太陽能是一種豐富的而又無污染的能源，你知道有哪些利用太陽能的方式嗎？說出幾種來
(不少于兩種)．
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科目：初中物理 來源：1＋1 輕巧奪冠·優(yōu)化訓(xùn)練 九年級物理 北京課改版 題型：048
閱讀與思考．
21世紀(jì)——核能時代21世紀(jì)，能源問題是首先要解決的問題之一，隨著人口的增加和經(jīng)濟的發(fā)展，能源的消耗量飛快地增長．從目前的消耗量計算，石油還能采50年，煤最多能采100多年．若全世界均按美國和加拿大的耗能水平(人均耗煤8.4噸/年)計算，即使人口增長率為零，地球上的煤也只能維持30多年，而石油和天然氣只能維持10幾年．
雖然地球上還有其他形式的能源，如太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮堋⑺艿�，但與煤和石油相比微不足道，不能滿足人類的需要．相比之下，核能是解決能源危機的一個最有效的途徑．核能是地球上儲量最豐富的能源．又是高度密集的能源．它的效率是驚人的，1 kg核燃料所釋放的能量相當(dāng)于2 500 t煤或2 000 t石油．而且，核裂變發(fā)電技術(shù)已經(jīng)成熟，它有其無法取代的優(yōu)點．首先，是地球上核燃料資源儲量豐富，已探明的礦至少有460萬噸，可供人類使用200多年；其次，核能發(fā)電比較經(jīng)濟，總的算起來，核電廠的發(fā)電成本要比火電廠低15％～50％；第三，核電是清潔的能源，有利于保護環(huán)境．
所以，21世紀(jì)是核能發(fā)電的大發(fā)展時期．氫是一種很有前途的新的“二次能源”．液態(tài)氫已被用來作為人造衛(wèi)星和宇宙飛船中的能源，但困難是不能大量制�。湓蚴悄壳爸迫涞霓k法是以消耗其他能源為代價的．若利用核聚變反應(yīng)則非常有希望解決這一問題．因為海水中含有大量氫及其同位素氘和氚(據(jù)計算，一桶海水中能提取的氘的能量相當(dāng)于300桶汽油)．若將海水中所有的氘的核能都釋放出來，它所產(chǎn)生的能量足以提供人類使用數(shù)百億年．
然而，實現(xiàn)持續(xù)的可控核聚變，難度非常大．核聚變反應(yīng)的溫度大約需要幾十億度，在這樣的高溫下，氘、氚混合燃料形成高溫等離子態(tài)．這里有許多問題需要解決，如怎樣加熱到如此高的溫度？怎樣盛裝如此高溫度的等離子體？這就是如何約束的問題．
目前，世界各國已建造多種類型的試驗裝置200多臺．近年來，設(shè)在英國牛津附近的核聚變裝置完成了一項可控核聚變試驗．在圓形圈內(nèi)，在2億攝氏度下，氘、氚氣體相遇成功爆炸，產(chǎn)生了200 kW的能量，試驗持續(xù)了幾分鐘．雖然這距實際應(yīng)用還有相當(dāng)大的距離，技術(shù)上也還有許多難題需要解決．但已露出勝利的曙光．預(yù)計到21世紀(jì)50年代前后能實現(xiàn)原型示范的可控聚變反應(yīng)．
可見，下世紀(jì)一旦核聚變能被利用起來，將會使人類徹底擺脫能源危機．我們設(shè)想，到那時，廉價的能源將使21世紀(jì)成為一個能量富足的時代，可生產(chǎn)出更豐富更新型的產(chǎn)品，而成本更為低廉．例如，可以從海洋中提取更多有用的元素，像金和鉑，到那時，其價值不再是金錢的象征．那么利用金和鉑耐腐蝕的優(yōu)良特性，來制造耐腐蝕的儲槽、閥門、管道等，可延長其使用壽命而不用頻繁更換．
此外，從海水中提取礦物質(zhì)的“核”工廠生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)品——蒸餾水，也非常有用，可以通過管道將它們輸送到水源短缺的地方，實施龐大的灌溉計劃，改造農(nóng)田，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的熱量還可以送入城市，用于取暖或作為熱源．核能除了發(fā)電之外，還可以用于煉鋼、推動動力機械、海水淡化處理、建筑物供熱采暖、空調(diào)制冷及熱水供應(yīng)等．
低溫核供熱反應(yīng)堆是一種既清潔、經(jīng)濟又安全的理想新熱源．建設(shè)一座20萬千瓦的供熱堆，每年消耗核燃料二氧化鈾僅1 t，它可以為500萬立方米的建筑物供暖．利用核能還可以對海水進(jìn)行淡化處理，以解決缺水問題．
