煤炭工业的发展历史
世界煤炭工业 世界近代煤炭工业是从 18 世纪 60年代英国的产业革命开始的,煤炭是欧美各国工业化的动力基础。第一次世界大战前后,煤产量达到高峰。1913年,英国产煤292Mt,为历史最高水平世界煤产量为1320Mt,占世界一次能源总产量的92.2%。从20年代开始,世界能源结构逐渐由煤炭转向石油和天然气,煤产量增长缓慢,1950年世界总产量为1820Mt。
1950~1973年,是石油的黄金时代,煤炭在世界能源系统中的地位迅速下降 ,1966 年被石油超过而退居第二位。1973年第一次石油危机以后,煤炭重新受到重视,生产和利用都有很大发展。以微电子技术为先导的世界新技术革命的成果,迅速渗透到煤炭领域,使这一古老的传统产业发生巨大的变革,正在从根本上改变煤炭工业的面貌,劳动生产率成倍提高,生产成本明显下降,安全状况大为改善,洁净煤技术的研究开发将使煤炭成为干净、高效和廉价的能源。这在高技术领先的美国尤为突出。1990年主要产煤国家煤炭工业主要指标如上页表中所列。
中国煤炭工业 中国是世界最大产煤国。煤炭在中国经济社会发展中占有极重要的地位,1991年,煤占一次能源消费量的76%,全国70%的工业燃料和动力、80%的民用商品能源、60%的化工原料是由煤炭提供的。原煤产量达1087.4Mt,其中统配煤矿占44.2%,地方国营煤矿占18.7%,乡镇和个体煤矿占36.7%。年产10Mt以上的大型矿区有山西大同、西山、阳泉、晋城,河北开滦、峰峰 ,河南平顶山 、义马,黑龙江鹤岗、鸡西、双鸭山,安徽淮北,江苏徐州,辽宁阜新、铁法,山东兖州。全国原煤入洗比重18.1%。出口煤炭20Mt。
1951年12月20日下午,爱达荷州一处实验基地中,一群科学家正挤在发电机旁。偌大的房间中,所有人的目光都落在了与发电机相连的四个灯泡上。他们紧张的呼吸声、轻微的说话声全都湮没在了发电机的轰鸣声中。
突然,有人大喊到:“快看,亮了亮了亮了!”
随即,灯泡闪耀的光芒洒满了整个昏暗的房间。这一幕的见证者们都难掩激动之情,互相拥抱庆贺。兴奋之余,他们还在发电机旁边的黑板上用粉笔写下了自己的名字,纪念自己取得的历史性成就。
这是人类第一次成功利用核能产生电能。点亮这4盏灯泡的,是美国爱达荷州的实验性增殖反应堆1号(Experimental Breeder Reactor No. 1 ,简称EBR-Ⅰ)
核能,就是指原子核裂开(核裂变)或者原子核聚在一起(核聚变)时所释放出来的能量,因此也被称为原子能。1938年,德国科学家奥托·哈恩用中子轰击铀原子核,发现了石破天惊的核裂变现象。但因时局紧迫,人们看到这种能量巨大的新型能源时,首先想到的却是将其用于毁灭——制造原子弹。
而1951年EBR-Ⅰ成功利用核能发电,意味着人类向着和平利用核能迈出了重要的第一步。
作为国家反应堆试验站(现名:爱达荷国家实验室)的一部分,EBR-Ⅰ于1949年末开始投入建设。1951年初,就在EBR-I的外部建筑完工前的几个月,9名来自原子能委员会阿贡国家实验室的员工前来组装已经设计好的反应堆。
在12亩的面积上,一共矗立着4个核反应堆,其中有两个其实是核力飞机引擎的原型。科学家们原本计划把它们用在需要超大动力的巨型交通工具上。而为了承重的安全,工程师们设计出了一种每0.1平方米可以承受900千克重量的钢筋混凝土楼板。
当年五月,反应堆的第一次试运行以失败告终。专家们眉头一皱,此事必有蹊跷——是反应堆核心里放的燃料太少了!于是接下来的3个月时间,科学家们都在忙着找铀,以及制作稍大一些的燃料棒……
1951年8月24日,EBR-Ⅰ终于成功达到了临界状态,它的核心大概有一个足球那么大。反应堆进入临界状态,可以理解为发动机启动一样。这意味着EBR-Ⅰ正式进入可控、自持续的链式反应。随后四个月当中,科学家们一边让反应堆以低功率运转着,一边喜滋滋地研究着他们的最新杰作。
然而,作为当时最尖端的科技力量,EBR-Ⅰ反应堆当中的一整套紧急停止流程竟然是人工的!
在控制室中有一个按钮,上面写着“SCRAM”。按下它,反应堆就将进入紧急停止的流程。而工作人员需要把一个镉棒从一个小孔送进反应堆,镉棒可以吸收中子从而终止核反应。
可当时并没有可以完成这一步骤的自动化系统。于是呢……心大的研究者们就把镉棒用绳子吊在反应堆的正上方,然后指派一名“身强力壮的年轻小伙,手握斧子看守在绳子旁边”,时刻待命准备挥斧斩断绳子。
这位体格强健的科学家于是获得称号:“安全控制棒的挥斧工” (Safety Control Rod Axe Man),简称SCRAM。
按下它,就会有一个身强力壮的小伙儿来砍断绳子。来源:Alan Levine/Flickr
一切准备就绪后,就是那场历史性的实验。
1951年12月20日,EBR-Ⅰ启动后,功率在几个小时内缓慢增加。在下午1:50,与反应堆相连的涡轮发电机当中流出了史上第一份由核能产生的电能。实验室当中,四个明亮闪耀的灯泡,昭示着核能发电的开始。第二天,研究人员又重复了一次实验,这次EBR-Ⅰ的功率进一步增大,达到了100 kW,产生的电能足以供给整栋建筑!
额……其实,其实EBR-Ⅰ的真正任务才不是发电呢!
因为核能发电的原理其实和火电厂没什么区别,都是利用热能来烧水,因此实现核能发电只是一件早晚的事。而在那之前还有更重要的事情要去:EBR-Ⅰ的真正任务其实是验证增殖反应是否能实现。
增殖反应听起来有点像是神奇的无中生有,它指的是反应堆在运行过程中,产出的燃料比消耗的还多。1953年6月4号,美国原子能委员会宣布,EBR-Ⅰ从铀燃料当中增殖出了钚。这是EBR-Ⅰ取得的另一个伟大突破,因为增殖反应可以将无法使用的铀-238——铀元素最常见的形式,变成可以裂变的钚-239。这样,自然界中所有的铀元素就都可以派上用场了!人们翘首以盼的理论终于成为了现实!
