人们的目的，对人们有用，无论采用什么办法都必须做的功。

额外功：对人们没用，不得不做的功（通常克服机械的重力和机件之间的摩擦做的功）。

总功：有用功和额外功的总和。

计算公式：η=W有用/W总

机械效率小于1；因为有用功总小于总功。

三、功率

功率(P)：单位时间(t)里完成的功(W)，叫功率。

计算公式： 。单位：P→瓦特（w）

推导公式：P=Fv。（速度的单位要用m）

四、动能和势能

能量：一个物体能够做功，这个物体就具有能（能量）。能做的功越多，能量就越大。

动能：物体由于运动而具有的能叫动能。

质量相同的物体，运动速度越大，它的动能就越大；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能就越大；其中，速度对物体的动能影响较大。

注：对车速限制，防止动能太大。

势能：重力势能和弹性势能统称为势能。

重力势能：物体由于被举高而具有的能。

质量相同的物体，高度越高，重力势能越大；高度相同的物体，质量越大，重力势能越大。

弹性势能：物体由于发生弹性形变而具的能。

物体的弹性形变越大，它的弹性势能就越大。

五、机械能及其转化

机械能：动能和势能的统称。

（机械能=动能+势能）单位是：J

动能和势能之间可以互相转化的。方式有：动能和重力势能之间可相互转化；动能和弹性势能之间可相互转化。

机械能守恒：只有动能和势能的相互住转化，机械能的总和保持不变。

人造地球卫星绕地球转动，机械能守恒；近地点动能最大，重力势能最小；远地点重力势能最大，动能最小。近地点向远地点运动，动能转化为重力势能。

第十六章 热和能

一、分子热运动

分子运动论的内容是：（1）物质由分子组成；（2）一切物体的分子都永不停息地做无规则运动。（3）分子间存在相互作用的引力和斥力。

扩散：不同物质相互接触，彼此进入对方现象。

扩散现象说明：一切物质的分子都在不停地做无规则的运动。

热运动：分子的运动跟温度有关，分子的无规则运动叫热运动。温度越高，分子的热运动越剧烈。

分子间的作用力：分子间有引力；引力使固体、液体保持一定的体积。分子间有斥力，分子间的斥力使分子已离得很近的固体、液体很难进一步被压缩。

固体、液体压缩时分子间表现为斥力大于引力。

固体很难拉长是分子间表现为引力大于斥力。

二、内能

内能：物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和叫内能。

物体的内能与温度和质量有关：物体的温度越高，分子运动速度越快，内能就越大。

一切物体在任何情况下都具有内能。

改变物体的内能两种方法：做功和热传递，这两种方法对改变物体的内能是等效的。

1、热传递：温度不同的物体相互接触，低温的物体温度升高，高温的物体温度降低，这个过程叫热传递。发生热传递时，高温物体内能减少，低温物体内能增加。

热量：在热传递过程中，传递的内能的多少叫热量（物体含有多少热量的说法是错误的）。单位：J。

2、做功：（1）对物体做功，物体的内能增加；物体对外做功，本身的内能会减少。

温室效应:太阳把能量辐射到地表，地表受热也会产生辐射，向外传递热量，大气中的二氧化碳阻碍这种辐射，地表的温度会维持在一个相对稳定的水平，这就是温室效应。大量使用化石燃料、砍伐森林，加剧了温室效应。

所有能量的单位都是：焦耳。

三、比热容

比热容（c ）：单位质量的某种物质温度升高（或降低）1℃，吸收（或放出）的热量叫做这种物质的比热。

比热容是物质的一种属性，它不随物质的体积、质量、形状、位置、温度的改变而改变，只要物质种类和状态相同，比热就相同。

比热容的单位是：J/(kg•℃)，读作：焦耳每千克摄氏度。

水的比热容是：C=4.2×103J/(kg•℃)，它表示的物理意义是：每千克的水当温度升高（或降低）1℃时，吸收（或放出）的热量是4.2×103焦耳。

热量的计算：

① Q吸=cm(t-t0)=cm△t升 （Q吸是吸收热量，单位是J；c 是物体比热容，单位是：J/(kg•℃)；m是质量；t0 是初始温度；t 是后来的温度。

② Q放 =cm(t0-t)=cm△t降

四、热机

热机原理：燃料燃烧把燃料的化学能转化为内能，内能做功又转化成机械能。

内燃机：燃料在气缸内燃烧，产生高温高压的燃气，燃气推动活塞做功。

常见内燃机：汽油机和柴油机。

内燃机的四个冲程：1、吸气冲程；2、压缩冲程（机械能转化为内能）；3、做功冲程内能转化为机械能）；4、排气冲程。

热值（q ）：1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫燃烧的热值。单位是J/kg或J/m3。

燃料燃烧放出热量计算：Q放 =qm；

热值是物质的一种特殊属性

热机的效率：用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比，叫热机的效率。的热机的效率是热机性能的一个重要指标

在热机的各种损失中，废气带走的能量最多，设法利用废气的能量，是提高燃料利用率的重要措施。

五、能量的转化和守恒

例子：在一定的条件下，各种形式的能量可以相互转化；摩擦生热，机械能转化为内能；发电机发电，机械能转化为电能；电动机工作，电能转化为机械能；植物的光合作用，光能转化为化学能；燃料燃烧，化学能转化为内能。

能量守恒定律：能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移过程中，能量的总量保持不变。

第十六章、能源和可持续发展

一、 能源家族

化石能源:煤、石油、天然气是经过漫长的地质年代形成的，叫化石能源。

一次能源：可以从自然界直接获取的能源。（化石能源、水能、风能、太阳能、地热、核能等）

二次能源：无法从自然界直接获取，必须通过一次能源的消耗才能得到的能源。（电能）

生物质能：由生命物质提供的能量。

不可再生资源：（化石能源、核能）不可能在短时间从自然界得到补充的能源。

可再生资源：（水、风、太阳能等）可以在自然界里源源不断地得到补充。

二、核能

核能：原子核分裂或聚合时产生的能量。

裂变：用中子轰击比较大的原子核，使其发生裂变，变成两个中等大小的原子核，同时释放出巨大的能量。

应用：核电、原子弹。

聚变：质量较小的原子核，在超高温下结合成新的原子核，会释放出更大的核能。

应用：氢弹。

三、太阳能

太阳—巨大的“核能火炉”

太阳是人类能源的宝库

太阳能的利用：1、利用集热器加热；2、利用太阳能电池发电。

四、能源革命

第一次能源革命：火的利用，柴薪为主要能源。

第二次能源革命：机械动力代替人类，由柴薪向化石能源转化。

第三次能源革命：以核能为代表。

能量转移和能量转化的方向性。

五、能源和可持续发展

能源消耗对环境的影响：空气污染和温室效应的加剧。水土流失和沙漠化。

未来的理想能源：1、必须足够丰富，可以保证长期使用；2、必须足够便宜，使大多数人用得起；3、技术必须成熟，可以保证大规模使用；4、必须足够安全、清洁，不污染环境。参考资料：百度文库

目前亦没有任何证据和理由表明人类是被大自然选中的且唯一的高等智慧生命，在生物学上人类的祖先只不过是在合适的环境了进化了自己的大脑从而拥有了复杂思想能力和智慧而已，相同的情节完全可以发生在其他任何物种身上，前提是环境足够合适也足够稳定。

“如果没有人类，这个宇宙还有意义吗？”，将人类和宇宙相提并论是很猖狂的行为，虽然我们还没找到外星文明，但绝大部分科学家都相信宇宙中存在着外星文明，如此以来人类就只不过是宇宙万千文明中的一个而已。

从宇宙中存在万千文明的角度来看，“如果没有人类，这个宇宙还有意义吗？”这个问题可以变成“如果没有我，这个人类世界还有意义吗？”，到这里我们很容易就能看出来没有人类文明，宇宙依然是有意义的，因为还有其他无数个文明在见证着宇宙。

在太空 探索 的过程中人类应该时刻对宇宙保持敬畏之心，再完美的哲学理念也只是人类大脑或者人类内部的自娱自乐罢了，无法对客观状态下的宇宙产生任何影响，因此可以说将人类的存在与否和宇宙的意义相提并论是十分可笑的行为。

霍金在他的科普作品《大设计》中提到过“哲学已死”，言下之意就是认为以往哲学研究的所谓宇宙的意义和时间的本质以及其他大部分问题都已经被物理学家找到了答案或者符合客观事实的解释，哲学的地盘越缩越小而自然科学蒸蒸日上。

如果没有人类，这个宇宙还有意义吗？

“我思故我在”，这是笛卡尔哲学论的起点！很多人就此认为笛卡尔是唯心主义者，但事实上“我思故我在”却讨论了一个非常深刻的认识论问题，因为我们认识层次的不同，展现在我们眼前的人生观、世界观甚至宇宙观将是一个完全不同的境界！

