传热学复习提纲范文

2022-06-08

第一篇:传热学复习提纲范文

初中物理总复习热学提纲

热学复习

物态变化、内能、内能的利用

知识点: 概念

温度:物体的冷热程度用温度来表示。

内能:物体内部所有分子热运动的动能和势能的总和。 热量:在热传递过程中,传递能量的多少叫热量。

比热容:1kg某种物质,温度升高1℃时吸收的热量叫这种物质的比热容。 热值:1kg某种燃料完全燃烧时所放出的热量叫这种燃料的热值。

六种物态变化:熔化、凝固、汽化、液化、升华、凝华 熔化:物质从固态变成液态; 凝固:物质从液态变成固态; 汽化:物质从液态变成气态; 液化:物质从气态变成液态; 升华:物质从固态直接变成气态; 凝华:物质从气态直接变成固态。

测量工具的使用 温度计

使用前:观察温度的量程、分度值。(注:量程是指测量范围、分度值指每一小格表示多少。如果估计的被测温度超过温度计的最大测量范围,可能会涨破温度计;如果低于最小测量范围,没法测出温度值。)体温计的量程(35℃-42℃)分度值:0.1℃

使用时:(以测液体为例)

1、温度计的玻璃泡全部浸入被测液体中,不要碰到容器底部或容器壁。(注:因为我们要测的是液体的温度,而乘液体的容器温度可能跟液体温度不同)

2、温度计玻璃泡浸入被测液体要稍候一会儿,待温度计的示数稳定后再读数。

3、读数时温度计的玻璃泡要继续留在液体中,视线要与温度计中的液柱的上表面相平。(注:体温计可以离开人体读数,是因为体温计有特殊的构造:弯曲的缩口,当测量人体温的体温计离开..人体后,一般人体的温度比气温高,这时体温计里面的水银突然温度下降,会在细小的弯曲的缩口处断开,所以上升的水银不能跑回玻璃泡中,因此能离开人体读数。再重新使用体温..计之前,都要用力的往下甩一甩,这是利用惯性使上升的水银重新回到玻璃泡中) 物质的特性:燃料的热值、比热容

热学:六种物态变化及例子和应用

熔化:冰熔化成水,蜡熔化成液态蜡水,某些新材料既容易熔化又容易凝固可以作为新型建材,这种建材应用在温差较大的地区,当温度高时熔化吸热,当温度低时又凝固放热,能调节室温。

汽化:(蒸发)水果放久了变干涸、衣服晒在户外变干、晒稻谷变干、洒在地上的水变干、制冷机里面的制冷剂是既容易汽化又容易液化的物质(氟利昂、R134等)汽化时吸热、液化时放热,制冷剂就相当于热量的搬运工。

液化:烧开水时壶嘴冒出的“白气”、冷饮瓶打开冒“白气”同时瓶子外壁有水珠、自然界现象中的露、雾。液化石油气、液态氢用压缩的方法使其液化贮存并使用。注意,雾的形成是液化现象,而雾的散去则是汽化或者说蒸发现象。

1 升华:樟脑丸放久变细、灯丝用久变细、固态二氧化碳升华吸热使周围空气的水蒸气液化,可以制造烟雾效果。火箭返回舱表面涂有容易升华的物质,当火箭返回地面时与空气发生摩擦会产生热,利用这层容易升华的物质升华吸热,可以防止返回舱过热。

凝华:霜、冰花、灯泡用久内壁变黑是因为钨丝先升华后凝华附在灯泡内壁上。 改变内能的两种方法:做功和热传递的例子、

做功改变内能:冬天搓手能暖和双手、打气筒打气时,发现打气筒变热、锯木材时,锯子变热。(注意:做功可以增加物体的内能,需要注意的是物体对外做功时,自身的内能减小) 热传递改变内能:烧开水、太阳光晒地表温度升高。(热传递是内能从温度高物体的传给温度低的物体,而不是内能多的传给内能少的。只有发生热传递,才会有传递的内能的多少,.............即热量。)