1962年11月27日,EBR-Ⅰ成为了第一个利用钚元素核心发电的反应堆。实验当中获取的宝贵数据,可以帮助科学家们了解反应堆里钚元素的反应。
1964年,EBR-Ⅰ到了退休的年纪,EBR-Ⅱ接过了他的班。
1966年8月26日,林登·约翰逊总统在一万五千名观众前主持仪式,宣布退役后的EBR-Ⅰ成为国家历史地标。他说:“今天我们来到这个希望诞生的地方。它告诉我们,除了毁灭之外,人类还可以用原子能做更多的事”。
现在EBR-Ⅰ已经成为了对游客开放的博物馆。在这里,游客们可以学到关于反应堆的基础科学知识,也可以走入操控室,看着那些老旧的开关和遥控杆,感受当年这里的紧张工作氛围。
最有趣的是,游客们还能亲自上手操作巨大的机械爪,抓起并操控厚厚的玻璃保护墙后的物块,感觉就像现在的娃娃机一样。上世纪五六十年代的时候,工作人员就是这样检查和修复放射性物品的。
当年项目负责人的日志记录也被摆了出来,页面被翻到了66年前的今天——1951年12月20号。
从当年的第一代核电站,到目前正在研制的第四代核电站,核电技术在六十多年间不断发展,宗旨就是更加安全,更加经济。
核能发电:
核能→水和水蒸气的内能→发电机转子的机械能→电能。
核能发电
利用核反应堆中核裂变所释放出的热能进行发电的方式。它与火力发电极其相似。只是以核反应堆及蒸汽发生器来代替火力发电的锅炉,以核裂变能代替矿物燃料的化学能。除沸水堆外(见轻水堆),其他类型的动力堆都是一回路的冷却剂通过堆心加热,在蒸汽发生器中将热量传给二回路或三回路的水,然后形成蒸汽推动汽轮发电机。沸水堆则是一回路的冷却剂通过堆心加热变成70个大气压左右的饱和蒸汽,经汽水分离并干燥后直接推动汽轮发电机。
简史 核能发电的历史与动力堆的发展历史密切相关。动力堆的发展最初是出于军事需要。1954年,苏联建成世界上第一座装机容量为 5兆瓦(电)的核电站。英、美等国也相继建成各种类型的核电站。到1960年,有5个国家建成20座核电站,装机容量1279兆瓦(电)。由于核浓缩技术的发展,到1966年,核能发电的成本已低于火力发电的成本。核能发电真正迈入实用阶段。1978年全世界22个国家和地区正在运行的30兆瓦(电)以上的核电站反应堆已达200多座,总装机容量已达107776兆瓦(电)。80年代因化石能源短缺日益突出,核能发电的进展更快。到1991年,全世界近30个国家和地区建成的核电机组为423套,总容量为3.275亿千瓦,其发电量占全世界总发电量的约16%。世界上第一座核电站—苏联奥布宁斯克核电站.
中国大陆的核电起步较晚,80年代才动工兴建核电站。中国自行设计建造的30万千瓦(电)秦山核电站在1991年底投入运行。大亚湾核电站正加紧施工。
核能发电原理 核能发电的能量来自核反应堆中可裂变材料(核燃料)进行裂变反应所释放的裂变能。裂变反应指铀-235、钚-239、铀-233等重元素在中子作用下分裂为两个碎片,同时放出中子和大量能量的过程。反应中,可裂变物的原子核吸收一个中子后发生裂变并放出两三个中子。若这些中子除去消耗,至少有一个中子能引起另一个原子核裂变,使裂变自持地进行,则这种反应称为链式裂变反应。实现链式反应是核能发电的前提。
要用反应堆产生核能,需要解决以下4个问题:①为核裂变链式反应提供必要的条件,使之得以进行。②链式反应必须能由人通过一定装置进行控制。失去控制的裂变能不仅不能用于发电,还会酿成灾害。③裂变反应产生的能量要能从反应堆中安全取出。④裂变反应中产生的中子和放射性物质对人体危害很大,必须设法避免它们对核电站工作人员和附近居民的伤害。
用核能为微型装置提供动力
目前,世界各地的研究人员正在开发宽度小于人的头发的微型装置,用于从生化传感器到医学植入体的各种用途。但这方面存在着一个障碍:目前还没人能拿出一种与这么小的微型机械装置相匹配的能源。
现在,威斯康星大学的一组工程师相信他们也许找到了正确的方法。他们已经开始了一个利用核能来提供能量的项目,但这些发电机将与向家庭和工厂提供电力的带穹顶的核电厂完全不同。
这些微型装置的能源不是靠转动的涡轮机来发电,而是利用微量的放射性物质,通过它们的衰变来产生电能。以前也有过这种做法,但规模要大得多。人们曾用这种方法给从心脏起搏器到探索太阳系外层黑暗空间的航天器等各种装置提供能源。
威斯康星大学的核能工程教授詹姆斯·布兰查德说:“以前还从没在我们现在所讨论的规模上做过这种事。”布兰查德所领导的研究小组正设法开发这项技术,这项研究得到了美国能源部一项45万美元的拨款。
尽管单单提起核能就会使一些人的后背生出丝丝凉气,但研究人员称他们的发电机只使用极少的放射性物质,安全应该不是问题。布兰查德说,最适合这种技术的元素是1898年由居里夫妇发现的钋。
放射性物质已广泛应用在许多装置中,包括烟雾探测器。另外一些复印机上也使用条状的放射性物质消除纸张间的静电。但如果核电要成为未来的微型“机器”的能源,这项技术必须缩小到微观水平。布兰查德说,用放射性材料发电可以有两种方法。放射性材料衰变时发出的热量可以使一些物质放出电子,从而形成电能。但研究小组倾向于一种更直接的方法。
布兰查德说:“当放射性同位素衰变时,它会释放出带电粒子,这样你就能直接俘获这些带电粒子,利用它们产生电能。”他说,相对于这些装置的规模而言,这些粒子产生的电压是非常高的。布兰查德说,他的研究小组并没有直接考虑这些微型装置的用途。他认为,一旦有了一种合适的能源,其他人将会想出许多用途来。事实上,世界各地有数十个实验室已经在研制被称作MEMS的微型机电设备,它是当今高科技领域的关键课题之一。
(1)自然界中不同的能量形式与不同的运动形式相对应:物体运动具有机械能、分子运动具有内能、电荷的运动具有电能、原子核内部的运动具有原子能等等。
(2)不同形式的能量之间可以相互转化:“摩擦生热是通过克服摩擦做功将机械能转化为内能;水壶中的水沸腾时水蒸气对壶盖做功将壶盖顶起,表明内能转化为机械能;电流通过电热丝做功可将电能转化为内能等等”。这些实例说明了不同形式的能量之间可以相互转化,且是通过做功来完成的这一转化过程。
(3)某种形式的能减少,一定有其他形式的能增加,且减少量和增加量一定相等.某个物体的能量减少,一定存在其他物体的能量增加,且减少量和增加量一定相等。
能量守恒的具体表达形式
保守力学系统:在只有保守力做功的情况下,系统能量表现为机械能(动能和位能),能量守恒具体表达为机械能守恒定律。
热力学系统:能量表达为内能,热量和功,能量守恒的表达形式是热力学第一定律。
相对论性力学:在相对论里,质量和能量可以相互转变。计及质量改变带来能量变化,能量守恒定律依然成立。历史上也称这种情况下的能量守恒定律为质能守恒定律。
总的流进系统的能量必等于总的从系统中流出的能量加上系统内部能量的变化,能量能够转换,从一种形态转变成另一种形态。
系统中储存能量的增加等于进入系统的能量减去离开系统的能量
[编辑本段]能量守恒定律的重要意义
能量守恒定律,是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。从物理、化学到地质、生物,大到宇宙天体。小到原子核内部,只要有能量转化,就一定服从能量守恒的规律。从日常生活到科学研究、工程技术,这一规律都发挥着重要的作用。人类对各种能量,如煤、石油等燃料以及水能、风能、核能等的利用,都是通过能量转化来实现的。能量守恒定律是人们认识自然和利用自然的有力武器。
小医生与啤酒匠发现科学新理
[编辑本段]——能量守恒和转化定律的发现
能量守恒和能量转化定律与细胞学说,进化论合称19世纪自然科学的三大发现。而其中能量守恒和转化定律的发现,却是和一个“疯子”医生联系起来的。
这个被称为“疯子”的医生名叫迈尔(1814~1878),德国汉堡人,1840年开始在汉堡独立行医。他对万事总要问个为什么,而且必亲自观察,研究,实验。1840年2月22日,他作为一名随船医生跟着一支船队来到印度尼西亚。一日,船队在加尔各达登陆,船员因水土不服都生起病来,于是迈尔依老办法给船员们放血治疗。在德国,医治这种病时只需在病人静脉血管上扎一针,就会放出一股黑红的血来,可是在这里,从静脉里流出的仍然是鲜红的血。于是,迈尔开始思考:人的血液所以是红的是因为里面含有氧,氧在人体内燃烧产生热量,维持人的体温。这里天气炎热,人要维持体温不需要燃烧那么多氧了,所以静脉里的血仍然是鲜红的。那么,人身上的热量到底是从哪来的?顶多500克的心脏,它的运动根本无法产生如此多的热,无法光靠它维持人的体温。那体温是靠全身血肉维持的了,而这又靠人吃的食物而来,不论吃肉吃菜,都一定是由植物而来,植物是靠太阳的光热而生长的。太阳的光热呢?太阳如果是一块煤,那么它能烧4600年,这当然不可能,那一定是别的原因了,是我们未知的能量了。他大胆地推出,太阳中心约2750万度(现在我们知道是1500万度)。迈尔越想越多,最后归结到一点:能量如何转化(转移)?