一、宇宙中只有我们人类吗？

到现在为止我们还没有在宇宙中找到其他文明，用尽了人类所能了解的一切手段！那么宇宙中真的就只有我们人类？但事实上我们连确定太阳系中没有其他类型的生物都不敢打包票，比如火星，尽管在火星天上和地面上有8个探测器日夜不停的搜索，还有曾经的伽利略与朱诺木星探测器，仍旧无法保证木卫二深深的海洋底下是否存在生物，以及为了不污染土星卫星系而直接撞入土星大气层的卡西尼探测器，而土卫六甚至有惠更斯探测器着陆，但也是一个未知数！

朱诺木星探测器

卡西尼土星探测器坠入土星大气层示意图

土卫六全球地图,红圈处为惠更斯号着陆区域

放眼银河系，太阳仅仅是银河系1000-4000亿颗恒星的其中之一，而银河系则是宇宙中超过2万亿个星系其中之一，请问有多少可能的太阳系，因此宇宙中仅仅只有人类是不是太空了？或者说我们不应该有这种不知天高地厚的想法，人类确实是一个奇迹，但宇宙实在是太大了，在整个宇宙无数星系的大环境下，可能这个奇迹是普遍存在的！

二、宇宙的发展与人类有关系吗？

这不是废话嘛，没有宇宙哪有人类？这可能是大家都明白的道理，但假如把这个逻辑倒过来，如果没有人类宇宙会怎么样？这个问题可能有一个很简单直接暴力的解释方式，假如地球上消失了一只蚂蚁，请问对地球会由影响吗？地球还有存在的意义吗？

当然大家肯定会认为这是疯了吗？一只蚂蚁就让地球失去了存在的意义？没错，我们人类就试图让自己相信，如果没有了人类，宇宙将失去意义！

其实宇宙从138.2亿年前诞生的时，可能生命并不在它的时间表里！生命的出现完全是个意外，但从事实上来理解，生命会让宇宙增加了一丝色彩，也可能会让宇宙包含更深层次的意义！但必须有一个事实要提醒一下，无论生命发展到哪个层次，无论文明作出如何的努力，宇宙都将按照它自身的发展规律继续运行，一直到热寂时代！

从这个意义上来理解，宇宙就像从起点到终点之间单向运行的一列高铁，我们人类只是从其中某处上了这趟车，但可能又会在某处下这一趟车，但却不要认为这趟车是为了人类才开出的，因为无论是否有人类，宇宙照样会运行！

三、人类该何去何从？

宇宙似乎与人类没关系？就像地球本身就不是为人类打造的一样，但现在人类却以主人自居！从这一点上来理解我们人类的思维并没有错，这是人类的时代，那么人类就是地球的主人！人类无法掌控地球的未来，至少人类在地球宜居的这段时间里利用其资源，争取在这个宜居时代中发展到超级文明而离开地球！

其实宇宙也一样，我们不确定有几个宇宙，也不知道是否能跳出宇宙，但我们不发展基础科学，那么永远都不会知道，会被宇宙这趟单行列车带进坟墓！这是宇宙诞生的副产品，尽管这个副产品不是宇宙的主业，但对于人类或者宇宙中的其他文明来说，这就是全部！当然对于文明来说这个命运可能还很遥远，不过如果不努力，宇宙也给我们设置很多关卡，一不留神就被过滤了！

我们走到现在不容易，那么仍然将一路磕磕绊绊的走下去，而基础科学则是保驾护航的唯一力量！请问我们还有什么理由不学习？

这个问题有比较有意义，看了所有回答，基本上都认为宇宙的存在与人类无关。而我这里想说的是： 宇宙很可能是因为人类而存在的 ，人类在宇宙扮演非常重要的角色。

“我思故我在”，一个典型的“唯心主义”观点。但是，现在它却再次焕发出新的生机。千万别低估古代哲学家的智慧。

这就涉及到一个近年来很火的猜想： 人择原理 。

我们这个宇宙充满了太多的神奇，太多的巧合。而且对物理，对宇宙研究得越深入，这个认识越深刻，以至于某些著名科学家晚年开始研究神学，认为这一切都是上帝安排的。

先说说我们的地球，它是如此的适应于人类生存，它的直径不大不小，它离太阳不近不远。如果再远一点，人类就会被冻死，再进一点，就会被热死。 怎么会有如此精妙绝伦的安排呢 ？难道真的有上帝？

用人择原理就很好解释，宇宙中有无数像地球一样的行星，有无数像太阳一样的恒星。而总能找到一个刚好能产生大气层，刚好有液态水的行星。这个行星就是地球。正是因为有如此多的巧合，才在上面诞生了生物，最终通过进化产生了人类。而正是因为我们最终幸运地出生了，才让我们我们认识到了这个地球。

我们可以说是地球选择了人类，然而我们还可以认为： 是人类选择了地球 。

在一个天文知识宇宙知识严重缺少的古人眼中，它们只知道有地球。它们能看到太阳月亮星星，但是不知道它们的本质。古人眼中，地球就是唯一，地球就是全部。或者说，地球就是宇宙的重中之重。

现在看来似乎有点可笑，因为我们今天知道了，地球只是一个非常普通的行星而已 。

那么，同样，按我们今天的认知，我们认识到的宇宙很可能就是众多宇宙中一个非常平凡的宇宙。我们以为我们观察到的宇宙，我们熟知的一切物理定律，宇宙常数都是放之四海而皆准的。 那么未来人是否会也会像今天我们看古人一样“嘲笑”我们不知道有平行宇宙呢 ？

似乎有很多迹象表明，存在平行宇宙，存在无穷多个宇宙。我们目前感知到的只是其中之一。这个宇宙是如此的神奇，有如此多的巧合，还有一堆宇宙常数。要命的是这些宇宙常数竟然如此精巧，哪怕稍微改一下都会导致宇宙的坍塌。

是什么原因？绝对不是上帝，而是因为我们人类的存在。万一这个宇宙没有这么多巧合，它就诞生不了人类，我们也就不可能在这里讨论宇宙了。所以，是人类选择了宇宙。

再强调一遍， 存在很多个不同的平行宇宙，我们只是生活在其中一个 。其他的宇宙有着不同的物理定律和宇宙常数，它们甚至一诞生就立刻崩溃了。而幸运的是我们观察到的这个宇宙竟然是稳定的(人类自认为的稳定)。

在我们感知到的这个宇宙中，有近乎无穷的行星，而刚好有个地球，它的条件是如此之好，诞生了生命物质。生命不断进化，优胜劣汰。不适合的物种被无情地剥夺了繁衍后代的权力。然后通过物种竞争和种内竞争，一代比一代强，最终进化出灵长目动物，直至人类诞生。这一路是如此的坎坷，但是想来也简单，哪怕是其中一环掉了链子，我们就不会诞生了。既然我们已然诞生，那么，这就是理所当然的事。而诸如恐龙就没有进化出高等动物，它们就是不幸运的。

明白了进化论，就不会再去感叹造物主为什么可以生成生物大脑，眼睛这一类如此精巧的东西。事实上，我们这个宇宙又何尝不是像人类大脑这样复杂而精妙，充满太多的巧合(所谓巧合，比如你随便修改一个大脑的血管，它都不会工作，你说巧不巧)。

还需要说明，关于人择原理，目前还是一个科学猜想，但是已经越来越得到学术界的认可。

另外，所谓无限多的平行宇宙也有很多种可能的解释。比方说，是否真实的宇宙实际上只有一个，而人类只不过感知到的是它的某一个幻象。而我们却强烈地认为它就是“本相”，它是“客观”的。或者说，我们感知到的这个宇宙只不过是高维时空的一个投影。它有无穷多个投影。恰巧在这个投影下诞生出了人类。相信终究有一天人类可以“穿越到”其他宇宙，感知到不一样的另外的宇宙。正如同近代，人类通过科学，发现了除了地球还有其他的类似地球一样的行星一样(古人是不知道的，它们甚至连地球是圆的都不知道)。

