锡＼焊锡＼铅的熔点比较实验的改进

杨长军（现代化学与中学化学作业）
　　能源是人类文明发展和进步的基础，它是指可以直接或经转换提供人类所需的光、热、动力等任一形式能量的载能体资源。可见，能源是一种呈多种形式的，且可以相互转换的能量的源泉。确切而简单地说，能源是自然界中能为人类提供某种形式能量的物质资源。众所周知，能源，尤其是一次能源中的不可再生资源，如煤、石油、天然气和核燃料等，对近代人类文明的发展起着决定性的作用，而且在尚未开发出成熟的新能源以前，人类社会的发展在相当长的时间里，还得依赖于这些已得到大规模经济开发和利用的、技术已相当成熟的常规能源，如煤炭、石油、天然气、水能和核能等。但因为一次能源中的煤、石油、天然气和核能等面临日益枯竭的状况，而且，在使用中会产生诸如“酸雨”、“温室效应”以及核污染等环境问题。所以如何更好地利用现有的这些能源以及加快开发洁净实用的新能源，如太阳能、氢能、核聚变能、海洋能、风能等，是人类面临的重要课题，长期以来人类为解决这些问题已做了不懈的努力，并已取得了重大的进展，而化学方法一直是解决这些难题的重要手段之一。。
　　 首先介绍能源的种类，根据初始来源可把能源分为四大类：
与太阳有关的能源
与地球内部的热能有关的能源
与原子核反应有关的能源
与地球—月球—太阳相互联系有关的能源
1．与太阳有关的能源。太阳能除可直接利用它的光和热外，它还是地球上多种能源的主要源泉。目前，人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳。正是各种植物通过光合作用把太阳能转变成化学能在植物体内贮存下来。这部分能量为人类和动物界的生存提供了能源。煤炭、石油、天然气、油页岩等化石燃料也是由古代埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的。它们实质上是由古代生物固定下来的太阳能。此外，水能 、风能、波浪能、海流能等也都是由太阳能转换来的。
　　2．与地球内部的热能有关的能源。地球是一个大热库，从地面向下，随着深度的增加，温度也不断增高。从地下喷出地面的温泉和火山爆发喷出的岩浆就是地热的表现。地球上的地热资源贮量也很大，按目前钻井技术可钻到地下10公里的深度，估计地热能资源总量相当于世界年能源消费量的400多万倍。
　　3．与原子核反应有关的能源。这是某些物质在发生原子核反应时释放的能量。原子核反应主要有裂变反应和聚变反应。目前在世界各地运行的440多座核电站就是使用铀原子核裂变时放出的热量。使用氘、氚、锂等轻核聚变时放出能量的核电站正在研究之中。按目前世界能源消费的水平，地球上可供原子核聚变的氘和氚，能供人类使用上千亿年。因此，只要解决核聚变技术，人类就将从根本上解决能源问题。实现可控制的核聚变，以获得取之不尽、用之不竭的聚变能，这正是当前核科学家们孜孜以求的。
　　4．与地球—月球—太阳相互联系有关的能源。地球、月亮、太阳之间有规律的运动，造成相对位置周期性的变化，它们之间产生的引力使海水涨落而形成潮汐能。与上述三类能源相比，潮汐能的数量很小，全世界的潮汐能折合成煤约为每年30亿吨，而实际可用的只是浅海区那一部分，每年约为6000万吨煤。
　　以上四大类能源都是自然界中现成存在的、未经加工或转换的能源。
下面介绍与化学有关的新能源
1.氢 能
　　“氢能”是指氢与氧化剂（如空气中的氧）发生化学反应放出的能量。氢是自然界最普遍存在的元素，在常温常压下呈气态，无色无味，熔点-259.3℃(13.9 K)、沸点-252.78℃(20.4 K)。在地球上平均6～7个原子中就有一个氢原子。除空气中含有少量氢气外，氢主要以化合物形态存在于水、全部酸和有机化合物中。所以，氢不能视为一次能源，而应看作是一种能源载体。氢是一种极为优越的新能源，其主要优点有：
　　·燃烧热值高：每千克氢燃烧后能放出142.35千焦的热量，约为汽油的3倍，酒精的3.9倍，焦炭的4.5倍。
　　·清洁无污染：燃烧的产物是水，对环境无任何污染。
　　·资源丰富：氢气可以由水分解制取，而水是地球上最为丰富的资源。
　　·适用范围广：贮氢燃料电池既可用于汽车、飞机、宇宙飞船，又可用于其他场合供能。
　　开发氢能的关键技术包括两方面：一方面要解决制氢问题，另一方面要解决氢的贮存及运输问题。
 