他一回到汉堡就写了一篇《论无机界的力》,并用自己的方法测得热功当量为365千克米/千卡。他将论文投到《物理年鉴》,却得不到发表,只好发表在一本名不见经传的医学杂志上。他到处演说:“你们看,太阳挥洒着光与热,地球上的植物吸收了它们,并生出化学物质……”可是即使物理学家们也无法相信他的话,很不尊敬地称他为“疯子”,而迈尔的家人也怀疑他疯了,竟要请医生来医治他。他因不被人理解,终于跳楼自杀了。
和迈尔同时期研究能量守恒的还有一个英国人——焦耳(1818~1889),他自幼在道尔顿门下学习化学、数学、物理,他一边经营父亲留下的啤酒厂,一边搞科学研究。1840年,他发现将通电的金属丝放入水中,水会发热,通过精密的测试,他发现:通电导体所产生的热量与电流强度的平方,导体的电阻和通电时间成正比。这就是焦耳定律。1841年10月,他的论文在《哲学杂志》上刊出。随后,他又发现无论化学能,电能所产生的热都相当于一定功,即460千克米/千卡。1845年,他带上自己的实验仪器及报告,参加在剑桥举行的学术会议。他当场做完实验,并宣布:自然界的力(能)是不能毁灭的,哪里消耗了机械力(能),总得到相当的热。可台下那些赫赫有名的大科学家对这种新理论都摇头,连法拉第也说:“这不太可能吧。”更有一个叫威廉·汤姆孙(1824~1907)的数学教授,他8岁随父亲去大学听课,10岁正式考入该大学,乃是一位奇才,而今天听到一个啤酒匠在这里乱嚷一些奇怪的理论,就非常不礼貌地当场退出会场。
焦耳不把人们的不理解放在心上,他回家继续做着实验,这样一直做了40年,他把热功当量精确到了423.9千克米/千卡。1847年,他带着自己新设计的实验又来到英国科学协会的会议现场。在他极力恳求下,会议主席才给他很少的时间让他只做实验,不做报告。焦耳一边当众演示他的新实验,一边解释:“你们看,机械能是可以定量地转化为热的,反之一千卡的热也可以转化为423.9千克米的功……”突然,台下有人大叫道:“胡说,热是一种物质,是热素,他与功毫无关系”这人正是汤姆孙。焦耳冷静地回答到:“热不能做功,那蒸汽机的活塞为什么会动?能量要是不守恒,永动机为什么总也造不成?”焦耳平淡的几句话顿时使全场鸦雀无声。台下的教授们不由得认真思考起来,有的对焦耳的仪器左看右看,有的就开始争论起来。
汤姆孙碰了钉子后,也开始思考,他自己开始做试验,找资料,没想到竟发现了迈尔几年前发表的那篇文章,其思想与焦耳的完全一致!他带上自己的试验成果和迈尔的论文去找焦耳,他抱定负荆请罪的决心,要请焦耳共同探讨这个发现。
在啤酒厂里汤姆孙见到了焦耳,看着焦耳的试验室里各种自制的仪器,他深深为焦耳的坚韧不拔而感动。汤姆孙拿出迈尔的论文,说道:“焦耳先生,看来您是对的,我今天是专程来认错的。您看,我是看了这篇论文后,才感到您是对的。”焦耳看到论文,脸上顿时喜色全失:“汤姆孙教授,可惜您再也不能和他讨论问题了。这样一个天才因为不被人理解,已经跳楼自杀了,虽然没摔死,但已经神经错乱了。”
汤姆孙低下头,半天无语。一会儿,他抬起头,说道:“真的对不起,我这才知道我的罪过。过去,我们这些人给了您多大的压力呀。请您原谅,一个科学家在新观点面前有时也会表现得很无知的。”一切都变得光明了,两人并肩而坐,开始研究起实验来。
1853年,两人终于共同完成能量守恒和转化定律的精确表述。
能量的转化和守恒定律有三种表述:永动机不能造成,能量的转化和守恒定律及热力学第一定律。这三种表述在文献中是这样叙述的:“热力学第一定律就是能量守恒定律。”“根据能量守恒定律,……所谓永动机是一定造不成的。反过来,由永动机的造不成也可导出能量守恒定律。”这里不难看出,三种表述是完全等价的。但笔者认为,这种等价是现代人赋予它们的现代价值,若从历史发展的角度来考查就会发现,三种表述另有它连续性的一面,但还有差异性的一面。这种差异反映了人类认识定律的不同阶段。
1定律的经验性表述——永动机是不可能造成的(1475~1824)
很早以前,人类就开始利用自然力为自己服务,大约到了十三世纪,开始萌发了制造永动机的愿望。到了十五世纪,伟大的艺术家、科学家和工程师达·芬奇(Leonard·do·Vinci 1452~1519),也投入了永动机的研究工作。他曾设计过一台非常巧妙的水动机,但造出来后它并没永动下去。1475年,达·芬奇认真总结了历史上的和自己的失败教训,得出了一个重要结论:“永动机是不可能造成的。”在工作中他还认识到,机器之所以不能永动下去,应与摩擦有关。于是,他对摩擦进行了深入而有成效的研究。但是,达·芬奇始终没有,也不可能对摩擦为什么会阻碍机器运动作出科学解释,即他不可能意识到摩擦(机械运动)与热现象之间转化的本质联系。
此后,虽然人们还是致力于永动机的研制,但也有一部分科学工作者相继得出了“永动机是不可能造成的”结论,并把它作为一条重要原理用于科学研究之中。荷兰的数学力学家斯台文(SimonStevin 1548~1620),于1586年运用这一原理通过对“斯台文链”的分析,率先引出了力的平行四边形定则。伽俐略在论证惯性定律时也应用过这一原理。
尽管原理的运用已取得了如此显著的成绩,但人们研制永动机的热情不减。惠更斯(C·Huygens1629~1695)
在他1673年出版的《摆式时钟》一书中就反映了这种观点。书中,他把伽俐略关于斜面运动的研究成果运用于曲线运动,从而得出结论:在重力作用下,物体绕水平轴转动时,其质心不会上升到它下落时的高度之上。因而,他得出用力学方法不可能制成永动机的结论;但他却认为用磁石大概还是能造出永动机来的。针对这种情况,1775年,巴黎科学院不得不宣布:不再受理关于永动机的发明。
历史上,运用“永动机是不可能制成”的这一原理在科研上取得最辉煌成就的是法国青年科学家卡诺(sadi Carnot 1796~1832)。1824年,他将该原理与热质说结合推出了著名的“卡诺定理”。定理为提高热机效率指明了方向,也为热力学第二定律的提出奠定了基础。但这里要特别强调的是,卡诺虽然将永动机不能造成的原理运用于热机,但他的思想方法还是“机械的”。他在论证时将热从高温热源向低温热源的流动同水从高处向低处流动类比,认为热推动热机作功就像水推动水轮机作功一样,水和热在流动中并无任何损失。
可见,从1475年达·芬奇提出“永动机是不可能造成的”起到1824年卡诺推出“卡诺定理”止,原理只能在机械运动和“热质”流动中运用,它远不是现代意义上的能量的转化和守恒定律,它只能是机械运动中的能量守恒的经验总结,是定律的原始形态。
1891年,亥姆霍兹(H·Helmloltz1821~1894)400)
在回顾他研究力的守恒律的起因时说:“如果永动机是不可能的话,那么在自然条件下的不同的力之间应该存在什么样的关系呢?而且,这些关系实际上是否真正存在呢?”可见,“永动机是不能造成的”还很肤浅,要认识它的深刻的内涵,还须人们付出艰苦的劳动。
2定律的初期表述——力的守恒(1824~1850)
“能量的转比和守恒定律”的提出必须建立在134三个基础之上:对热的本质的正确认识;对物质运动的各种形式之间的转化的发现;相应的科学思想。到十九世纪,这三个条件都具备了。
1798年,伦福特(C· Rumford 1753~1814)向英国皇家学会提交了由炮筒实验得出的热的运动说的实验报告。1800年,戴维(D·H·Davy 1778~1829)
用真空中摩擦冰块使之溶化的实验支持了伦福特的报告。1801年,托马斯·杨(ThomasYoung 1773~1829)在《论光和色的理论》中,称光和热有相同的性质,强调了热是一种运动。从此,热的运动说开始逐步取代热质说。