这也就是对“我思故我在”的新的思考。它不是完全没有道理的！

人类的射电望远镜只能感受到150亿光年的宇宙范围，这仅仅是微弱的感受，在150亿光年内的宇宙也只是雾里看花，对150亿光年以外更是一无所知，宇宙到底有多大，现有科学无法解释清楚，不要说地球了，就是太阳系，银河系在宇宙中只是微尘而已，人类目前连太阳系都走不出去，目前在上世纪六十年代只有美国人登上过距离地球40万公里的月球，美国机遇号探测器飞行200多天，只能到达距离地球5500万公里最近的火星上面，其它行星连探测器着陆都困难。美国深空探测器"旅行者一号”飞了竟40年才到达冥王星轨道边缘，就好比一个人在一个黑暗的房间，透过门缝观察世界，人类目前连这个房间都没有能力走出去。太阳系形成于45.68亿年之前，银河系形成目前推断在定在80~ 180亿年以上的年龄，这只是推断。地球从原始的太阳星云积聚形成一个行星，到现在为45.5亿年，人类的年龄已经有了50万年、100万年、200万年、300万年与400万年（先木器论的说法）等多种说法，但没有一种说法是可以作为定论。人类连自己的起源都搞不清楚，和太阳系银河系的年龄比，连白驹过隙都算不上。在宇宙的时空概念里，人类就像燃烧的火焰中，喷的一声，蹦出一个火星一样短暂。没有人类宇宙照样按照宇宙法则运转，人类连太阳系的微尘都算不上，更何况银河系宇宙了。宇宙也许有其他生命形成存在其他智慧生命，也许不在同一个时空，不在一个时空节点，多维时空平行宇宙里面存在。人类在宇宙存在的时间是一瞬间而已，想要解释清楚宇宙也许没有足够的时间，没有搞清楚人类也许早就消失了，就和恐龙在地球上消失一样，只能留下一些化石而已，地球消失恐怕连化石都留不下，何况太阳，太阳系以及银河系都有寿命。人类就像夏天的昆虫不知道有冬天一样。就像庄子说："夏虫不可语冰。”所以说人类太渺小了，宇宙神秘的用人类智慧文明难以解释，人的大脑难以想象。人类产生只是宇宙法则的一种偶然现象而已。

人类也许是偶然产生的，但又像是有规律一般，在某个时节点突然诞生。这就使地球更加有生机，人在不断进化也不断地改造着地球，直到现在也不断改造着宇宙！也许人真的是用来改造地球与宇宙的物体，所以生生不息直到永远。至于能把宇宙改造到什么程度，是我们现在无法想象的！也许地球人类终会消亡，但到时人类也进化成了高超智慧的生命，以另一种形式存在于宇宙中某一个角落！

人类只是宇宙中生命存在的一种，珍惜地球资源，开发太阳资源《人类的归宿与太阳同步》

宇宙大爆炸138亿年，太阳诞生40亿年，地球46.5亿年，人类生250万年，科学革命500多年，工业革命才200多年。

生命的起源是来自于太阳，万物生长靠太阳，人类的归宿与太阳同步。

人类只是万物其中一种，只是有智慧的高等动物而已，但为了生存与繁衍，战火不断，朝代更替，也是最残暴的动物，人吃人的 社会 。

于是乎？1818年诞生了一个马克思，发现了人类的生存与发展规律，中国华夏5000多年出了一个毛泽东，让中国人站起来，由于人口的增长，生存的需要，全球发生了三次工业革命，人类利用的资源是地球资源《石油，煤，天然气》，虽然满足当代人的利益，但是破坏了人类赖于生存的家园，宇宙只有一个地球，现在的地球已千疮百孔，不堪重负，气喘吁吁……。

不仅破坏了地球，而且污染了环境，严重威胁人类生命与 健康 。

倘若还是老路发展下去，人类没有未来。

此时此刻，加快警醒人类自己，拯救地球就是拯救人类自己，加快转变发展方式，开发太阳资源《太阳能+生物质能》，唯有太阳资源，才是人类永续发展的源泉。

职业瞎评价瞎评有道理

如果没有人类，这个宇宙还有意义吗？这个问题让我们觉得瞬间就没办法回答了

假设你在一个天安门广场上问一个蚂蚁如果这个广场没有了你还有意义吗？蚂蚁估计就是想破脑袋也会觉得你这个问题问的很LOW

上图这个很美丽的星空图就是我们现在哈勃所能看到的星系图，这个星系的概念就是我们地球在太阳系，太阳系在银河星系的一个悬臂，而可能在这个星系图中我们的银河系只是一个小点甚至都不到！根据推测可见宇宙可以有1800亿个星系。但实际上这个数字远远低于真正的数字，大约仅仅是后者的10%。也就是说在整个宇宙中最少有18000亿个星系，在小的概率在这么大的数字面前都是个很大的概率，那么这个宇宙有没有其他生物，他们是否比我们的文明等级更高，我们相信着都有可能，我们只是这个苍茫宇宙中的一个过客，没了我们，还有很多神奇的生物存在。宇宙失去谁不会没有意义，因为他太大了！！

宇宙存在的意义，对宇宙的本身来说是没有意义的，但对于宇宙诞生之后的事物来说，意义就是存在。

没有了人类，宇宙的存在是否还有意义，对这个问题，如果仅是对于人类这个群体而言，那肯定是没有意义的，但若是对宇宙中的其他事物而言，显然，宇宙存在的意义跟有没有人类没有丝毫影响。

我们都认识那么一句话，那就是即使世界没有了你，那么世界也会照常运行，同样，宇宙对于人类也是如此。人类的出现，完全可以看做是一场意外，但是，如若以这种说法。也就是以宇宙的立场来解答这样的问题，那显然是不正确的，毕竟，这个问题的本质的立场者是人，而并非其他的东西。

站在人类的立场上想，如果没有了人类，宇宙是否还有意义，这个问题，其实我们将之理解为，如果世界了我，那么，世界对我而言还有意义吗？显然，随着我的消失，世界对于我的意思肯定也就不复存在了。因为我与世界的联系已经完全切断，即便世界还在运转，但那又与我何干呢？

因此，将我的个人与世界的关系放宽到人类与宇宙的关系后，所能理解的道理也是一样，也就是说，如果人类不存在了，那么宇宙的存在也就没有意义了。

谁说宇宙的存在要有意义，什么才算有意义?正所谓，存在的都有其合理之处，这根本不需要人类来断定，对于浩瀚无垠的宇宙来说，人类远远不如一些宇宙尘埃有意义，从宇宙的角度来看地球，太阳系，甚至银河系，几乎可以忽略不计，更谈不上地球上的人能对宇宙有多大作为，地球在宇宙内的位置，还不如人类眼里的尘埃，你敢指望地球上一粒肉眼几乎看不到的尘埃来改变地球，影响地球吗?对于宇宙的 探索 ，人类实在太高估自己，太自不量力啦。

你能够问出这个问题则表明你是相信人类文明的唯一性的，你认为在宇宙中只有人类这一支文明。

我与你持有不同的看法，我认为人类文明只是宇宙中最为普通的一支文明，不同的文明存在于不同的角落，他们距离地球也许非常遥远，遥远到即使再发展一万年也无法企及。

按我的观点来看，即便没有人类文明，也会有其它的文明去 探索 宇宙，领略宇宙的浩瀚与美丽，宇宙不会孤寂。

“意义”这个词是诞生于人类的文明之中，在外星文明那里，也许没有“意义”这个词汇，我们通常把意义作为做这件事情的目的，比如我努力学习就是为了今后能找到好工作，好工作就是目的，也是意义。

但是我们不能把意义强加到宇宙上去，宇宙需要意义吗？如果它不需要意义呢？

宇宙也不需要目的。

1．1 化石能源带来的问题

(1)能源短缺

由于常规能源的有限性和分布的不均匀性，造成了世界上大部分国家能源供应不足，不能满 足其经济发展的需要。从长远来看，全球已探明的石油储量只能用到2020年，天然气也只能 延续到2040年左右，即使储量丰富的煤炭资源也只能维持二三百年〔1〕。因此，如不尽早设法解决化石能源的替代能源，人类迟早将面临化石燃料枯竭的危机局面。

(2)环境污染

当前，由于燃烧煤、石油等化石燃料，每年有数十万吨硫等有害物质抛向天空，使大气环境遭到严重污染，直接影响居民的身体健康和生活质量；局部地区形成酸雨，严重污染水土。 这些问题最终将迫使人们改变能源结构，依靠利用太阳能等可再生洁净能源来解决。

(3)温室效应

化石能源的利用不仅造成环境污染，同时由于排放大量的温室气体而产生温室效应，引起全 球气候变化。这一问题已提到全球的议事日程，其影响甚至已超过了对环境的污染，有关国 际组织已召开多次会议，限制各国CO2等温室气体的排放量。

1．2 阳能资源及其开发利用特点

(1)储量的“无限性”

太阳能是取之不尽的可再生能源，可利用量巨大。太阳每秒钟放射的能量大约是1.6×1023kW，其中到达地球的能量高达8×1013kW，相当于6×109t标准煤。按此计算，一年内到达地球表面的太阳能总量折合标准煤共约1.892×1013千亿t，是目前世界主要能源探明储量的一万倍〔2〕。太阳的寿命至少尚有40亿年，相对于人类历史来说，太阳可源源不断供给地球的时间可以说是无限的。相对于常规能源的有限性，太阳能具有储量的“无限性”，取之不尽，用之不竭。这就决定了开发利用太阳能将是人类解决常规能源匮乏、枯竭的最有效途径。�

(2)存在的普遍性

虽然由于纬度的不同、气候条件的差异造成了太阳能辐射的不均匀，但相对于其他能源来说，太阳能对于地球上绝大多数地区具有存在的普遍性，可就地取用。这就为常规能源缺乏的国家和地区解决能源问题提供了美好前景。�

(3)利用的清洁性

太阳能像风能、潮汐能等洁净能源一样，其开发利用时几乎不产生任何污染，加之其储量的无限性，是人类理想的替代能源。

(4)利用的经济性

可以从两个方面看太阳能利用的经济性。一是太阳能取之不尽，用之不竭，而且在接收太阳能时不征收任何“税”，可以随地取用；二是在目前的技术发展水平下，有些太阳能利用已具经济性，如太阳能热水器一次投入较高，但其使用过程不耗能，而电热水器和燃气热水器在使用时仍需耗费，有关研究结果表明〔3〕，太阳能热水器已具很强的竞争力。随着科技的发展以及人类开发利用太阳能的技术突破，太阳能利用的经济性将会更明显。

1.3 21世纪后期太阳能将占主导地位

世界各国，尤其发达国家对21世纪的能源问题都特别关注。由于化石能源储量的有限性和利用的污染性，各国专家都看好太阳能等可再生能源，尽管目前太阳能的利用仅在世界能源消 费中占很小的一部分。如果说20世纪是石油世纪的话，那么21世纪则是可再生能源的世纪， 太阳能的世纪。据权威专家估计〔4〕，如果实施强化可再生能源的发展战略，到下世纪中叶，可再生能源可占世界电力市场的3/5，燃料市场的2/5。在世界能源结构转换中， 太阳能处于突出位置。美国的马奇蒂博士对世界一次能源替代趋势的研究结果(如图1所示) 表明，太阳能将在21世纪初进入一个快速发展阶段，并在2050年左右达到30%的比例，次于核能居第二位，21世纪末太阳能将取代核能居第一位〔5〕。壳牌石油公司经过长期 研究得出结论，下一世纪的主要能源是太阳能；日本经济企划厅和三洋公司合作研究后则更 乐观地估计，到2030年，世界电力生产的一半将依靠太阳能〔2〕。正如世界观察研 究所的一期报告所指出：正在兴起的“太阳经济”将成为未来全球能源的主流。其最新一期 报告则指出，1997年全球太阳电池的销售量增长了40%，已成为全球发展最快的能源①①。

2太阳能开发利用技术及其产业化的现状与发展趋势�

人类利用太阳能已有几千年的历史，但发展一直很缓慢，现代意义上的开发利用只是近半个 世纪的事情。1954年美国贝尔实验室研制出世界上第一块太阳电池，从此揭开了太阳能开发 利用的新篇章。之后，太阳能开发利用技术发展很快，特别是70年代爆发的世界性的石油危 机有力地促进了太阳能开发利用。经过近半个世纪的努力，太阳能光热利用技术及其产业异 军突起，成为能源工业的一支生力军。迄今为止，太阳能的应用领域非常广泛，但最终可归 结为太阳能热利用和光利用两个方面。太阳能利用的具体形式和用途如图2所示〔2〕。�

图2太阳能利用系统

2.1太阳能热利用及其产业发展�

根据可持续发展战略，太阳能热利用在替代高含碳燃料的能源生产和终端利用中大有用武之 地。从图2可以看出，太阳能热利用具有广阔的应用领域，可归纳为太阳能热发电(能源产出 )和建筑用能(终端直接用能)，包括采暖、空调和热水。当前太阳能热利用最活跃、并已形 成产业的当属太阳能热水器和太阳能热发电。�

2.1.1 太阳能热水器�

在世界范围内，太阳能热水器技术已很成熟，并已形成行业，正在以优良的性能不断地冲击 电热水器市场和燃气热水器市场。国外的太阳能热水器发展很早，但80年代的石油降价，加 之取消对新能源减免税优惠的政策导向，使工业发达国家太阳能热水器总销售量徘徊在几十万平方米。据报道，1992年国外太阳能热水器总量为45万m2，其中日本为20万m2，美国 为12万m2，欧洲为8万m2，其他国家为5万m2。世界环境发展大会之后，许多国家又开 始重视太阳能热水器在节约常规能源和减少排放CO2方面的潜力，仅据美国加州首府萨克 门托市的计划，到2000年太阳能热水器将取代该州47000套家用电热水器；到2000年日本太 阳能热水器的拥有量将翻一番；以色列更是明文规定，所有新建房屋必须配备太阳能热水器 。目前，我国是世界上太阳能热水器生产量和销售量最大的国家。1992年销售量为50万m2 ，为世界其他各国销售量之和；1995年销售量翻番，达100万m2。据初步统计，1997年我 国太阳能热水器销售量300万m2，目前，我国从事太阳能热水器研制、生产、销售和安装 的企业达到1000余家，年产值20亿元，从业人数1.5万人能源工程，1999 ，(1)：59。但从房屋的热水器安装率来说，以色列已达80%，日本为11%，台 湾达2.7%.〔6〕.，我国在千分之几左右，其太阳能热水器的推广应用潜力仍很大。国 际上，太阳能热水器产品经历了闷晒式、平板式、全玻璃真空管式的发展，目前其产品的发 展方向仍注重提高集热器的效率，如将透明隔热材料应用于集热器的盖板与吸热间的隔层， 以减少热量损失；聚脂薄膜的透明蜂窝已在德国和以色列批量生产。.

随着世界范围内的环境意识和节能意识的普遍提高，太阳能热水器必将逐步替代电热水器和 燃气热水器。虽然太阳能热水器目前仍存在市场价格高、受季节和天气影响的不利因素，但 太阳能热水器具有不耗能、安全性、无污染性等优势，而且随着技术的发展其经济性也逐渐 显露出来。表1为三种热水器的经济指标比较结果.〔3〕.，从中可以看出，太阳能热水 器在经济上已具有较强的竞争力。��

表1三种热水器经济指标对比

项目品种寿命(年)

使用天数 (天)

购置费用�(元)

运行费用�(元)

总投资�(元)

备 注

太阳能热水器

10～15

300*2300

250

2550

均以日

产水量电热水器

5～8

300

1000

4500

550080kg

水温40燃气热水器

6

300

5003

700420

0～60℃计算

*有关专家认为该数字应为250天左右。��

2.1.2 太阳能热发电技术�

80年代太阳能热利用技术的最大突破是实现了太阳能热发电的商业化。Luz国际公司在美国 南加州自1984年至1991年共建造了9个柱形抛物槽镜分散聚光系统的太阳能热发电站，总功 率为354MW，约占当地电网容量的2%〔7〕。9座电站中最大的容量为80MW，约有900条 聚光槽组成。由于美国政府和州政府先后在1991年取消对太阳能电站的投资减免税优惠政策 ，迫使第10号电站停建，公司宣告破产。另一颇具实力的Solel公司也在致力于太阳能热发 电，它于1992年接收了破产的Luz公司的技术，将开发市场瞄向澳大利亚、以色列和北美洲 。Solel公司自称具有建造300MW大型太阳能热发电站的能力。该公司已开始在澳大利亚建造 一座70MW的槽型太阳能热发电装置，并计划在以色列建一座200MW的电站，同时正在洽谈在 北美洲和另两洲建三座电站，每座200～300MW。Solel公司在澳大利亚的另一目标是2000年 的悉尼奥运会，它和米尔斯公司将合建一个太阳能热发电的联合体，为奥运村旅馆和运动会 主会场提供10MW的电力〔7〕。希腊政府1997年开始实施一项500MW的太阳能热发电 项目，计划于2003年完工，届时将是世界上最大的太阳能电站。此外，它的阿莫科石油公司 将在印度沙漠地区建造一座更大的太阳能热电站沙特阿拉伯《中东报》，1997年12 月1日报道。�

目前，太阳能热发电在技术上和经济上可行的三种形式是：①30～80MW线聚焦抛物面槽式太 阳热发电技术(简称抛物面槽式)；②30～200MW点聚焦中央接收式太阳热发电技术(简称塔式 )；③7.5～25kW的点聚焦抛物面盘式太阳能热发电技术(简称抛物面盘式)。在上述三种技 术中，抛物面槽式领先一步，美国加州的9座太阳热发电站可以代表槽式热发电技术的发展 现状。塔式太阳热发电技术也是集中供电的一种适用技术，目前只有美国巴斯托建的一座叫 “SolarⅡ”的电站，功率为43MW，该电站成功运行两年后，两家美国电力公司计划建两座1 00MW的电站〔8〕。为了提高塔式电站的效率，有人提出了一种新想法〔8〕， 把带有太阳能塔的定日镜阵列附加到先进联合循环电站上作为燃料节省装置，采用甲烷重整 工艺，以太阳能提高天然气等级。抛物面盘式太阳热发电技术很适合于分散式发电，可以在 偏远地区用作独立系统。作为太阳能供电的一种方式，太阳热发电技术在经济上是可行的， 而且有较大的市场潜力。在美国加州的太阳热发电站建造过程中，由于技术进步及容量的增 大，电站的装机造价和发电成本显著下降，1984年Ⅰ号电站(14MW)造价为5979美元/kW，发 电成本26.5美分/kWh；到1990年的Ⅷ号电站(80MW)，造价降至3011美元/kW，发电成本降到 8.9美分/kWh.〔9〕.。因此，抛物面槽式在太阳能丰富的地区，经济上已能与燃油的 火力电站竞争。我国西南电力设计院曾对西藏地区以引进Luz公司太阳能热电站进行估算， 如果考虑设备的折旧和还贷，太阳能热电站和火力发电站的发电成本均为1.1元/kWh，如果 不考虑设备折旧，仅计入运行和维护费用，则太阳能电站的发电成本为0.1元/kWh，而火力 发电站的成本为0.8元/kWh.〔9〕.。有人估算过13种太阳热电站在不同日照射条件下 的发电成本.〔8〕.，结果表明，随着年产电量的增加，主要是随着机组容量的增大、 日射强度的增高、部件和系统的进一步改进，发电成本显著下降。进而对地中海国家的太阳 能热发电应用进行过可行性研究，认为太阳能的热利用在这一地区具有特殊重 要性，具有巨大的市场潜力。一方面，地中海国家技术水平高、资金雄厚，且有很好的太阳 热发电示范和早期商业化基础；另一方面，未来几十年里，地中海国家能源需求量大，每年 要新增5～6GW，加之该地区太阳能资源丰富，年辐射强度大于1700kWh/m\+2的面积达到700 万km\+2，太阳热可发电容量达1200GW，是目前全球电力需求的4倍。所有这一切形成了地中 海地区广阔的太阳能热发电市场。� 2�2太阳能光电技术及其产业�

2.2.1太阳能光电已成为全球发展最快的能源�

50年代第一块实用的硅太阳电池的问世，揭开了光电技术的序幕，也揭开了人类利用太阳能 的新篇章。自60年代太阳电池进入空间、70年代进入地面应用以来，太阳能光电技术发展迅 猛。世界观察研究所在其最近一期研究报告中指出，利用太阳能获取电力已成为全球发展最 快的能量补给方式。报告说，1990年以来，全球太阳能光伏发电装置的市场销售量以年平均 16%的幅度递增，目前总发电能力已达800MW，相当于20万个美国家庭的年耗电量太阳能，1998，(4)：22。�

2.2.2提高转换效率、降低成本是光电技术发展的关键�

当前影响光电池大规模应用的主要障碍是它的制造成本太高。在众多发电技术中，太阳能光 电仍是花费最高的一种形式，因此，发展阳光发电技术的主要目标是通过改进现有的制造工 艺，设计新的电池结构，开发新颖电池材料等方式降低制造成本，提高光电转换效率。近年 来，光伏工业呈现稳定发展的趋势，发展的特点是：产量增加，转换效率提高，成本降低， 应用领域不断扩大。目前，世界太阳电池年产量已超过150MW，是1944年产量的两倍还多， 如表2所示。单晶硅太阳电池的平均效率为15%，澳大利亚新南威尔士大学的实验室效率已 达24.4%；多晶硅太阳电池效率也达14%，实验室最大效率为19.8%；非晶硅太阳电池的稳 定效率，单结6～9%，实验室最高效率为12%，多结电池为8～10%，实验室最高效率为11.83 %.〔10〕.。表3��〔11〕�为有关研究人员所做的太阳能电池组件的效率预测。由于 生产规模的扩大，生产工艺的改进，晶体硅太阳电池组件的制造成本已降至3～3�5美元/W �p，售价也相应降到4~5美元/W�p；非晶硅太阳能电池单结售价3~4美元，多结售价为4～5 美元/W�p��〔10〕�。与十年前相比，太阳光电池价格普遍降低了20%。最近，瑞士联邦 工学院M·格雷策尔研制出一种二氧化钛太阳能电池，其光电转换率高达33%，并成功地采用 了一种无定形有机材料代替电解液，从而使它的成本比一块差不多大的玻璃贵不了多少，使 用起来也更加简便��〔12〕�。可以预料，随着技术的进步和市场的拓展，光电池成本及 售价将会大幅下降。表4��〔13〕�为地面用光伏组件成本/价格的预测结果，表5为美国 国家可再生能源实验室对太阳电池成本与市场的关系所做的估计��〔14〕�。对比表4， 表5，可以看出，2010年以后，由于太阳能电池成本的下降，可望使光伏技术进入大规模发 展时期。��

表2世界光电组件的产量及年增长率

年份1989199019911992199319941995199619971998

年产量(MW)42.047.054.058.261.070.781.090.612 2150年增长率(%)12%15%8%5%16%15%12%35%23%�

表4地面用太阳能电池组件成本/价格预测(美元)

电池种类1990199520002010

单晶硅3.25/5.402.40/4.001.50/2.501.20/2.00

多晶硅3.00/5.002.25/3.751.50/2.501.20/2.00

聚光电池3.00/5.002.00/3.301.20/2.001.00/1.67

非晶硅3.00/5.002.00/3.331.20/2.000.75/1.25

薄膜硅2.00/3.331.20/2.000.75/1.25

CIS2.00/3.331.20/2.000.75/1.25

CdTe1.50/2.501.20/2.000.75/1.25�

表5太阳能电池成本与市场的关系

太阳能电池成本�(美元/峰瓦)可进入的市场

＞6少量应用2～5通信、边远地区

1～2城市屋顶系统＜1大规模发电

表3商品化光伏直流组件效率预测(%)

电池技术199019952000 2010

单晶硅12151822

浇铸多晶硅11141620

带状硅12141721

聚光器(光电池)17202530

非晶硅(包括叠层电池)5～67～91014

CuInSe\-2-8～101214

CdTe-8～101214

低成本基片硅薄膜-8～101215

球粒电池-101214\= 2�2�3光伏新技术发展日新月异�

近年来，围绕光电池材料、转换效率和稳定性等问题，光伏技术发展迅速，日新月异。晶体 硅太阳能电池的研究重点是高效率单晶硅电池和低成本多晶硅电池。限制单晶硅太阳电池转 换效率的主要技术障碍有：①电池表面栅线遮光影响；②表面光反射损失；③光传导损失； ④内部复合损失；⑤表面复合损失。针对这些问题，近年来开发了许多新技术，主要有：① 单双层减反射膜；②激光刻槽埋藏栅线技术；③绒面技术；④背点接触电极克服表面栅线遮 光问题；⑤高效背反射器技术；⑥光吸收技术。随着这些新技术的应用，发明了不少新的电 池种类，极大地提高了太阳能电池的转换效率，如澳大利亚新南威尔士大学的格林教授采用 激光刻槽埋藏栅线等新技术将高纯化晶体硅太阳能电池的转换效率提高到24.4%，他在1994 年5月表示能用纯度低100倍的硅制成高效光电池，约在10年后采用该类电池的太阳能发电成 本可降至5～8美分/kWh.〔15〕.。光伏技术发展的另一特点是薄膜太阳能电池研究取得 重大进展和各种新型太阳能电池的不断涌现。晶体硅太阳能电池转换效率虽高，但其成本难 以大幅度下降，而薄膜太阳能电池在降低制造成本上有着非常广阔的诱人前景。早在几年 前，澳大利亚科学家利用多层薄膜结构的低质硅材料已使太阳能电池成本骤降80%，为此， 澳大利亚政府投资6400万美元支持这项研究，并希望10年内使该项技术商业化.〔16〕.。�

高效新型太阳能电池技术的发展是降低光电池成本的另一条切实可行的途径，近年来，一些 新型高效电池不断问世。专家推断，只要有一二种取得突破，就会使光电池局面得到极大的 改观。�

(1)硒化铜铟(CuInSe\-2,CIS)薄膜太阳能电池..〔17〕.：1974年CIS电池在美国问世，1 993年美国国家可再生能源实验室使它的本征转换效率达16.7%，由于CIS太阳能电池具有成 本低(膜厚只有单晶硅的1/100)、可通过增大禁带宽度提高转换效率(理论值为单晶30%，多 晶24%)、没有光致衰降、抗放射性能好等优点，各国都在争相研究开发，并积极探索大面积 应用的批量生产技术。�

(2)硅-硅串联结构太阳能电池〔18〕：通过非晶硅与窄禁带材料的层叠，是有效利用 长波太阳光，提高非晶硅太阳能电池转换效率的良好途径。研究表明，把1.3ev和1.7ev光 学禁带度组合起来的薄膜非晶硅与多晶硅串联电池转换效率最高。它具有成本低、耗能少、 工序少、价廉高效等优点。�

(3)用化学束外延(CBE)技术生产的多结Ⅲ-Ⅴ族化合物太阳能电池〔19〕：Ⅲ-Ⅴ族化 合物(如GaAs,InP)具有较高的光电转换效率，这些材料的多层匹配可将太阳能电池转换效率 提高到35%以上。而这种多层结构很容易用CBE法制作，并能以低于1美元/W�p的成本获得超 高效率。�

(4)大面积光伏纳米电池〔20〕：1991年瑞士M.Grtzel博士领导的研究小组 ，用纳米TiO\-2粉水溶液作涂料，和含有过渡族金属有机物的多种染料及玻璃等材料制作出 微晶颜料敏感太阳能电池，简称纳米电池。计算表明，可制造出转换效率至少为12%的低成 本电池。这种电池为大面积应用于建筑物外表面提供了广阔的前景。�

2.2.4各国的光伏计划雄心勃勃�

随着太阳能光电技术的日趋成熟和商业化发展，太阳能光电技术的推广应用有了长足的进展 。目前，已建成多座兆瓦级光伏电站，最大的是位于美国加州的光伏电站，容量为6.5MW. p，现正在希腊克里特岛建造的一座阳光电站，容量为50MW.p，估计2003年可建成供电，总 投资1775万美元新能源，1997，19(2)：23。而在美国准备建造的另一座电 站规模将达到100MW.p，已与太阳能热发电站容量相匹敌。除此之外，一些国家推出的屋顶 计划将更引人注目，显示了阳光发电的广阔应用前景和强大的生命力。1990年，德国政府率 先推出的“千顶计划”，至1997年已完成近万套屋顶光伏系统，每套容量1～5kW.p，累计 安装量已达33MW.p，远远地超出了当初制定的计划规模。日本政府从1994年开始实施“朝 日七年计划”，计划到2000年安装16.2万套屋顶系统，总容量达185MW.p，1997年又再次 宣布实施“七万屋顶计划”，每套容量扩大到4kW.p，总容量为280MW.p。印度于1997年12 月宣布在2002年前推广150万套太阳能屋顶系统。意大利1998年开始实施“全国太阳能屋顶 计划”，总投入5500亿里拉，总容量达50MW.p。而最雄心勃勃的屋顶计划当属1997年6月美 国总统克林顿宣布实施的美国“百万屋顶计划”，计划从1997年开始至2010年，将在百万个 屋顶上，安装总容量达到3025MW.p的光伏系统，并使发电成本降到6美分/kWh。上述各国屋 顶计划的实施，将有力地促进太阳能光电的应用普及，使太阳能光电进入千家万户。�

与此相呼应，当前世界上实力雄厚的10家光伏公司，虽然目前的生产能力都不大，但都有雄 心勃勃的扩展计划。各公司年产目标为：Kyocera公司和夏普公司60MW，BP太阳能公司50MW ，西门子公司和Solarex公司30MW，壳牌/Pilington公司和ASE公司25MW，Photo wott公司， AP公司和三洋/Solec公司15MW。据美国Spire公司预测，2003年世界光电池的生产能力将达 到350MW，而2010年的光电池组件交易量将达到700～4000MW/年②�。�

光伏技术发展的趋势，近期将以高效晶体硅电池为主，然后逐步过渡到薄膜太阳能电池和各 种新型太阳能光电池的发展。应用上将从屋顶系统突破，逐步过渡到与建筑一体化的大型并 网光伏电站的发展。�

2.3太阳能光电制氢�

70年代科学家发现：在阳光辐照下TiO2之类宽频带间隙半导体，可对水的电解提供所需能 量，并析出O2和H2，从而在太阳能转换领域产生了一门新兴学科--光电化学。随着光 电化学及光伏技术和各种半导体电极试验的发展，使得太阳能制氢成为发展氢能产业的最佳 选择。�

1995年，美国科学家利用光电化学转换中半导体/电介质界面产生的隔栅电压，通过固定两 个光粒子床的方法，来解决水的光催化分离问题取得成功〔22〕。其两个光粒子床概 念的光电化学水分解机制为：�

H2的光反应4H2O+4M°→2H2+4OH-+4M+�

O2的光反应4OH-+M+→O2+2H2O+4M°�

净结果为：2H2O→2H2+O2(其中M为氧化还原介质)�

近来，美国国家可再生能源实验室还推出了一种利用太阳能一次性分解成氢燃料的装置。该 装置的太阳能转换率为12.5%，效率比水的二步电解法提高一倍，制氢成本也只有电解法的 大约1/4〔23〕。日本理工化学研究所以特殊半导体做电极，铂对极，电解质为硝酸 钾，在太阳光照射下制得了氢，光能利用效率为15%左右〔24〕。�

在太阳能制氢产业方面，1990年德国建成一座500kW太阳能制氢示范厂，沙特阿拉伯已建成 发电能力为350kW的太阳能制氢厂〔24〕。印度于1995年推出了一项制氢计划，投资4 800万美元，在每年有300个晴天的塔尔沙漠中建造一座500kW太阳能电站制氢，用光伏-电解 系统制得的氢，以金属氧化物的形式贮存起来，保证运输的安全新能源，17(3)，19 95，19。自90年代以来，德、英、日、美等国已投资积极进行氢能汽车的开发。美 国佛罗里达太阳能中心研究太阳能制氢(SH)已达10年之久，最近用SH作为汽车燃料-压缩天 然气的一种添加剂，使SH在高价值利用方面获得成功〔25〕，为氢燃料汽车的实用化 提供了重要基础。其他，在对重量十分敏感的航天、航空领域以及氢燃料电池和日常生活中 “贮氢水箱”的应用等方面氢能都将获得特别青睐。�

由于氢是一种高效率的含能体能源，它具有重量最轻、热值高、“爆发力”强、来源广、品 质纯净、贮存便捷等许多优点

高倍镜的使用，先用（低）倍镜对光，并调出清晰的物象，转动（转换器）,让高倍镜对准通光孔，转动（细准焦螺旋），将物象调清楚，低倍镜转成高倍镜后，视野变（小、暗）

光合作用中的实质：（合成有机物，储存能量）

物质变化：（CO2+H2O）→（有机物+O2）

能量变化：（光能）→（稳定的化学能）

科学家们认为，天然气的形成多数与生物有关，例如礁型的天然气资源。在地质历史中，海洋里生存着大量的生物，它们在生长过程中具有分泌钙质骨骼的能力，在水深、温度、光照和海水含盐度适宜的条件下，这些生物一代又一代地繁殖，便形成了坚固的生物礁。研究得知，钙藻类、海绵、水螅、苔藓虫、层孔虫、珊瑚等等都曾是地质历史中的造礁生物，现代海洋中的生物礁就是由珊瑚和藻类共同形成的。在漫长的地质史中形成的礁体厚度巨大，它们死亡后，被沉积物覆盖并埋藏在地层深部，在长期的地质作用下，逐渐成为石油和天然气形成的物质基础。科学家们通过对地史时期和生物礁的研究发现，在礁体的生物骨骼遗骸中具有成千上万的孔洞和空隙，含有较理想的孔隙度和渗透率，它们为石油和天然气的形成和储集提供了便利条件。早在上世纪80年代，我国就已在湖北、四川等地找到了一批产量丰富的礁型天然气田。

石油是怎样形成的？

石油的原料是生物的尸体，生物的细胞含有脂肪和油脂，脂肪和油脂则是由碳、氢、氧等3种元素组成的。生物遗体沉降于海底或湖底并被淤泥覆盖之后，氧元素分离，碳和氢则组成碳氢化合物。

我们已经在地球上发现3000种以上的碳氢化合物，石油是由其中350种左右的碳氢化合物形成的，比石油更轻的碳氢化合物则成为天然气。煤矿与石油的成因很类似，但煤是植物的化石，又是固态。

大量产生碳氢化合物的岩石即称为“石油源岩”。埋没于地中的石油源岩受到地热和压力的影响，再加上其他多种化学反应之后就产生石油，而石油积存于岩石间隙之间便形成油田。

地壳变动而石油生成

我们最近逐渐了解地球内部的变化与石油的生成有十分密切的关系，在描述此种关系之前,让我们先来了解一下地球内部的状况。

地球的半径大约是6400公里，覆盖地球表面的地壳下方是由岩石形成厚达2900公里的“地慢”，其下方则是由金属形成的“地核”，并以大约5100公里深处分界，分为“外核”与“内核”。外核主要是由液态金属铁组成，内核则主要是固态铁。 地球表面铺满坚硬的“板 块”，厚度约有100公里，是由向上喷出的“洋脊”产生的，’在 缓缓移动到“海沟”后就沉降于 另一板块下方。 80年代后期，人们学会捕捉地震波传递到地球内部时的立体图，于是发现令人惊讶的地慢活动状况。高温又巨型的上升流“超级卷流”由地底涌上后，以蘑菇形态分别存在于夏威夷和非洲大陆正下方。此外，低温的巨型下降流“冷卷流”则以水滴形态占据亚洲大陆及南美洲大陆正下方的冷卷流似乎是沉降到地函底部。