法國已設(shè)計了一種輕小型反應(yīng)堆，功率為10～20萬千瓦，只有10個大氣壓的運行壓力，比較安全．利用堆芯產(chǎn)生的熱量將海水加熱蒸餾，每天可生產(chǎn)8萬立方米淡水，可供15萬人飲用．
中子照相已成為一種新的無損檢驗方法，它可以彌補X射線和γ射線照相的不足之處，進(jìn)行一些它們鞭長莫及的工作．如可以檢驗手機、航天器、火箭等裝置內(nèi)部零件的結(jié)構(gòu)狀況和質(zhì)量，進(jìn)行考古文物內(nèi)部的無損檢驗等．
可以預(yù)計，21世紀(jì)是核能與核技術(shù)在醫(yī)學(xué)中廣泛應(yīng)用并取得重大發(fā)展的時代．除了現(xiàn)有的核醫(yī)學(xué)診斷治療技術(shù)之外，中子治療癌癥是比較有前途的方法之一．這是因為許多癌組織對硼有較好的吸收效果，同時硼又有吸收中子的能力，當(dāng)它被癌組織吸收后，經(jīng)中子輻照，硼－10變成鋰－7，并放出α粒子，α粒子的射線能量較高，可以更有效地殺死癌細(xì)胞．
例如，日本有一腦癌患者就是利用這種方法治療后，不僅痊愈了，而且還能駕駛卡車，簡直不可思議．在交通運輸領(lǐng)域，核能的利用將使其產(chǎn)生革命性的變革．核能艦船組成的遠(yuǎn)洋艦隊可以在水上游弋幾十年而不用補充燃料．如果將反應(yīng)堆做得足夠小，并解決防護問題，到那時，就能生產(chǎn)出核能汽車、核能坦克、核能火車、核能飛機．
核能還可作為宇宙飛船的動力，到那時，人們可以到其他星系去旅游．21世紀(jì)，人們可以對“老天爺”——天氣發(fā)號施令．人類將充分利用核能與大自然抗衡．到那時，不會因氣候和天氣情況影響飛機的起降，沒有飛機會因機場封凍而不能著陸，因為我們可設(shè)法在飛機水泥跑道下面安裝蒸氣管道．
不難預(yù)料，未來的世紀(jì)將是科學(xué)技術(shù)日新月異的時代，是人類學(xué)會和自然和諧相處的時代，是經(jīng)濟和文明繼續(xù)高速發(fā)展的時代，也是核能與核技術(shù)全方位應(yīng)用的新時代．未來的核能時代將成為人類歷史上最光彩奪目、最美好的時代．
(李士 中國科學(xué)院核分析開放實驗室)
(1)21世紀(jì)存在什么樣的能源危機？為什么說核能是解決能源危機的一個最有效的途徑？
(2)21世紀(jì)，核能除了發(fā)電之外，還有哪些方面的應(yīng)用？
(3)人類社會現(xiàn)在所應(yīng)用的能源很多來自千百萬年前埋在地下的植物經(jīng)過漫長的地質(zhì)年代形成的化石能源(例如：石油、煤)，如果有一天化石燃料枯竭了，你能否想出一些能替代這些化石能源的清潔能源．(至少寫出三種)
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科目：初中物理 來源：素質(zhì)教育新學(xué)案·物理·九年級·全一冊 題型：064
閱讀以下文章并回答后面的問題．
雨、雪、垃圾能發(fā)電科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，大自然中蘊藏著巨大的能量，可以通過多種手段，從21世紀(jì)初期開始，有一定規(guī)模地向雨雪垃圾索電，是完全可以實現(xiàn)的．
利用積雪發(fā)電：大家知道，積雪的溫度是0℃以下，因此雪中蘊藏著巨大的冷能．科學(xué)家提出利用積雪發(fā)電的大膽設(shè)想．它的工作原理是，將蒸發(fā)器放在地面上，將凝縮器放在高山上，再用兩根管子將它們連接在一起，然后抽出管內(nèi)空氣，用地下熱水使低沸點的氟里昂(即現(xiàn)代電冰箱所用的制冷物質(zhì))汽化，并以雪冷卻凝縮器，由于氟里昂的沸點很低，加上管內(nèi)被抽空，所以它就沸騰起來，變成氣體快速向管子的上端跑去，沖擊汽輪機旋轉(zhuǎn)，從而帶動發(fā)電機發(fā)電．試驗證明，1 t雪可把2～4 t氟里昂送上蓄液器．可見雪的發(fā)電本領(lǐng)是十分驚人的．
雪的資源極其豐富，地球上34％的國家屬多雪地區(qū)．我國東北和新疆北部是全國下雪天數(shù)最多的地區(qū)，每年平均在40天以上，積雪日數(shù)在90天以上．積雪發(fā)電的問世，將使茫茫雪原變成人類的又一理想的未來發(fā)電能源．