比热容:不同物体在质量相同时,升高的温度相同时,吸收的热量是不同的。

沙漠地区的昼夜温差大、沿海地区昼夜温差小,是因为沙漠地区多沙子,沙子的比热容小,而沿海多水,水的比热容大。汽车发动机用水冷却是因为水的比热容大,在相同条件下,能吸收更多的热量。比热容是物质的一种特性,一般来说,不同物质的比热容不同,比热容只跟物质的种类,所处的状态有关,与温度、质量等无关。 热值:热值是燃料的一种特性。不同燃料热值一般不同。火箭用氢用燃料,因为氢的热值大。

实验:晶体和非晶体熔化及图像,沸腾实验,碘升华实验。

练习:

1.加油站都有这样的提示:请“熄火加油”、“禁止抽烟”、“不要使用手机”等。这是为了防止火花点燃汽油引起火灾,因为常温下液态的汽油容易发生的物态变化是(

)

A.液化

B.汽化

C.熔化

D.凝固

2.洗热水澡时,卫生间的玻璃镜面变得模糊不清,洗完后过一段时间,镜面又变得清晰起来。水在镜面上发生的两种物态变化是

A.先汽化后液化

B.先液化后汽化 C.先凝华后升华

D.先升华后凝华 3.下列说法中错误的是(

)

A.气温低于水银凝固点的地方不能使用水银温度计

B.秋天的早晨,大雾逐渐散去是液化现象

C.北方的冬天,为了除去路面的冰,护路工人常在路面上撒大量的盐

D.当路面结冰汽车无法行驶时,司机常在轮胎上缠上防滑铁链

4、秋天的早晨,山区公路上容易出现大雾,影响行车安全。从物理学角度看,雾是由下列哪种物态变化形成的(

)

A.液化 B.凝华 C.升华 D.汽化

2 5.如图所示为海波的熔化图像,从图像中获得的信息说法正确的是(

) A.海波的沸点是48℃

B.海波在BC段吸收了热量

C.海波在CD段是气态

D.6min时海波已全熔化 6.下列说法中错误的是(

)

A.气温低于水银凝固点的地方不能使用水银温度计

B.秋天的早晨,大雾逐渐散去是液化现象

C.北方的冬天,为了除去路面的冰,护路工人常在路面上撒大量的盐

D.当路面结冰汽车无法行驶时,司机常在轮胎上缠上防滑铁链

7.炎热的盛夏,人站在水中时感觉凉爽,而当人站在沙土上时却感到烫脚,这主要是因为水和沙具有不同的(

)

A.热量 B.质量 C.比热容 D.密度 8.关于温度,热量,内能以下说法正确的是(

)

16. 对物体加热物体的温度一定升高 B .物体的温度越高,所含的热量越多 C .物体的温度为00C,其内能也为零

D .热量总是从温度高的物体向温度低的物体传递。 9.下列关于内能的说法中正确的是(

)

A.在压缩冲程中,内能转化为机械能

B.做功和热传递是改变物体内能的两种方式 C.太阳能热水器是通过做功把光能转化为内能的 D.炽热的铁水具有内能,冰冷的铁块不具有内能 探究

10. 下表列出了几种物质在一个标准大气压下的熔点和沸点,根据表中数据回答:

若要测量萘的熔点,温度计的玻璃泡里应选

做测温物质;若要测量固态甲苯的温度,温度计的玻璃泡里应选

做测温物质;若要测量标准大气压下沸水的温度,温度计的玻璃泡里不能选

做测温物质。 11.在做“观察水沸腾”的实验时。

(1)A组同学用的是如图22甲所示装置,他们测出的水温将偏

(选填“高”或“低”)。

(2)图22乙是B组同学在实验某时刻温度计的示数,此时水的温度是

℃。 (3)B、C两组同学虽然选用的实验装置相同,但将水加热到沸腾用的时间不同,他

们绘制的温度随时间变化的图像如图22丙所示。分析图像可知:水的沸点是

℃,当时的大气压

(选填“<”、“>”或“=”)l标准大气压;B、C组得到b、c两种不同图像的原因可能是水的_____不同。

12.用如图21(甲)所示的装置做“探究冰的熔化特点”的实验。

(1)装有碎冰的烧杯直接放置在空气中,不用酒精灯加热。这样做,不但能使烧杯均匀受热,而且冰的温度升高较______(选填“快”或“慢”),便于记录各个时刻的温度。为了使烧杯内各部分受热均匀,还需要进行的操作是______。