十八世纪与十九世纪之交,各种自然现象之间的相互转化又相继发现:在热向功的转化和光的化学效应发现之后,1800年发现了红外线的热效应。电池刚发明,就发现了电流的热效应和电解现象。1820年,发现电流的磁效应,1831年发现电磁感应现象。1821年发现热电现象,1834年发现其逆现象。等等。
世纪之交,把自然看成是“活力”的思想在德国发展成为“自然哲学”。这种哲学把整个宇宙视为某种根源性的力的发现而引起的历史发展的产物。由这种观点看来,一切自然力都可以看作是一种东西。当时,这种哲学思想在德国和西欧一些国家占有支配地位。
这时,力的守恒原理的提出就势在必行了。
历史上,最早提出热功转换的是卡诺。他认为:“热无非是一种动力,或者索性是转换形式的运动。热是一种运动。对物体的小部份来说,假如发生了动力的消灭,那么与此同时,必然产生与消灭的动力量严格成正比的热量。相反地,在热消灭之处,就一定产生动力。因此可以建立这样的命题:动力的量在自然界中是不变的,更确切地说,动力的量既不能产生,也不能消灭。”同时他还给出了热功当量的粗略值。
可惜,卡诺的这一思想是在他死了46年以后的1878年才被人们发现的。而这之前的1842年,德国的迈耳(J·R·Mayer 1814~1878)400)
最先发表了比较全面的《力的守恒》的论文《论无机界的力》。文中他从“自然哲学”出发,以思辩的方式,由“原因等于结果”的因果链演释出二十五种力的转化形式。1845年,他还用定压比热容与定容比热容之差:Cp-Cv=R,计算出热功当量值为1卡等于365g·m。
1843年,英国实验物理学家焦耳(J·P·Joule 1818~1889)400)this.style.width=400">
在《哲学杂志》上发表了他测量热功当量的实验报告。此后,他还进行了更多更细的工作,测定了更精确的当量值。1850年,他发表的结果是:“要产生一磅水(在真空中称量,其温度在55°和60°之间)增加华氏1°的热量,需要消耗772英磅下落一英尺所表示的机械功。”焦耳的工作,为“力的守恒”原理奠定了坚实的实验基础。
德国科学家亥姆霍兹于1847年发表了他的著作《论力的守恒》。文中,他提出了一切自然现象都应用中心力相互作用的质点的运动来解释
由此证明了活力与张力之和对中心力守恒的结论。进面,他还讨论了热现象、电现象、化学现象与机械力的关系,并指出了把“力的守恒”原理运用到生命机体中去的可能性。由于亥姆霍兹的论述方式很有物理特色,故他的影响要比迈耳和焦耳大。
虽然,到此为止,定律的发现者们还是把能量称作“力”;而且定律的表述也不够准确,但实质上他们已发现了能量的转化和守恒定律了。将两种表述比较,可以看出:“力的守恒”比“永动机不能造成”要深刻得多。“力的守恒”涉及的是当已认识到的物质的一切运动形式;同时,它是在一定的哲学思想指导下(迈耳),在实验的基础上(焦耳),用公理化结构(亥姆霍兹)建立起的理论。如果现在仍用“永动机不能造成”来表述定律的话,那已赋予它新的内涵了,即现在的机器可以是机械的,也可以是热的,电磁的、化学的,甚至可以是生物的了;同时,永动机不能永动的原因也得到揭示。
另外,也要看到,“力的守恒”原理虽然有焦耳的热功当量和电热当量的关系式,还有亥姆霍兹推出的各种关系式,但它们都是各自独立的,还没能用一个统一的解析式来表述。因此“力的守恒”还是不够成熟的。
3定律的解析表述——热力学第一定律(1850~1875)
要对定律进行解析表述,只有对“热量”、“功”、“能量”和“内能”这些概念的准确定义才行。
热力学理论建立之后,很多人还是觉得不好理解,尤其是第二定律。为此,从1854年起,克劳修斯作了大量的工作,努力寻找一种为人们容易接受的证明方法来解释这两条原理(当时还是叫原理),并多次用通俗的语言进行宣讲。这样,直到1860年左右,能量原理才被人们普遍承认。
4定律的准确表述——能量的转化和守恒定律(1875~1909)
1860年后,能量定律“很快成为全部自然科学的基石。特别是在物理学中,每一种新的理论首先要检验它是否跟能量守恒原理相符合。”但是,时至那时,原理的发现者们还只是着重从量的守恒上去概括定律的名称,而没强调运动的转比。那到底是什么时候原理才被概括成“能量的转比和守恒定律”的呢?从恩格斯在《反杜林论》的一段论述中,可以得到问题的答案。
恩格斯说:“如果说,新发现的、伟大的运动基本规律,十年前还仅仅慨括为能量守恒定律,仅仅概括为运动不生不灭这种表述,就是说,仅仅从量方面概括它,那么这种狭隘的、消极的表述日益被那种关于能量的转化的积极表述所代替,在这里过程的质的内容第一次获得了自己的权利,……”恩格斯这段话发表于1885年,他说十年前消极表述日益被积极表述所代替,由此判断,“能量的转化和守恒定律”这一准确而完善的表述应形成于1875年或稍后一点。
到此为止,似乎有关定律的一切问题都解决了。其实不然。
我们知道,直到二十世纪初,热力学中的一个重要基本概念——热量还是沿用的十八世纪的定义,而这个定义是以热质说为基础的。也就是说,在热力学大厦的基石中还有一块是不牢固的。因此,1909年,喀喇氏(C·Caratheeodory)对内能进行了重新定义:“任何一个物体或物体系在平衡态有一个态函数U,叫做它的内能,当这个物体从第一态经过一个绝热过程到第二态后,它的内能的增加等于在过程中外界对它所做的功W。”
U2-U1=W (8)
这样定义的内能就与热量毫不相关了,它只与机械能和电磁能有关。在这一基础上可以反过来定义热量:
Q=U2-U1-W (9)
直到这个时候,热力学第一定律(能量的转化和守恒定律)、第二定律及整个热力学理论才同热质说实行了最彻底的决裂。
综观全文,可知“能量的转化和守恒定律”的三种表述反映了人类认识这一自然规律的历程。这三种表述一种比一种更深刻,一种比一种更接近客观真理。人类正是这样一步一步地认识物质世界的。
转载自作者:王骁勇
[编辑本段]能量守恒定律的检验
任何物理学定律都需要经过严格的,反复的检验,特别是在把特点领域里发现的定律移植到其他相关领域的时候,往往会发生定律被破坏的情况,比如宇称守恒定律在弱相互作用和电磁相互作用中先后被实验打破。这是不以人的意志为转移的,即使是被人类社会广泛认同的定律,在没有经过严格检验的领域内,仍然不能一厢情愿地认为它是正确的。
焦耳在研究机械能和热能的基础上提出能量守恒定律,当时科学界还不了解电磁相互作用,所以能量守恒定律没有经过在电磁相互作用下的检验。我们知道,在一般情况下电磁能是符合能量守恒定律的,但是不能排除特殊情况下的例外,比如宇称守恒定律也曾经被证明在一般电磁相互作用中是正确的,但是后来被发现在Anapole的特殊结构中就不正确。由于电磁结构的多样性和复杂性,给物理学定律的检验带来很大的困难,导致这样的检验是漫长的,没有止境的。
我们可以说能量守恒定律在现有的知识领域内是正确的,但是如果说它在任何领域,任何情况下永远正确就不是科学研究者应有的态度。
★一生多有贵人相助,为人有情,人缘好,做事积极。
★对感情的看待比较激情而热烈;不免情事生忧,情事多端。
★一生须防情事相伤,为情多苦;一旦犯下桃花艳遇,必见破耗、损财事生。
★男命:妻室贤良,能得妻助,家庭好和。
★女命:为人多情。
★早年贵人相助,运势吉顺;家运安泰,能得祖业。
★男命:能得良妻。
日柱算命论心性:
热情豪爽,自信好胜,善言健谈,欠缺沉着,但情绪不稳,冲动易怒,缺乏仔细、认真。
生辰八字日柱算命:
[丙寅][中等]丙为太阳,身坐长生,有光彩之象,主人聪明,但坐下枭神夺食,不吉。生于冬至后夏至前,戊土长生于寅,食神旺,主人聪明,吉;生于夏至后冬至前,戊土长生在申,食神弱,稍差。
日柱论命个性分析:
多学少成,心性不定;口快舌硬,身闲心直,手足不停,利官近贵,女人贤良,聪明伶俐,辛勤收获!