2.核能开发利用的前景
(一).核电的潜力
　　核电的发电成本由运行费、基建费和燃料费三部分组成。核电站的运行费和火电站的差不多。但核电站运行可靠，每年利用小时最高达8000小时，平均约为6000小时。
　　据统计，1975～1978年，世界上有15座核电站的平均负荷因子达到80%以上，其中有8座达85%，德国一座压水堆核电站达到了最高为91.3%。核电站的燃料费比火电站的要低得多。对100万千瓦压水堆核电站，每年需要补充40吨燃料，其中只消耗1.5吨铀－235，其余的尚可收回。所以燃料运输是微不足道的。而对一座100万千瓦烧煤的发电厂，每年至少消耗2120000吨标准煤，平均每天要有一艘万吨轮，或三列40节车厢的火车运煤到发电厂。运输负担之沉重是可想而知的。
　　由于核电站系统的复杂和出于安全的考虑，它的基建费比火电高，对10～20万千瓦容量的轻水堆比火电约高100%，对100万千瓦容量的轻水堆约高60～70%。重水堆和气冷堆的基建费还要贵一些。但是，核电站的整个发电成本还是比火电便宜。
　　实践表明：核电站的基建费虽然高于火电，但燃料费要比火电低得多，而两者的运行费又相差不多，所以折算到每度电的发电成本，核电已普遍低于火电约15～50%。火电的燃料费约占发电成本的40～60%，而核电只占20～30%。同时，火电厂的发电成本受燃料价格的影响要比核电站大得多。
　　核电的经济性与安全性已是毋庸置疑。
　　就世界能源结构变化及核能的发展情况而言，初级能源的消耗结构在过去有了相当大的变化。石油消耗量自1973年发生第一次石油价格危机以来已由47.4%降至1989年的37%，而煤炭的消耗量在这一时期却由28.3%上升至31.l%，天然气从18.l%上升到23.l%，水力由1973年的5.4%增长到6.4%，核能由0.6%升至2.3%。2000年世界核电发电量25860亿千瓦时，占世界总发电量17.4%，自开工建设秦山核电站至今，中国境内已建成和在建的核电站已达6座共11台机组，总装机容量已占全国发电总量的2%以上。预计到2020年，我国核电装机容量将可能达到4000万千瓦，装机占总容量的4.2%，发电量2600亿千瓦时，占发电总量的6.1%。
　　世界能源结构的变化中，核能在今后仍是属于有发展前途的能源。90年代初开始，人们对核能的评价发生了有利于核能的转变，其原因是人们越来越认识到，没有核能的能源供应，从经济上和生态上都有一定的风险，人们也认识到存在着不断改进核电厂安全技术从而减少事故风险的可能。这与80年代的景况相比，有了很大的好转。那时，核电发展有所减缓，其基本原因有四个：一是资本主义世界经济衰退，电力需求的增长呈呆滞状态，有的国家甚至电力过剩；二是核电成本因其安全要求大为提高而上涨，核电站造价和运行费用增加；三是核电站运行安全问题；四是核废料后处理问题。这些问题对核电发展虽有一定制约作用，但没有构成对核电生命力的威胁。

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