(2)实验中,应始终注意观察烧杯中冰的______变化,并每隔0.5min记录一次温度计的示数,其中,由图21(乙)可读出第1min时温度计的示数是______℃。

(3)根据下表数据,在图21(丙)中画出这段时间内冰的温度随时间变化的图像。

(4)由图像可以看出,冰在熔化过程中温度______。(选填“变化”或“不变”)

第二篇:飞行器动力工程专业传热学复习题

624《传热学》复习题(2011年7月)

1. 传热学的研究内容是什么?与热力学的研究内容有何不同?

2. 举例说明传热学的研究方法有哪些?

3. 热传导、热对流、对流换热、热辐射的定义。

4. 分析发动机气冷叶片的热量传递过程,各环节有哪些热量传递方式?

5. 什么叫热阻?通过平壁、圆筒壁的导热热阻以及对流换热热阻的表达式。

6. 什么叫传热过程?要强化某一传热过程,应该从哪一个环节入手?

7. 写出导热基本定律的一般表达式,并说明各个符号的意义及导热基本定律的适用范围。

8. 什么叫导热系数,影响导热系数的因素有哪些?

9. 什么叫保温材料,影响保温材料保温性能的因素有哪些?为什么对于保温材料要注意防潮?

10. 简述导热问题三种类型的边界条件。

11. 通过单层、多层平壁和圆筒壁(第一类和第三类边界条件)的稳态导热计算。

12. 什么叫接触热阻?如何减小接触热阻?

13. 影响对流换热的因素有哪些?

14. 影响对流换热的物性参数有哪些?

15. 简述速度边界层和热边界层的概念,Pr数的物理意义和表达式。

16. 相似原理的作用。

17. 用无量纲准则方程来描述换热规律有何优点?

18. Nu数、Re数的物理意义和表达式。

19. 什么是内部流动?什么是外部流动?

20. 对于管内流动,什么叫入口段?什么叫充分发展段?

21. 画出管内层流、湍流的对流换热系数(表面传热系数)沿管长的变化情况,并简述在计算对流换热系数时

为什么要对短管进行修正(即入口效应修正)。

22. 管内湍流换热计算时,什么情况下需要引入温度修正系数?为什么要引入温度修正系数?

23. 为了增强管内强制对流换热,可以采取哪些技术措施?并说明理由。

24. 什么叫自然对流换热?

25. 什么叫吸收比、反射比和穿透比?与什么因素有关?

26. 什么叫黑体?什么叫人工黑体?

27. 什么叫光谱辐射力?总辐射力?

28. 简述黑体辐射的基本定律。

29. 发射率(黑度)、吸收比、光谱吸收比的定义。黑度和吸收比受哪些因素影响?

30. 什么叫温室效应?用传热学理论简述温室效应的形成原因。

31. 简述基尔霍夫定律。对于一般物体,吸收比等于发射率在什么条件下成立?

32. 什么叫灰体?对于灰体,吸收比等于发射率在什么条件下成立?

33. 什么是角系数?它有什么特性?

34. 什么是一个表面的自身辐射、投入辐射及有效辐射?为什么在灰体的辐射换热计算中引入有效辐射的

概念?

35. 什么是辐射表面热阻?什么是辐射空间热阻?

36. 在什么情况下表面的有效辐射等于黑体辐射?在哪些情况下,表面热阻等于零?

37. 两表面和三表面间辐射换热计算。

38. 在发动机中,有哪些热端部件需要冷却?有哪些强化换热(冷却)的方式?

