1、2022-8-1411.0-10-1 能量是物质运动的度量。能量是物质运动的度量。能量是人类社会进步的动力。能量是人类社会进步的动力。世界是由物质构成的，一切物质都处于世界是由物质构成的，一切物质都处于运动状态，所以一切物质都具有能量。运动状态，所以一切物质都具有能量。2022-8-142机械能机械能电能电能化学能化学能核能核能辐射能辐射能热能热能：2022-8-143 能源是指能够直接或间接提供能量的物能源是指能够直接或间接提供能量的物质资源质资源。（1）能源分类）能源分类 1 1）按开发利用的情况：按开发利用的情况：常规能源常规能源：煤、石油、天然气、水能、核能等。煤、石油、天然气、水能、
2、核能等。新能源新能源：太阳能、风能、海洋能、生物质能、：太阳能、风能、海洋能、生物质能、地热能、地热能、核聚变燃料等。核聚变燃料等。2）按开发的步骤：）按开发的步骤：一次能源一次能源:煤、石油、天然气、风能、水能、煤、石油、天然气、风能、水能、太阳能、太阳能、地热能、海洋能等。地热能、海洋能等。二次能源二次能源:电力、煤气、汽油、沼气、氢气、电力、煤气、汽油、沼气、氢气、甲醇、酒精等。甲醇、酒精等。2022-8-144可再生能源可再生能源：水能、太阳能、风能、海洋能、：水能、太阳能、风能、海洋能、生物质能、地热能等；生物质能、地热能等；非再生能源非再生能源：煤、石油、天然气、核能等。：煤、石油
3、、天然气、核能等。4）按开发利用过程中对环境的污染情况：）按开发利用过程中对环境的污染情况：清洁能源清洁能源：太阳能、风能、水能、海洋能等；：太阳能、风能、水能、海洋能等；非清洁能源非清洁能源：煤、石油、天然气等。：煤、石油、天然气等。（2）能源对人类社会发展的重要意义）能源对人类社会发展的重要意义 能源是人类社会生存的基础，能源的开发和能源是人类社会生存的基础，能源的开发和利用是人类社会发展的动力，能源开发和利用水利用是人类社会发展的动力，能源开发和利用水平是人类社会文明的重要标志之一。平是人类社会文明的重要标志之一。2022-8-145 能源问题是全世界关注的重大问题，从能源问题是全世界关
4、注的重大问题，从20世世纪纪70年代起，就被列入世界年代起，就被列入世界5大问题之一。大问题之一。全世界关注的全世界关注的5大问题：大问题：1）能源）能源2）人口）人口3）粮食）粮食4）环境）环境5）资源）资源能源建设也是我国四化建设的战略重点之一。能源建设也是我国四化建设的战略重点之一。2022-8-146 正常情况下，每个国家能源消费总量及增正常情况下，每个国家能源消费总量及增长速度与其国民经济总产值及增长速度成正比，长速度与其国民经济总产值及增长速度成正比，而能源的人均消费量的多少则反映国民生活水而能源的人均消费量的多少则反映国民生活水平的高低。平的高低。1）原煤：原煤：95 吨吨/人（
5、世界人均人（世界人均 209 吨吨/人）；人）；原油：原油：3 吨吨/人（世界人均人（世界人均 28 吨吨/人）；人）；天然气：天然气：1416 m3/人（世界人均人（世界人均 28400 m3/人）。人）。2022-8-147 我国大陆地区年总发电量我国大陆地区年总发电量 2.5 亿亿千瓦，千瓦，人均人均 0.2 千瓦千瓦/（人人年）年）；台湾地区人均；台湾地区人均 1.01.0千瓦千瓦/（人（人年）；年）；欧、美、日本等发达国家欧、美、日本等发达国家 6 千瓦千瓦/人人年）年）。我国的人均能源消费水平低，并且远低我国的人均能源消费水平低，并且远低于世界发达国家的水平：于世界发达国家的水平：
6、2022-8-148 2022-8-1490 00.50.51 11.51.52 22.52.53 33.53.5吨煤/吨钢吨煤/吨钢吨煤/吨合成氨吨煤/吨合成氨总利用率总利用率中国中国日本日本2022-8-14102022-8-1411工业的发展带来了严重的环境污染，据调查，工业的发展带来了严重的环境污染，据调查，我国我国57%的城市空气中总悬浮颗粒超标；的城市空气中总悬浮颗粒超标；48个大中城市空气中的个大中城市空气中的SO2浓度超标；浓度超标；82%城市出现过酸雨；城市出现过酸雨；我国的我国的CO2排放量仅次于美国，居世界第二，占排放量仅次于美国，居世界第二，占世界总排放量的世界总排放量