八字日柱性格分析:
丙是威势猛烈的阳之火,熊熊的燃烧能令铁为之熔化。因此,丙日出生的人精力充沛,猛势所至之处可得权威与名声,会倾出所有的热情追求自己的理想。
光明正大的丙有不能隐瞒事物的短处,因而有时会聒噪的诉说或倾吐自己的心事。
丙的性格就像火一样,瞬间燃烧又倏地消灭,此外,由于自认才智过人,多半成懒惰者,总想自己拥有满腔的热情就已足够,毋须认真努力。
丙寅日出生的人就像太阳般爽快、明朗,然而它有时却成了和周围的人起磨擦的原因,请尝试着控制自己的性格。
八字日柱算命爱情:
丙日生的人都是热情的恋人,一旦喜欢某个人,会毫不犹豫地积极追求,而这种果敢正是这型人的利器。初次会面,只要判断是“自己喜欢的类型”,一般就会省略写信或打电话等磨蹭的手续,直接向对方提出邀约。
这种类型的男人多恋情,有妻妾同居的热情倾向,拥有超越常识范围的开放恋爱观,他能在同时期和各种不同类型的女性大谈各种不同的恋爱,其技巧之高堪称行家。
说他能干是好听的话,事实上难以控制逾越正是火的性质,一旦“谈恋爱”的倾向增强,虽然不甚有兴趣,但仍会追求别人的女友,或勾引上司的太太以致出现危险的局面。由于到处乱播火种,又不留意是否会被灼伤,最后终会导致以爱为主的局面。
八字日柱测事业:
这种人就象熊熊燃烧的烈火,天生拥有很好的说服力。丙性质的人最适合从事推销员工作,只要抓住机会,就会猛烈地发挥优秀的口才说服他人成功。依此看来,丙很适合律师、教育家或宗教家等职业。遇上这种人,就连闭得再紧的贝壳,被如此热情的猛火一烘,也会在不知不觉中打开盖子。此外,需要耀眼才华的艺术家或艺人也是丙日生的人的特长,他们都有天才性的发展,如日本歌星美空云雀在少女时代就已登上歌谣界的女王宝座,日本漫画高手手冢治虫也是此型的明例。
由火的暗示来看,使用火的烹饪工作非常合适,饮食事业虽与水相关,但很多火的人也活跃在这个业界中,高热烧土的陶艺家也是合适的工作方向,处理锅炉与内燃机的工作与火性质相合。
火又有能源的意味,所以瓦斯、石油、煤炭等业界,或电力相关事业都很可行。此外,电器或光学事业也含火性,是丙适合从事的职业。就热情的个性而言,运动员可尽情发挥,尤其是丁年的人生来就有竞争性更是完美的选择。
八字日柱财运分析:
丙日生的人天生热情洋溢、行动奔放,所以身上很难放着钱不用,这种类型的人认为钱是给人用的,赚得多用的更凶,在百货公司看中的装饰品,会毫不犹豫的买回家。不过这种情形反而对丙有利,如果勉强储蓄,致使自由自在的行动受阻,气势削弱,易生危险。
崇尚自然的丙若能发挥自由的特性,自力更生以应付开销,才是最理想的生活方式,一旦惜物后,会丧失“火之兄”的特性,光华尽失。
丙日的人要想维持无虞的生活,最好始终让身边充满华丽的气氛,万一生来小气,欠缺和人交际则此星的光辉消失,最后穷神将找上门来,自由的金钱观才能支持丙活力充沛地享受人生。
八字日柱健康解析:
丙日生的人太过放纵自己,根本不会有所保留,因此这种类型的人坏自己身体的大有人在。就象连续的彻夜工作、酗酒等超出极限之外的事,导致身体报销。
丙日生的人容易罹患的疾病有心脏病、眼病、胃肠病、肺病、神经痛、妇科病等。特别是壬年出生的人,由于生命之火正面被水浇下,所以恐有重疾。此外,戊年生的人平常的身体某处会被疾病侵蚀,须多留意。
建国60周年军事战争上:七次战役基本全胜。对越、对苏、对印、对美等。
军事科技上:核弹爆炸成功、火箭卫星上天、神6上天、龙芯的开发研制等等。
其余科技上:很多华裔获得诺贝尔奖,中国科学家在某些高科技领域的研究水平领先世界,但基础科技水平还是落后于欧美发达国家。
政治地位上:联合国五大常委之一,随着国力的壮大,中国在国际上地位也越来越高。
经济上:改革开放,经济快速发展,渐渐地使全国人民都富裕起来(还没有最终完成)。
社会文化上:虽然教育体制不对,但比建国前水平高了不知多少倍,各种文艺水平越办越高,渐渐地在国际上站稳脚跟。人民受教育程度普遍提高。世博会也在中国举办。
影视文化上:这个我就不用多说了吧,国内影视制作水平的提高有目共睹啊,10年前哪儿有这么多丰富的电视节目可看呢?艺术水平也在提高。民间艺术也在保护。
体育上:中国的成就太辉煌了,已经连续几届人类奥运会名列前三甲了,中国的优势项目称霸全人类。最近的刘翔、姚明还有冰上项目更是牛比,在全世界都有巨大影响力。逐渐举办世界级别各大体育赛事:奥运会、F1、亚洲会等等非常多。
疆土上:收复香港、澳门。
民族自信心上:随着国力的壮大,人民也越来越富裕,越来越自信,越来越讲究。但最近极端排外的民族主义有抬头现象,不理智的愤青也对社会产生一定民族情绪的影响。这都对中国社会的稳定和发展不利。我们现在还不能有浓重的民族主义。时机未到。
政治体制上:总的来说也在进步。
总的说来,就这些方面,但政治体制上还是很不完善,腐败现象严重。执政党也在努力地做到民主。相信国力的的增强,我们中国未来会更好。
一、生物技术
——生物科学 (1) 1965年,我国科学家在世界上首次破译牛胰岛素基因后,成功地人工合成了该胰岛素。诺贝尔奖金委员会主席蒂斯利尤斯对此评价说:“比核能力更有说服力的是胰岛素。因为,人们可以从书本中学到制造原子弹,但不能从书本上学习制造胰岛素……” (2) 1998年4月15日,中科院上海生化所又成功地运用基因方法重组人胰素。 (3) 1984年3月9日,我国青年学者旭日干与日本学者合作,培育出世界上第一胎“试管山羊”,1989年,“试管绵羊”被成功培育。 (4) 被世界称为“杂交水稻之父”的袁隆平,于1973年在世界上首称育成籼型杂交水稻。直到90年代,杂交水稻的影响还在继续。 ——基因工程 (5) 从1980年开始,由上海医学遗传研究所与复旦大学遗传研究所合作进行乳汁中含有人凝血因子IX的转基因羊研究获得重大突破,使我国的转基因羊技术处于国际领先水平。 (6) 一种生长耗料低、肉质好、抗病力强的转基因猪,已由湖北省农科院畜牧所培育成功,其基因导入总效率2.1%,比国外高出一倍多,超过国际先进水平。 (7) 在基因药物方面,1988年,我国研制成功乙型肝炎基因工程疫苗;1992年又研制成功治疗甲肝和丙肝有特殊疗效的合成人工干扰素等一批基因工程药物,其中一些药物已进入市场。