第三篇:初中物理热学复习

一、选择题

1、交警在查“酒驾”时,先请司机打开车窗,若闻到酒精气味,则要求司机必须接受酒精含量的测试。交警能闻到酒精气味是因为酒精( ) A.分子间有空隙 B.分子很小 C.分子在不断运动 D.分子可分

2、下列现象中,属于用热传递的方法改变物体内能的是( ) A.刚从蒸笼里拿出的馒头,放一阵子变凉了 B.冬天天冷,通过搓手发热取暖

C.用锤子敲打石头时,锤子发热 D.给自行车车胎打气,打气筒壁变热了 1.(2010,江西南昌)下列有关热的说法正确的是

( )

A.任何温度计都不能离开被测物体读数 B.水往低处流,是因为分子在不停地运动 C.用水作汽车冷却液,是因为水的比热容较大 D.晶体在熔化过程中温度不变,内能也不变 2.(2010,福州)厨房中的一些现象和做法都含有物理知识,下列对应正确的是( )

A.打开醋瓶能闻到酸味——分子做无规则运动 B.用高压锅煮饭——利用降低气压,提高水的沸点 C.打开锅盖看到“白气”——汽化现象 D.用煤气灶烧开水——利用做功改变物体内能 4.(2010,黑龙江鸡西)下列关于能量转化的实例,你认为说法正确的是 ( ) A.水轮机带动发电机发电 电能转化为机械能

B.燃料燃烧 化学能转化为内能 C.汽油机的做功冲程 机械能转化为内能 D.给蓄电池充电 化学能转化为电能 6.(2010,莱芜)下图表示四冲程内燃机工作时各冲程的示意图,它们正确的排列顺序为( ) A.甲、乙、丙、丁 B.丁、丙、乙、甲

C.甲、丙、乙、丁 D.甲、丁、乙、丙

8.(2010,云南楚雄)关于温度、热量和内能的说法中不正确的是( ) A. 0的冰块也有内能

B. 温度高的物体,内能一定大 C. 物体吸收热量,温度不一定升高

D. 物体吸收热量,内能一定增大 10.(2010,兰州) 关于内能、热量和温度,下列说法中正确的是( )

A.温度低的物体可能比温度高的物体内能多 B.物体内能增加,温度一定升高 C.物体内能增加,一定要从外界吸收热量 D.物体温度升高,它的热量一定增加 14.(2010,泰州)用手反复弯折铁丝,弯折处的分子热运动_ _温度升高,这是通 的方式改变铁丝的内能. 15.(2010,常州)截至目前,中国第一大地热发电站西藏羊八井地热电站已累计发电超过24亿千瓦时,从地下井→汽轮机→发电机,其能量转化过程是:内能→ → . 16.(2010,江苏宿迁)2010年5月,冰岛火山爆发是由于炽热的岩浆在极大的压力下,突破地壳,喷涌而出.说明流出的岩浆具有动能,它是由 能转化来的.炽热的岩浆向四周流动,越过山坡,淹没村庄.岩浆冲上山坡,把动能转化为 能. 17.(2010,常州)汽油机的一个工作循环是由 个冲程组成,其中对外做功 次.在压缩冲程中,气体的温度升高,这是通过 的方式增加内能.为了不让汽油机在工作时温度升得太高,在设计制造时,汽缸外有一个水套,让汽缸被水包围着,这是通过 的方式减少汽缸内能.用水来冷却汽缸是因为水的 较大.

19. (2010,湖北荆门)我市城区的天鹅湖水上公园是市民休闲娱乐的好去处。走在湖边,常能闻到阵阵花香,这是由于分子做 运动的结果;阳光下湖面波光粼粼,这是光的 现象;夏天可明显感觉到湖边比马路上凉爽,这是因为水的 较大,且在蒸发时会 (选填“吸热”或“放热”)。

23、一杯水,温度由30ºC加热到50ºC时吸收的热量为Q1,再由50ºC加热到70ºC时吸收的热量为Q2,Q1_______Q2 (填‘大于’、‘小于’或‘等于’)。

24.6kg木炭完全燃烧可放出__________的热量。若炉中的木炭只剩下0.1kg,它的热值是_______________。 30、夏天中午海边的沙子热,海水却很凉;傍晚的沙子凉,海水却比较暖和。有同学认为:可能中午海水蒸发吸热,所以低温;而沙子不蒸发,所以温度高。 你认为该同学说法正确吗?并说明理由。(3)

第四篇:初中物理热学专题复习(含答案)