我们现在的知道的是，地幔内部落热对流是以冷卷流向超级卷注移动的形态而形成的。此种运动不仅影响板块运动，似乎也对整个地球的地质和环境的变化产生很大的影响。

超级卷流是石油制造者？

现在全球生产的石没之中，有60%是产生了恐龙称霸地球时期所形成的石油源岩，所形成的“黑色页岩”则遍布世界各地。黑色页岩主要是由未经氧化的藻类等浮游植物遗骸堆积而成。由此可知当时必须有可让浮游植物繁殖又不会产生氧化的缺氧环境条件，大量的黑色页岩才会形成。

最近发现，石油源岩在此时代的形成似乎与超级卷流运动的活化可以促使由地下涌出的地幔物质所形成的洋脊体积增大，海面因而上升，使得较低的陆地变成浅海，而浅海则具有可当石油原料的藻类等浮游植物极易繁殖的环境。

浅海地区的藻类等浮游植物因而出现大幅增加和大量死亡的现象，周围的细菌为分解其残骸而消耗氧气，于是出现了缺氧环境。

地球温暖化也会改变深层海水的流动状况，由于高纬度地区与低纬度地区海水的温度高低不同，较低温但含有丰富氧气的高纬度地区深层海水会流向低纬度地区海洋。但地球温暖化的现象减少。氧气较少的海域因而扩大，无法氧化的浮游植物便逐渐堆积，所留下的大量有机物则形成石油源岩。

生物的演化改变了石油的性质

由于石油的原料是生物的遗骸，因此调查石油的性质便可以得知古老时期的生物演化过程和地球环境历史。

生命的演化大概有下述的过程。生命是于38亿年前诞生，并逐渐地进行演化，到了距今5亿5000万年前的古生代寒武纪时期，爆发性的演化才开始，大约4亿4500万年前，生命也登上了陆地。

4亿4000万年至4亿年前时期，石油源岩的主要成分是当时繁茂的浮游植物所形成的耐碳氢化合物。另一方面，羊齿类植物在此时期繁琐盛于海岸近处，因此以陆上植物为原料的石油源岩也出现了。

2亿9000万年前，广大的陆地普遍出现由裸子植物组成的森林，并到处形成被沼泽地包围的湖沼，藻类便在湖沼中开始繁殖。由此也产生了以藻类为原料的新种石油源岩，这也是陆上植物的繁盛促使新性质石油源岩诞生的一例。

9000万年前时期，被子植物和针叶树林开始逐渐扩张到高纬度地区和高地，因而出现以陆地木材为原料的石油源岩。另一方面，树木的树脂成为轻质原油的原料，形成新的石油源岩。针叶树林的增加竟使得木材取代了藻类，成为石油源岩的主要原料。

最近石油性质的分析技术有长足的进步，我们已逐渐可以取得有关石驮�闲灾剩�约坝扇饶芤�鸬谋浠��痰鹊南晗缸柿稀S纱酥肿柿霞茨芙�徊搅私庠�仙�镆藕≈鸾ザ鸦�钡幕肪匙纯觥?

大约1亿7000万年到200万年前所发生的全球性规模“阿尔卑斯造山运动期”也造出了巨油田，在此时期，分布于广大范围的1亿年前前后形成的石油源岩都没入地中。现有的石油和天然气有大约3分之2就是此时期形成的。

石油是怎样形成的 2

石油是当今世界极其重要的工业能源，被称作“工业的血液”，素有黑色金子之称。石油这种黑棕色的，粘稠的液体，以前面渗透到人类生活的许多领域。那么，石油是如何形成的呢？

经过长期的研究，以证明石油是由古代有机物变来的/在古老的地质年代里，古代海洋或大型湖泊里的大量生物、动植物死亡后，遗体被埋在泥沙下，在缺氧的条件下逐渐分解变化。随着地壳的升降运动，它们又被送到海底，被埋在沉积岩层里，承受高压和地热的烘烤，经过漫长的转化，最后形成了石油这种液态的碳氢化合物。

据估计，全世界海底石油的总储量在3250亿吨，占整个地球石油储量的三分之一。而且这些石油多分布在中国近海、中东、波斯湾、墨西哥湾、西非几内亚湾和北海等浅海海底。

石油和天然气的化学成分，暴露了它们的来源，它们都是有机物，应

当与古代生物有关系。一部分科学家认为，油气（石油和天然气）是伴随着沉积

岩的形成而产生的。远古时期繁盛的生物制造了大量的有机物，在流水的搬运下，

大量的有机物被带到了地势低洼的湖盆或海盆里。在自然界这些巨大的水盆中，

有机物与无机的碎屑混合，并沉积在盆底。宁静的深层水体是缺乏氧气的还原环

境，有机物中的氧逐渐散失了，而碳和氢保留下来，形成了新的碳氢化合物，并

与无机碎屑共同形成了石油源岩。

在石油源岩中，油气是零散地分布的，还没有形成可以开采的油田。此时，

水盆底部的沉积物，在重力的作用下，开始下沉。在地下的压力和高温的影响下，

沉积物逐渐被压实，最终变成沉积岩。而液体的石油油滴们拒绝变成岩石，在沉

积物体积缩小的过程中，它们被挤了出来，并聚集在一处，由于密度比水还轻，

所以石油开始向上迁移。幸运的话，在岩石裂隙中穿行的石油，最终会遭遇一层

致密的岩石，比如页岩、泥岩、盐岩等，这些岩石缺少让石油通过的裂隙，拒绝

给石油发通行证，石油于是停留在致密岩层的下面，逐渐富集，形成了油田。含

有石油的岩层，叫做储集层，拒绝让石油通过的岩石，叫做盖层。如果没有盖层，

石油会上升回到地表，最终消失在地球历史的尘烟中，保留不到人类出现的时候。 内容：石油和天然气的化学成分，暴露了它们的来源，它们都是有机物，应

当与古代生物有关系。一部分科学家认为，油气（石油和天然气）是伴随着沉积

岩的形成而产生的。远古时期繁盛的生物制造了大量的有机物，在流水的搬运下，

大量的有机物被带到了地势低洼的湖盆或海盆里。在自然界这些巨大的水盆中，

有机物与无机的碎屑混合，并沉积在盆底。宁静的深层水体是缺乏氧气的还原环

境，有机物中的氧逐渐散失了，而碳和氢保留下来，形成了新的碳氢化合物，并

与无机碎屑共同形成了石油源岩。

在石油源岩中，油气是零散地分布的，还没有形成可以开采的油田。此时，

水盆底部的沉积物，在重力的作用下，开始下沉。在地下的压力和高温的影响下，

沉积物逐渐被压实，最终变成沉积岩。而液体的石油油滴们拒绝变成岩石，在沉

积物体积缩小的过程中，它们被挤了出来，并聚集在一处，由于密度比水还轻，

所以石油开始向上迁移。幸运的话，在岩石裂隙中穿行的石油，最终会遭遇一层

致密的岩石，比如页岩、泥岩、盐岩等，这些岩石缺少让石油通过的裂隙，拒绝

给石油发通行证，石油于是停留在致密岩层的下面，逐渐富集，形成了油田。含

有石油的岩层，叫做储集层，拒绝让石油通过的岩石，叫做盖层。如果没有盖层，

石油会上升回到地表，最终消失在地球历史的尘烟中，保留不到人类出现的时候。

煤炭是怎样形成的

煤炭被人们誉为黑色的金子，工业的食粮，它是十八世纪以来人类世界使用的主要能源之一。虽然它的重要位置已被石油所代替，但在今后相当长的一段时间内，由于石油的日渐枯竭，必然走向衰败，而煤炭因为储量巨大，加之科学技术的飞速发展，煤炭汽化等新技术日趋成熟，并得到广泛应用，煤炭必将成为人类生产生活中的无法替代的能源之一。

煤炭是千百万年来植物的枝叶和根茎，在地面上堆积而成的一层极厚的黑色的腐植质，由于地壳的变动不断地埋入地下，长期与空气隔绝，并在高温高压下，经过一系列复杂的物理化学变化等因素，形成的黑色可然化石，这就是煤炭的形成过程。

一座煤矿的煤层厚薄与这地区的地壳下降速度及植物遗骸堆积的多少有关。地壳下降的速度快，植物遗骸堆积得厚，这座煤矿的煤层就厚，反之，地壳下降的速度缓慢，植物遗骸堆积的薄，这座煤矿的煤层就薄。又由于地壳的构造运动使原来水平的煤层发生褶皱和断裂，有一些煤层埋到地下更深的地方，有的又被排挤到地表，甚至露出地面，比较容易被人们发现。还有一些煤层相对比较薄，而且面积也不大，所以没有开采价值，有关煤炭的形成至今尚未找到更新的说法。