二、农业技术 (8) 早在1956年,广东省的农民育种专家就培育出中国第一个大面积推广的矮秆籼良种。此后,随着一系列矮秆品种的育成和推广,1965年,我国南方稻区基本上实现籼稻矮秆化,每亩产量由200—2 50公斤提高到300—350公斤。 (9) 90年代,我国农业科技人员运用现代生物技术分离克隆出光敏核不育基因,进一步研制出只采用雄性不育系和保持系的两系法杂交水稻技术。在全国大面积的试种中,表现出高产、优质和多抗等特性,平均每公顷产量可达11250公斤。 (10) 1995年11月,中国农科院植保所国家重点实验室和山东大学生物系联合培育成功世界上第一株抗大麦矮病毒的转基因小麦品种。 (11) 1997年7月,中国水稻研究所研究员黄大年和他的科研合作者经过多年攻关,成功地将抗除草剂基因转入水稻,并应用于杂交水稻。 (12) 1997年10月,中国农科院生物技术中心郭三堆研制成功我国第一个双价抗虫棉。 (13) 1998年9月,浙江农业大学核农所教授高明尉等带领课题组利用农杆菌介导法,在世界上首次培育成功转基因抗螟虫品系克螟稻。 此外,我国在激光育种、辐射诱变育种、太空育种等先进技术领域也取得了很大成绩。
三、工业技术 (14) 1956年7月,沈阳飞机厂试制成功我国第一架喷气式飞机。 (15) 1957年7月,昆明机床厂试制成功我国第一台高精度电应坐标镗床。 (16) 1957年10月,鞍钢第二初轧厂试制成功我国第一台1150毫米初轧机。 (17) 1958年6月,长春第一汽车制造厂试制成功中国第一辆国产高级轿车。 (18) 1961年4月,上海江南造船厂制造成功中国第一台万吨水压机。
四、通信技术 ——大型计算机 (19) 1983年12月,国防科技大学计算机研究所研制出被命名为 “银河”的大型计算机系统。从此,我国踏进了世界研制巨型机的行列。 (20) 1993年10月,“曙光一号”大型并行计算机研制成功。 ——微电子技术 (21) 自1965年研究开发成功第一块单片集成电路以来,建立了几个集成电路重点科研和生产基地。现在每年可生产2.5亿块电路,增长幅度达45%。“九五”末期集成电路批量生产的水平为1—1.5微米,研究水平为0.8微米,并在0.5—0.6微米工艺技术预研取得成果。 ——智能机器人 (22) 目前,我国已研制成功的智能机器人主要有:核工业移动作业机器人;壁面爬行机器人;室外恶劣环境下工作的移动机器人;水下1000米和6000米无缆机器人…… ——激光技术 (23) 经过10余年的研究,我国在X光、氧碘化学激光、自由电子激光、高功率固体钛玻璃激光和准分子激光方面的研究达到或接近国际先进水平。 ——三大高能物理研究装置 (24) 80年代,我国陆续建设了三大高能物理研究装置——北京正负电子对撞机、兰州重离子加速器和合肥同步辐射装置。 ——新材料技术 (25) 继美国、德国等少数国家后,我国科学家研制出了微合金钢。 (26) 我国现已能够拉制出直径为300毫米、重量达81公斤的大直径硅单晶。实际信息写入处于国际领先水平。 (27) 能源、陶瓷、超导等材料方面的性能达到世界先进水平。四、两弹一星及航天技术 ——两弹一星 (28) 1964年10月16日,我国第一颗原子弹爆炸成功,全世界为之震惊;1967年,我国第一颗氢弹爆炸成功。这是我国著名的“两弹”。 而在1970年4月24日,我国第一颗人造卫星唱着《东方红》飞出地球,进入了太空。自此,“两弹一星”被写入新中国科技史册。 (29) 1960年,中国第一枚近程地对地导弹研制成功。 ——长征系列火箭 (30) 60年代初我国就开始了研制大型运载火箭技术。1980年5 月,向太平洋海域发射大型运载火箭圆满成功,标志着我国运载火箭技术达到了一个新的水平。 (31) 1981年9月20日,我国首次使用一枚大型火箭将3颗不同用途的卫星送入地球轨道,成功地实现了一箭多星的壮举。 (32) 根据航天运载的需要,我国研制成功了“长征一号”、“ 长征二号”、“长征三号”、“长征四号”等4种“长征”系列火箭。目前,我国的长征火箭家族已发展为有9种型号的火箭系列,使国外认识到中国航天的运载能力和水平,标志着中国航天技术具有坚实的基础。 ——人造地球卫星 (33) 1970年4月24日,我国进行了首次人造地球卫星的发射,成功地将第一颗卫星送入预定轨道。1972年3月3日,我国又发射了第二颗科学技术试验卫星。1975年11月16日,中国第一颗返回式遥感卫星发射成功。
五、能源技术 ——核能的和平利用 (34) 1966年10月,中国首次发射导弹核武器实验成功。 (35) 1971年8月,中国自己制造的第一艘核潜艇下水。 (36) 1958年6月,在前苏联的帮助下,我国建成第一座实验性原子反应堆。位于浙江省的秦山核电站是我国自行设计建造的第一座核电站。它采用世界上技术成熟、安全可靠的压水堆型,并采用经过实践检验的安全设计标准。1984年动工,1991年12月建成并首次并网发电。 迄今,我国已拥有秦山和广东大亚湾两座核电站,国家拟在近期再建设4个核电项目。 (37) 此外,我国还在研制的其他几种核反应堆:1、清华大学核能设计研究院已研制成功5兆瓦核供热反应堆;2、60万千瓦的先进压水堆核电站AC600,目前正在中国核动力研究设计院研制;3、10兆瓦高温气冷堆实验堆开发研制,目前正在清华大学核能设计研究院进行;4、快中子增殖反应堆核电站预计在2020年左右投入商业运行;5 、聚变反应堆核电站的厂家自1958年起,现已列入“863计划”。 ——其他新能源 (38) 磁流体发电自60年代开始研究,80年代已经建立了3个具有一定规模的研究基地,目前此项目已列入“863计划”,计划在本世纪末建成一座2兆瓦燃煤磁流体发电一蒸汽联合循环实验装置。 (39) 太阳能发电的研制始于1958年,目前全国约有38个单位和大学从事光伏的研究和与发展工作。自1976年开始地面用太阳电池商品化生产以来,现在已共有12条地面用太阳电池的生产线或工厂。 (40) 风力发电在三北北部地区和东南沿海及岛屿发展迅速,19 86年山东荣成市引进3台发电机组,组成我国第一个风力电站,1991 年与德国共同完成了浙江嵊泗风力发电站的建设,并网发电均运行良好。 (41) 生物质能源是近年来我国政府采取“因地制宜,多能互补,合理利用,讲求效益”的政策,大力发展的农村能源,目前已取得明显的效果。 (42) 地热能方面,我国西藏地区已建成利用地热发电的羊八井地热电站,发电容量为2.7万千瓦。 (43) 我国在东南沿海地区建有数座实验性潮汐能电站,装机容量为40—640千瓦。