一、 热学的初步知识

(一)热现象

1、使用水银温度计测量液体的温度,正确的做法是

A、温度计的玻璃泡有部分浸入液体中 B、温度计的玻璃泡置于液面之上

C、把温度计从液体中取出来后在读数

D、温度计的玻璃泡全部浸在液体中,但不碰到容器底或容器壁

2、要使水的沸点超过100℃,需要将

A、火烧旺些

B、水量减少些

C、将容器移到高山上去烧

D、给容器加密封盖

3、要使水的沸点超过100℃,要

A、将水量减少写

B、给容器加密封盖

C、将火烧旺些

D、将容器移到高山上加热

4、高压锅能很快煮熟饭菜,最主要的原因是

A、密封性好,减少了热损失

B、增大压强,提高了沸腾温度 C、增大压强,降低了沸腾温度

D、传热快,缩短了沸腾时间

5、下列现象中,不属于液化现象的是

A、烧开水时壶嘴冒“白气”

B、洗热水澡时,浴室内的镜变模糊 C、清晨,草木上挂着露珠

D、寒冷的冬天滴水成冰

6、下列现象中属于液化的是

A、洒在地上的水很快干了

B、江面上逐渐形成了大雾 C、冰块慢慢地融化成水

D、卫生球放一段时间变小

7、在寒冷的冬天,可以看到户外的人不断地呼出“白气”,这是属于下列哪一种现象?

A、汽化

B、液化

C、升华

D、凝华

8、在下列过程中,一定要放热的是

A、凝华

B、汽化

C、升华

D、熔化

9、下列各种现象中哪一种属于升华现象?

A、夏天湿的衣服变干

B、卫生球放一段时间后变小

C、霜的形成

D、露的形成

10、用铁锅能熔化锡,而不能用锡锅熔化铁,这是因为

)

A、铁的密度比锡小

B、铁比锡硬

C、铁传热比锡快

D、铁的熔点比锡高

11、关于熔化和凝固,正确的说法是哪个?

A、固体在熔化时都要吸热,但温度保持不变

B、固体在凝固时都要放热,温度降低 C、固体都有一定的熔点

D、晶体在熔化过程中要吸热,温度保持不变

12、下列说法正确的是

A、温度达到100ºC水才能沸腾 B、冰吸收了热量不一定熔化 C、汽化只能在一定温度下进行 D、温度达到熔点时晶体一定熔化

(二)分子动理论

内能

13、扩散现象表明

A、分子间有作用力

B、分子有一定的质量

C、分子有一定的大小

D、分子都在不停地做无规则运动

14、室温下将一滴红墨水滴入一杯清水中,过一段时间,整杯水都变红了,下列说法正确的是

A、如果水的温度为0ºC,就不会发生这种现象

B、这是扩散现象,它只能发生在液体和气体中

C、这是扩散现象,它只表明分子在不停地做无规则运动 D、温度越低,扩散进行得越快

15、下列说法中正确的是

A、只有气体之间才能发生扩散现象

B、只有液体之间才能发生扩散现象 C、只有固体之间才能发生扩散现象

D、一切物体的分子都在不停地运动。

16、扩散现象表明

A、分子有一定大小

B、分子有一定质量 C、分子都在不停地做无规则运动

D、分子间有作用力

17、下列现象中,能够说明物体的分子在不停的做无规则运动的是

A、水从高处流向低处

B、房间不打扫就会有一层灰尘

C、铁器不用生锈了

D、在一杯白开水中放入一些盐,不久整杯水变咸了

18、在下列事例中,哪一个事例不能表明物体的分子在不停地做无规则的运动?

A、在房间某处洒上香水,不久房间里充满了香水味 B、把一块糖放入水中,不搅动,不久整杯水都甜了 C、衣箱中的卫生球变小了,衣服上充满了卫生球的气味 D、扫地时,太阳光柱里能看到大量尘埃做无规则的运动