煤炭是这样形成的吗？有些论述是否应当进一步加以研究和探讨。一座大的煤矿，煤层很厚，煤质很优，但总的来说它的面积并不算很大。如果是千百万年植物的枝叶和根茎自然椎积而成的，它的面积应当是很大的。因为在远古时期地球上到处都是森林和草原，因此，地下也应当到处有储存煤炭的痕迹；煤层也不一定很厚，因为植物的枝叶、根茎腐烂变成腐植质，又会被植物吸收，如此反复，最终被埋入地下时也不会那么集中，土层与煤层的界限也不会划分得那么清楚。

但是，无可否认的事实和依据，煤炭千真万确是植物的残骸经过一系统的演变形成的，这是颠簸不破的真理，只要仔细观察一下煤块，就可以看到有植物的叶和根茎的痕迹；如果把煤切成薄片放到显微镜下观察，就能发现非常清楚的植物组织和构造，而且有时在煤层里还保存着像树干一类的东西，有的煤层里还包裹着完整的昆虫化石。值得探讨的是它为何形成得如此集中，而且又是那么如此的优质呢？

记得上小学的时候，我家住在离城不远的乡村，每当盛夏雨季来临时，一场暴雨过后，村子中央就会出现一条湍急的“小溪流”，我们许多小朋友就会跑到那里面去嬉戏，那小溪流也会因暴雨停止时间的延长，而变得越来越小，最后干涸。但在没有断流之前你会发现，很多水流处却被冲下来的木棍儿、杂草等漂浮物堵塞，形成一个个小的水坎儿。为了能让水流通畅，我们不时地把那些小水坎扒开，有的时候也会借此筑起一道小溪上的“堤坝”。既便是现在居住在城里，一场暴雨过后，街道上很多地方也会出现各种各样的漂浮物截住了水流，堵塞了下水道口，而且很多漂浮物又被集中地滞留在一个地方的现象。

小巫见大巫，由此我们便可以推断出煤炭的形成可能与洪水有直接关系。如果没有洪水那样强大的力量和搬运的功能，煤炭的形成绝对不会那么集中，也不会那么优质。

我们可以设想一下，在千百万年前的地质历史期间，由于气候条件非常适宜，地面上生长着繁茂高大的植物，在海滨和内陆沼泽地带，也生长着大量的植物，那时的雨量又是相当的充沛，当百年一遇的洪水或海啸等自然灾害降临时，就会淹没了草原、淹没了大片森林，那里的大小植物就会被连根拨起，漂浮在水面上，植物根须上的泥土也会随之被冲刷得干干净净，这些带着须根和枝杈的大小树木及草类植物也会相互攀缠在一起，顺流漂浮而下，一旦被冲到浅滩、湾叉就会搁浅，它们就会在那里安家落户，并且象筛子一样把所有的漂浮物筛选在那里，很快这里就会形成一道屏障，并且这个地方还会是下次洪水堆积植物残骸（也会有许多动物的残骸）的地方。当洪水消退后，这里就会形成一道逶迤的堆积植物残骸的丘岭，再经过长期的地质变化，这座植物残骸的丘岭就会逐渐地埋入地下，最后演变成今天的煤矿。

那么也许有人会问，1998年中国遭受的一场罕见的水灾，为何没有出现这样的情况呢？我认为，那是因为中国目前的森林覆盖率很低，而且有森林的地方多在高海拔地区，在平原到处是粮田，几乎到了没有什么森林可淹的境地，只不过是淹没了一些农田的防护林，并且农田防护林的树木很稀少，而且树木的根须又十分的发达，抓地抓得十分牢固，短时间的浸泡、冲击不会造成多大危害。而森林中的树木就不同了，很多树木都挤在一起生活，它们为了吸食太阳的能量，拼命地往上长，根须并不发达，一旦一处树木被洪水连根拨起，就会连带成片的树木被洪水毁掉，就如同放木排一样，顺流漂浮而下，势不可挡，最后全部堆积在一个地方。

另外，由于人类对大自然认识的增强，抵御突发性自然灾害的能力不断提高，兴修水利，筑起坚固的堤坝，加固江堤、河堤，大大地减缓了凶猛洪水的冲击力，泛滥的现象少了，甚至乖乖地听从人类的召唤，并把凶猛的洪水变成了电能、动能、热能，造福于人类，服务于人类社会。

不仅洪水有搬运动植物这样的能力，而且潮汐、台风、海啸也具备这样的能力。由于地震、火山喷发等因素引起的海啸，可以使海浪掀起三、四十米还高，并且在顷刻之间把一个岛屿上的动植物扫荡一空；把海岸线附近的一切生物全部洗劫。

再者，地球表面上的物质不可能永久的一成不变地等待着地球进行沉降运动的，而且地球表面上的物质是在不断地循环流动着的。因此，“水灾说”是使煤炭形成得如此集中、优质，还是有一定的道理的，是有说服力的，也是能够令人信服的。

地球表面上的物质不可能永久的一成不变地等待着地球进行沉降运动的，而且地球表面上的物质是在不断地循环流动着的。因此，“水灾说”是使煤炭形成得如此集中、优质，还是有一定的道理的，是有说服力的，也是能够令人信服的。

煤炭千真万确是植物的残骸经过一系统的演变形成的，这是颠簸不破的真理，只要仔细观察一下煤块，就可以看到有植物的叶和根茎的痕迹；如果把煤切成薄片放到显微镜下观察，就能发现非常清楚的植物组织和构造，而且有时在煤层里还保存着像树干一类的东西，有的煤层里还包裹着完整的昆虫化石。值得探讨的是它为何形成得如此集中，而且又是那么如此的优质呢？

由于古代的在植物大量沉积,被深深的埋在地层下,受到高压和高温,经过几亿年的时间,变成煤炭

煤矿和其它矿一样，是层状的，且不是到处都有，如果是地表植物积聚而成，则不会那么集中，应该到处都有，所以我认为，书上所说的不对。碳元素是地球故有的，地表的碳大部分以化合物形式存在，地心的碳以单质形式存在，地心的碳向地表喷出时，一部分为钻石，一部分为石墨，大部分为煤（不同条件下形成不同的物质），和其它大部分矿的成因一样。

植物当被压在地下，在长时间的缺氧高压的条件下便会形成煤。

石炭纪地球植物大繁盛，为煤的形成形成的强大的物质基础，后来的造山运动为煤的形成提供了外部条件。经过常年累月，便有了煤。

在最近召开的十四五计划会议中，明确出要：“推进能源革命”、“构建生态文明体系，促进经济社会发展全面绿色转型”和“加快推动绿色低碳发展”、“全面提高资源利用效率”等要求，为能源产业的持续健康发展指明了方向。

而光伏发电光技术降本空间大、技术进步快、产业化确定性强，是未来主要发展的低成本节能发电方式之一。

未来，我国很多城市农村家庭房屋、建筑的屋顶都会安装光伏电站，来推动清洁能源产业的发展。

按照我国2050年近零排放，深度脱碳的愿景目标，“十四五”能源转型的步伐还需要进一步的加快。大家可以看到，煤电基本要关门了，煤炭提前达峰是大概率的事件。另外，我们要力保非化石能源占比不低于20%的比例，是非常关键的一个指标，风电和光伏就要担当主力了。光伏发电在“十四五”期间，至少要新增2.5亿千瓦，要达到累计装机5亿千瓦。这样我们才能为2030年光伏累计不少于8亿千瓦，实现25%的非化石能源打下基础，进而再一步实现到2030年和2050年非化石能源占到35%和70%的高比例目标。所以我们要坚信并且看见光伏发电将成为未来最重要的发电电源。

所谓，新能源光伏发电的发展前景非常好！

而且，国家在推动光伏发电普及上，每年都会有补贴政策发布。

2020年3月10日，国家能源局发布文件《关于2020年风电、光伏发电项目建设有关事项的通知》，明确了2020年度新建光伏发电项目补贴预算总额度为15亿元。其中：5亿元用于户用光伏，补贴竞价项目（包括集中式光伏电站和工商业分布式光伏项目）按10亿元补贴总额组织项目建设。即是户用补贴总额为5亿元，工商业与地面竞价项目位10亿元。

2020年4月2日，国家发改委共同发布权威文件，明确说明里2020年光伏补贴政策。明确到：纳入2020年财政补贴规模的户用分布式光伏全发电量补贴标准调整为每千瓦时0.08元。即是，户用电站每发一度电的补贴是0.08元。

由这两个政策可以得出，2020年的户用补贴规模为：

按照户用光伏总补贴额度5亿元、年利用小时数1000小时和国家有关价格政策测算，并按照50万千瓦区间向下取整确定。

当户用光伏度电补贴强度为每千瓦时0.08元时，5亿元÷1000小时÷0.08元/千瓦时=625万千瓦。向下取整为600万千瓦。即6GW。即是2020年可纳入补贴的容量为6GW。

根据国家能源局的解读，2020年纳入规模的户用项目为：2020年1月1日~并网截止日。需要重点强调是：国家不允许提前抢户用指标，先建先得的行为。

所以，整个资本市场和社会对新能源发展非常看好，值得期待！