六、科学考察 ——青藏科学考察 (44) 从60年代开始,我国对青藏高原地区的科学考察活动一直没有间断。60—70年代珠穆朗玛峰地区的两次科学考察与70年代中国科学院青藏高原综合科学考察队,对西藏自治区进行了全面、系统的考察,出版了46部共56册著作。 自1973年以来,几代中国科学家先后8次赴大峡谷进行科学考察,对大峡谷形成历史、资源环境及其与人类和自然资源之相互关系有了新的认识。 ——远洋和极地科学考察 (45) 1970年,“向阳红5号”船首次进行太平洋特定洋区的综合调查,获得海洋重力、磁力、水深、地质、水文等多学科珍贵资料。1980年5月,“向阳红5号”船再赴太平洋执行任务,为探索“厄尔尼诺”现象,为我国海洋事业、国防建设和国际海洋合作做出了贡献。 (46) 80年代中期,我国开始极地考察。1984年12月30日,中国第一支南极考察队登上乔治岛,建立中国南极长城站,1985年2月20 日落成。1989年9月26日,中国南极中山站在南极大陆落成。 (47) 1999年6月,我国首次赴北极考察。 ——古生物化石考察 (48) 1984—1995年,我国科学家在云南澄江发现大批动物群化石,揭示了生物进化的突发性,向传统的“渐进论”为代表的达尔文进化理论提出了挑战,被国际科学界称为:20世纪最惊人的发现之一。 (49) 1997年,我国科学家在贵州瓮安考察前寒武纪含磷地层,发现大量微型多细胞动物及礤胚胎化石,将动物起源时间向前推进50 00万年,再次取得早期动物研究的重大突破。 ——夏商周断代工程 (50) 夏商周断代工程是一项自然科学与社会、人文科学相结合解决三代纪年问题的大型项目。工程设置9个课题、40个专题、170名学者经过联合考察,在文献学、天文学、考古学和古文字学等方面取得了丰硕成果,这些成就将成为迈向21世纪的中国古代文明研究的新的起点。 上述各方面的科技成果回顾,难免挂一漏万。在人类历史的长河里,50年只是短短一瞬,而中国科技50年却在寻求国富民强的过程中,有着不可磨灭的功绩。中国科技走过了50年,它还将创造更加辉煌的50年。
60年前,清远和全国一样,满目战争疮痍。在中国共产党的领导下,勤劳勇敢的清远人民披荆斩棘、发奋图强,谱写出自强不息的壮丽诗篇,经过60年的艰苦奋斗,经济社会发生了翻天覆地的变化,尤其是党的十一届三中全会和1988年建市以来,清远人民在党的领导下坚持以邓小平理论、三个代表重要思想和科学发展观为指导,以经济建设为中心,坚持改革开放,开拓创新,奋勇前进,创造了令人瞩目的辉煌成就。彻底改变了“天下之穷处”和广东发展“寒极”的贫困落后面貌。
一、经济发展大跨越
解放初期,由于连年的战争浩劫,地处粤北的清远,经济凋零,民不聊生。1949年全市生产总值(GDP)仅有0.92亿元,人均生产总值61元。建国后,在党和政府的领导下,经济得到迅速的恢复和发展。1978年,全市生产总值发展到7.23亿元,剔除物价因素比1949年增长了3.4倍,年均增长5.3%;人均生产总值发展到255元,剔除物价因素比1949年增长了1.3倍,年均增长3.0%。改革开放后,清远经济迎来了发展的春天,尤其是党的十六大之后,市委、市政府更新思想观念、创新发展方式,提出了以招商引资为突破口,以工业化为核心的“三化一园”发展战略,经济发展突飞猛进,初步形成了以农业为基础、工业为主导、第三产业蓬勃发展的国民经济体系。2004至2008年,清远生产总值年均增长达到25.7%,多项主要经济指标增幅连续五年位居全省第一,取得了“五连冠”的辉煌成绩。改革开放30年来,全市生产总值增长了32.9倍,年均增长12.5%;人均生产总值增长了24.7倍,年均增长11.4%。2008年,全市实现生产总值746.6亿元,剔除物价因素比1949年增长149倍,年均增长8.9%;人均生产总值达到20205元,剔除物价因素比1949年增长59.2倍,年均增长7.2%。2007年9月,国家统计局在《2006年我国地级及以上城市综合实力比较研究》公布的百强城市名单中,清远市名列95位,首次进入全国百强城市行列。2008年全市财政总收入达到89.1亿元,比1950年增长656倍。截止2008年底,在全省21个地级及以上城市中,清远的生产总值、地方财政一般预算收入均居全省第12位,固定资产投资和规模工业增加值分别位居第5位和第9位,综合经济实力已由全省下游跃升中游水平。
二、经济结构深刻变化
1949年全市工业总产值只有962万元,农林牧渔业总产值为9715万元,粮食产量只有36万吨。三次产业结构为76:15:9,农业虽然占绝对主导地位,但生产水平十分低下,工商业更为落后。解放后,尤其是改革开放以来,工业、农业和第三产业均得到迅速发展。农业经济已从传统耕种发展到基地化、产业化、标准化生产,农业综合生产能力大幅提高。2008年,全市农林牧渔业总产值达到154.1亿元,粮食产量达到75.5万吨,分别比1949年增长16.2倍和1.1倍。水果产量36.3万吨,水产品产量8.4万吨,分别比1952年增长259倍和32.6倍。交通、旅游、房地产、金融保险等现代服务业蓬勃发展。在“后花园”战略思想指导下,不断探索旅游业发展的新路子,充分利用丰富旅游资源大力发展旅游业,先后荣获“中国优秀旅游城市”、“中国温泉之乡”、“中国漂流之乡”、“欧洲人最喜爱的中国景区”等一大批旅游品牌和称号。2008年接待国内游客达1440.11万人次,国内旅游收入52.2亿元,入境旅游人数47.89万人次,旅游外汇收入5915万美元。2008年末全市金融机构本币存款余额645.1亿元,比1978年增长613倍。各类保险公司保费收入达到12.1亿元。
经过60年的发展,清远不仅在经济总量上发生了巨大变化,在结构上也发生深刻变化。首先是从农业经济社会跨越到工业化社会,2008年,全市三次产业构成为13.3:57.5 :29.2,工业经济在国民经济中占53%的主导地位。再之,在经济体制上,也发生了深刻的变革。1978年,全市工业经济中,全民所有制产值占72%,集体经济产值占28%。公有经济一统天下。改革开放后,各种经济成份竞相发展,2008年, 工业经济中,公有经济产值仅占5.9%,三资企业产值占48%,股份制经济占39.7%,其他经济占6.3%。
三、工业生产突飞猛进
清远工业发展经历了从无到有、从弱到强、从相对封闭到改革开放、从计划经济到市场经济,走过了一条曲折而波澜壮阔的道路。1949年工业产值仅有0.11亿元,工业基础十分薄弱。解放后,工业经济得到较快发展。1978年,全市工业总产值发展到5.2亿元,剔除价格因素比1949年增长49倍。改革开放后,尤其是党的十六之后,市委、市政府把握发达地区产业转移的历史契机,大力推动招商引资,先后引进了安徽海螺集团、云南铜业等大批国内外知名品牌企业,工业集群化、园区化程度不断提高,建成了中国(清远)再生资源示范基地、清远陶瓷工业城等一批特色鲜明的工业园区。目前,初步形成了以建材、电力、机械装备、金属制品、纺织服装、制鞋皮革、电子家电、农副产品加工、化学医药、废旧金属材料回收等十大工业体系。2007年,全市工业总产值首次突破1000亿元大关,达到1172.6亿元,位居全省第十位,进入了全省十大工业市行列。2008年,全市工业总产值达到1692亿元,剔除价格因素比1949年增长8211.5倍。
四、基础建设成绩斐然