利用下雨發(fā)電：目前，科學(xué)家們研究雨能的利用已獲得成功，它是利用一種葉片交錯排列，并能自動關(guān)閉的輪子，輪子的葉片可以接受來自任何方向的雨滴，并能自動開關(guān)，使輪子一側(cè)受力大，另一側(cè)受力小，從而在雨滴沖擊和慣性的作用下高速旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動電機發(fā)電．雨能電站可以彌補地面太陽能電站的不足，使人類巧妙而完美地應(yīng)用太陽能、風(fēng)能、雨能．
我國南方雨能資源豐富，特別是華東、華南、中南和西南各省的雨水充足，一年四季冰雪期很少，雨季的降雨量一般都比較多，陰雨天利用雨能發(fā)電，陽天利用太陽能發(fā)電，這樣無論晴天或陰雨天，人們都可以享受到大自然的恩賜，享受到電能帶來的光和熱．
微生物電池：在探索微生物能源工作中，一些國家正在從事著微生物電池的研究．什么是微生物電池呢？它是一種用微生物的代謝產(chǎn)物，做電極活性物質(zhì)，從而獲取電能．從研究的進(jìn)展看，作為微生物電池的活性物質(zhì)，只限于甲酸、氫、氨等．我們用一種叫產(chǎn)氣單抱菌的細(xì)菌，處理100摩爾椰子汁，使其生成甲酸，然后把以此做電解液的3個電池串連在一起，生成的電能可使半導(dǎo)體收音機連續(xù)播放50多個小時．當(dāng)然，這只是試驗，但它表現(xiàn)出的事實是令人神往的．
21世紀(jì)是人類飛向宇宙的時代，在宇宙飛船這樣的封閉系統(tǒng)中，排泄物的處理確實是個必須解決的問題．美國宇宙航行局設(shè)計了一種一舉兩得的解決方案：用一種芽孢桿菌處理尿，使尿酸分解而生成尿素，在尿素酶的作用下分解尿素產(chǎn)生氨．氨用做電極活性物質(zhì)，在鉑電極上產(chǎn)生電極反應(yīng)，組成了邀翔太空的理想微生物電池．在宇航條件下，每人每天如果排出22克尿，就能夠獲得47瓦時的電力．
氫燃料電池，成為微生物能源的又一種電能形式．利用一種產(chǎn)生氫氣能力強的細(xì)菌，在容積為10升的發(fā)酵裝置中，每小時所產(chǎn)生的近20升氫氣，足以維持3.1～3.5伏燃料電池的工作．科學(xué)日新月異的21世紀(jì)，有機廢水的處理也與微生物電池發(fā)生了密切關(guān)系．在利用微生物處理有機廢水時，在使廢水無害化的同時，可以把微生物的代謝產(chǎn)物做微生物電池的活性物質(zhì)，從而獲得電能，從這個角度上，微生物做為同時解決公害和能源問題的一種手段，已引起人們的廣泛注意．盡管微生物電池的研制尚處在萌芽狀態(tài)，使用也還只限于一定范圍，但是到21世紀(jì)的某一天，微生物電池就能夠帶動著馬達(dá)飛轉(zhuǎn)，為人類創(chuàng)造更多的物質(zhì)財富．
向污泥要能源：城市下水道污泥中富含有機物質(zhì)，其中蘊藏著可觀的能量．不少國家已開始利用厭氧細(xì)菌將下水道污泥“消化”，然后收集其中產(chǎn)生的沼氣作為熱源，并將下水道污泥制成固體燃料．
關(guān)于下水道污泥作為固體燃料的開發(fā)與實用化研究方面，歐洲國家居領(lǐng)先地位．日本東京都能源局利用下水道污泥作為燃料發(fā)電的試驗也已獲成功．日本能源科學(xué)家還將下水道污泥利用多級蒸發(fā)法制成固狀物，所得燃料的發(fā)熱量為16 000～18 000 kJ/kg，與煤差不多．
德國的一家化學(xué)公司將工廠下水道排放的廢水(其中含10％的普通生活污水)進(jìn)行處理，所得活性污泥作為燃料，他們在下水道污水中加入有機凝集劑，再用電力脫水機脫去部分水分，加入一定比例的粉煤，最后利用壓濾機榨干水分，用這種方法制成的燃料發(fā)熱量大約是9 200～1 000 kJ/kg，并且將其干燥、粉碎后并不影響其燃燒性能．
從下水道污泥中挖掘潛在能源，不僅開辟了能源新途徑，還可以根本上解決城市下水道污泥污染問題．對改善城市地下水水質(zhì)有著至關(guān)重要的作用．環(huán)境科學(xué)家有必要重新估計下水道污泥的作用和利用價值，進(jìn)一步研究下水道污水處理以及下水道水系的設(shè)計．
目前，世界上許多國家正在研究，能否建立一個從污水處理到能源、環(huán)保方面的綜合管理體系，以便一勞永逸地解決下水道污水的去向問題．
摘自《能源趣覽》
閱讀完以上文章后回答：
(1)文中介紹了哪幾種新的能源利用方式？分別是什么？
(2)利用積雪和下雨發(fā)電的工作原理分別是什么？
(3)結(jié)合你在日常生活中對能源的利用，談?wù)勀銓?jié)約能源的看法．
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