7、的13.6%。据世界银行报导，我国城市空气污染对人体健据世界银行报导，我国城市空气污染对人体健康和生产造成的损失估计每年康和生产造成的损失估计每年200亿美元；酸雨使农亿美元；酸雨使农作物减产每年损失达作物减产每年损失达50亿美元。亿美元。2022-8-1412 我国的能源建设要走可持续发展的道我国的能源建设要走可持续发展的道路，必须两条腿走路：路，必须两条腿走路：（1）合理利用能源，提高能源利用率。）合理利用能源，提高能源利用率。主要途径就是改造或更新技术落后的能源主要途径就是改造或更新技术落后的能源利用终端设备；利用终端设备；（2）大力开发对环境无污染或污染很小）大力开发对环境无污染或污染
8、很小的新能源，如太阳能、风能、水能、地的新能源，如太阳能、风能、水能、地热能、海洋能、生物质能以及核能等。热能、海洋能、生物质能以及核能等。2022-8-1413能量的利用过程，实质上是能量的传递与转换过程。能量的利用过程，实质上是能量的传递与转换过程。氢、酒精等二次能源氢、酒精等二次能源 燃料电池燃料电池 电电 能能 机械能机械能 辐射能辐射能热热 能能风能、水能、海洋能风能、水能、海洋能 机机 械械 机械能机械能直接利用直接利用发电机发电机 煤、石油、天然气煤、石油、天然气 热热 能能热机热机直接利用直接利用核核 能能核反应核反应 太阳能太阳能光合作用光合作用生物质能生物质能燃烧燃烧食物利
9、用食物利用集热器集热器光电池光电池90燃烧燃烧2022-8-14142022-8-1415（1 1）热利用：热利用：烧饭、采暖、烘干、熔炼等；烧饭、采暖、烘干、熔炼等；（2）动力利用：动力利用：通过热机将热能转换成机械能通过热机将热能转换成机械能或者再通过发电机转换成电能或者再通过发电机转换成电能加以加以利用。利用。由于热能转换为机械能的有效利用程度（即热由于热能转换为机械能的有效利用程度（即热机的热效率）较低，早期蒸汽机的热效率只有机的热效率）较低，早期蒸汽机的热效率只有1 2，现代燃气轮机装置的热效率大约只有，现代燃气轮机装置的热效率大约只有37 42，蒸汽电站的热效率也只有，蒸汽电站的热
10、效率也只有40左右。因此，左右。因此，如何更有效地实现热能和机械能之间的转换，提高如何更有效地实现热能和机械能之间的转换，提高热机的热效率，是十分重要的课题。热机的热效率，是十分重要的课题。2022-8-14160-2 热热 工工 基基 础础（热工理论基础）（热工理论基础）2022-8-14171.（1 1）工程热力学主要研究热能和机械能工程热力学主要研究热能和机械能之间相互转换的规律及提高能量转换经之间相互转换的规律及提高能量转换经济性的途径和技术措施济性的途径和技术措施。（举例）（举例）（2 2）工程热力学采用经典热力学的宏观工程热力学采用经典热力学的宏观研究方法，还普遍采用抽象、概括、理
11、研究方法，还普遍采用抽象、概括、理想化和简化处理方法。想化和简化处理方法。（举例说明）（举例说明）2022-8-1418机械能锅锅炉炉 如何提高热机的热能利用率（热效率）是如何提高热机的热能利用率（热效率）是工程热力学的主要研究内容之一工程热力学的主要研究内容之一。2022-8-14192.（1 1）传热学主要研究传热学主要研究热量传递热量传递的规律的规律。所谓所谓热量热量，是指在温差的作用下传递的，是指在温差的作用下传递的热能的数量。由于在人们的日常生活和生产热能的数量。由于在人们的日常生活和生产实践中实践中温差几乎无处不在，所以温差几乎无处不在，所以热量传递是热量传递是普遍存在的物理现象。普遍存在的物理现象。一切热能利用过程都离不开传热，热能一切热能利用过程都离不开传热，热能利用率和传热过程密切相关。利用率和传热过程密切相关。2022-8-1420 （2 2）2022-8-14212022-8-1422