解放初期,清远基础建设一穷二白。经过60年投入和建设,经济社会发展的基础条件得到明显改善。1950年至2008年,全市固定资产投资累计完成2603.5亿元,年均增长23.8%,其中1962年至2008年基本建设投资累计完成843亿元,年均增长16.9% 建成了清连高速公路、广清高速公路、京珠高速公路清远段、凤城大桥、北江大桥姐妹桥,106、107国道,清远港等重大交通项目。在全省山区市中率先实现县(市)到镇通等级公路。2008年公路通车里程17485公里,比1949年增长156倍,其中高速公路达到306公里。先后建成了飞来峡水利工程、粤连电厂、阳山火电厂以及一大批小水电,发电量由1949年的11万千瓦时增加到50.55亿千瓦时。建成一批千伏以上输变电工程以及农城网工程,电网规模已达全省中游水平。邮电通讯也得到迅速发展。2008年末全市移动用户达到202.1万户,比1996年增加了200万户;固定电话用户67.4万户,比1957年增加67.3万户。目前全市已实现电话交换程控化、长途传输数字化。
五、城乡面貌日新月异
建国60年以来,尤其是建市以来,城乡面貌发生了深刻变化,城市框架不断拉大,基础设施基本完备,城市功能相对完善,一个区域性经济文化中心,现代化城市的清远形象已展现在人们面前。市区和各县城主要道路黑底化改造基本完成。城市美化、绿化、亮化水平进一步提升,绿化覆盖率达36.95%,绿地率达33.78%。城市排污、生活垃圾处理设施从无到有,日处理能力显著增强,城市功能更加完善。至2009年7月,房地产开发投资额累计投入357亿元,建成面积1102 万平方米。城乡私人建房累计投入262亿元。大型楼盘雨后春笋般涌现,北江两岸耸立着几十座二、三十层的高楼,成为北江河畔一道靓丽的风景线。蓝天白云、青山绿水、交通便利,被中国城市国际协会评为“中国宜居城市”,成为市民安居乐业和海内外商客投资置业的乐园。2008年底,城镇人均住房使用面积达到30平方米。社会主义新农村建设步伐不断加快,农村公路四通八达,加快推进农村饮水安全工程工作,农村住房楼房化程度不断提高,农村人均住房使用面积达到27.5平方米。
六、国内贸易繁荣昌盛
建国60年来,我市传统商贸业快速发展,在“大市场、大流通、大商贸”的思路指引下,2008年全市共完成社会消费品零售总额250.62亿元,比1957年的0.96亿元增长了260倍,年均增长11.5%。连锁超市、专营店、专卖店等各种新型的零售业态应运而生。国美电器、新一佳、华润万家、益华百货、麦当劳、肯德基等大批现代连锁企业入驻我市,星级酒店达43家。大部分乡镇建立了综合性的农贸市场,个体工商业活跃于城乡市场,促进了城乡市场的繁荣。2008年全市城镇完成社会消费品零售额171.9亿元,比1975年增长了155.3倍;农村完成社会消费品零售额78.7亿元,比1975年增长了55.2倍。
七、对外经济发展迅速
建国初期,由于外国政府对我国实施经济封锁,我市对外经济几乎是一片空白。随着改革开放的不断深入,对外经贸活动迅速发展。1988年至2008年签订利用外资项目累计达3502个,合同投资金额62.75亿美元,实际利用外资金额32.66亿美元,前来投资项目已经渗透到国民经济各大行业,截止2009年上半年,全市共注册“三资”企业1000家, 注册资金达 35亿美元以上。2008年,全市进出口总额29.68亿美元,其中,出口总额由1988年的0.07亿美元扩大到13.77亿美元。除一般贸易方式外,加工贸易已成为对外贸易的主要方式。实际利用外资金额不断扩大,2008年全市实际使用外资金额达5.15亿美元,比1988年增长81倍,尤其是2004年至2006年,实际利用外资增幅连续三年在全省排名第一。
八、社会各项事业全面进步
教育规模不断扩大,在校生人数大幅增加。2008年,普通中等学校在校生32.42万人,比建国初期的1952年增加了32.02万人。建成国家级示范性高中10所,省、市一级学校117所。创办了清远职业技术学院,引进了南华工商学院等高等院校。2008年普通高等学校在校生0.85万人,实现了从无到有的突破。清远市技工学校被评为国家级重点高级技工学校。目前各类职业学校在校生近4万人。全面实施城乡免费义务教育,2008年九年义务免费教育在校生54.7万人,义务教育完成率达97.8%。
科技事业蓬勃发展。2008年科技活动机构数发展到18个,从事科技活动的人员有2627人,专利申请量180件,专利授权量149件。自主创新能力不断增强,建成了“省电力线缆工程技术研究中心”和“国家级农业科技创新中心”。共有17家企业分别拥有中国名牌产品、国家免检产品或广东名牌产品称号。经国家认定的高新技术企业11家,省级民营科技企业39家。
文化卫生事业健康发展。2008年全市共有文化馆8个,公共图书馆10个,博物馆9个。图书馆藏书量达80.5万册。报纸出版份数1382.2万份。电视覆盖率97%。铺设光纤长度6375.8公里。各类卫生机构发展到654个。卫生机构床位数7969张,比1952年增长了22倍,卫生机构技术人员1.06万人,比1952年增加了0.98万人。每万人口拥有床位数21.57张,拥有医生数28.64人,比1952年分别增长了9.3倍和4.5倍。
社会保障全面推进。随着经济体制改革和国有企业改革的深入进行,与之配套的社会保障体制改革也全面提速,社会保险各项改革稳步推进。2008年参加基本养老保险人数达到了46.73万人,参加基本医疗保险人数31.37万人,城镇最低生活保障人数1.14万人。
九、人民生活明显提高
建国60年来,随着经济的飞速发展,居民收入快速增长,人民的生活水平和质量不断提高。2008年,全市在岗职工年均工资25772元,比1998年增长2.7倍。市区城镇居民人均可支配收入13006元,比2005年增长了39.5%。农村居民家庭人均纯收入4887元,比1978年增长了近47倍。居民家庭主要耐用消费品拥有量不断增加,档次不断升级。冰箱、空调、洗衣机、移动电话、电脑、小轿车等高档消费品渐渐进入普通百姓家庭。饮食由原来的温饱型逐渐向营养型、新鲜型、简便型转变。消费层次不断升级,消费结构更趋合理。
60年的沧桑,60年的巨变。清远人民已把一个粤北小城镇建设成为全国综合实力百强市,昔日的“寒极”成为今天的投资“热土”。 2005年10月25日,人民日报以《广东酝酿发展模式之变》介绍了后发地区跨越发展的“清远现象”经验。面对过去的成绩,清远人民并不自满。今后,将以“四个化”战略为指引,沿着“绿色经济强市、岭南宜居名城、华南休闲之都”的宏伟目标努力奋斗!
1966年法国建成的朗斯潮汐电站,装机容量24万千瓦,是目前世界上第一个成功的商业性潮汐能电站。
海洋能主要包括潮汐能、波浪能、温差能、潮流能、海流能、盐差能等。其皆源自太阳、月球及其他星球的引力或源自太阳能辐射。海洋能的特点是蕴藏量大,可以再生。