19、下列关于内能的说法中正确的是

A、0℃的物体没有内能

B、做功和热传递都可以改变物体的内能

C、物体的比热容越大,内能也越大

D、物体的密度越大,内能也越大 20、下列关于内能的说法中,正确的是

A、物体的比热容越大,内能也越大

B、做功和热传递都可以改变物体的内能 C、两杯水中,温度高的水的内能一定较大

D、0℃的物体内能为零

21、关于物体的内能,下列说法正确的是

A、物体运动的越快,物体的内能越大 B、物体举得越高,物体的内能越大

C、物体运动的越快、举得越高,物体的内能越大 D、物体的温度越高,物体的内能就越大

22、下述关于内能的说法,正确的是

A、物体的比热容越大,内能就越大

B、物体的密度越大,内能就越大 C、做功和热传递都可以改变物体的内能

D、0℃的物体没有内能

23、在热传递过程中,传递的能量总是从

A、质量大的物体传到质量小的物体

B、密度大的物体传到密度小的物体

C、温度高的物体传到温度低的物体

D、比热容大的物体传到比热容小的物体

24、两个物体接触时发生热传递,实质上是能量从

A、质量大的物体传到质量小的物体

B、比热容大的物体传到比热容小的物体 C、温度高的物体传到温度低的物体

D、热量多的物体传到热量少的物体

25、状态一定的某物质的比热容

A、跟它吸收的热量成正比

B、跟它的质量成反比

C、跟它的温度变化成正比

D、是它的特性之一,其大小与上述因素无关。

26、关于比热容,下列说法正确的是

A、物体的比热容跟温度有关

B、物体的比热容跟它吸收的热量有关 C、物体的比热容跟它放出的热量有关

D、物体的比热容是物体本身的一种特性

27、已知铝、铁、铜的比热容依次减小,温度相同、质量相等的铝、铁、铜金属块,吸收相等的热量,最后

A、三块金属的温度都相等

B、铝块的温度高

C、铁块的温度高

D、铜块的温度高

28、已知铝的比热容是0.88×103J/(Kg·℃),铁的比热容是0.46×103J/(Kg·℃),铜3的比热容是0.39×10J/(Kg·℃)。相同质量的铝、铁、铜在升高相同温度的情况下 A、铝吸收的热量最多

B、铁吸收的热量最多

C、铜吸收的热量最多

D、三种物质吸收的热量相等

29、初温相同的铜和铅,它们的比热容之比是3:1,质量之比是2:3,若他们吸收相等的热量,铜升高的温度与铅升高温度之比是

A、1:2 B、2:1 C、2:9 D、9:2

30、四口之家分别单独使用不同种类的燃料时的平均月消耗量分别为:木柴约200Kg,烟煤约80Kg,液化石油气约30Kg,煤气约60Kg,这四种燃料中哪一种燃料的热值最高?

A、液化石油气

B、煤气

C、烟煤

D、木柴

三、热学:

(一)热现象

1D

2D

3B

4B

5D

6B

7B

8A

9B

10D

11D

12B

(二)分子动理论 内能

13D

14C

15D

16C

17D

18D

19B

20B

21D

22C

23C

24C

25D

26D

27D

28A

29A

30A

热学

1、温度是用来表示物体的_________________的物理量。水银温度计是利用液体的__________ ________的性质制成的。

2、液体温度计是根据液体___________________的性质制成的。健康人的正常体温是37℃,读作_______________。

3、填写下列现象的物态变化名称:

(1)、打开沸水锅的锅盖,可以看到有水从锅盖上滴下,这是___________现象 (2)、出炉的钢水变成钢锭,这是___________现象

4、物质从固态变成液态叫做_________,此过程中物质要__________。

5、物质从固态变成液态叫做_______。从液态变成气态叫做________。

6、物质从_____________的现象叫做汽化,汽化有两种方式:______、_______。

7、影响蒸发快慢的因素有:__________________的高低、__________________的大小和液面上空气流动的快慢。

8、用锯条锯木,锯条的温度升高,这是用________的方法使锯条的内能增加;用酒精灯加热使试管中的水温度升高,这是用__________的方法使水的内能增加。

9、把质量为2kg,温度为30℃的水加热到80℃,这些水吸收的热量是__________J. [水的比热是4.2×103J/(kg•℃)]

10、把500g50℃的水冷却到30℃,这些水放出的热量是_________J。[已知水的比热是4.2×103J/(kg•℃)]

11、质量为2kg的铜块,当它的温度从20℃升高到100℃时,铜块吸收的热量是_________J。[已知铜的比热容是0.39×103 J/(kg•℃)]

12、铁的比热容为0.45×103____________(填单位)。质量为10kg铁块,温度从20ºC升高到120ºC过程中,吸收的热量为___________J。

13、1kg某种燃料完全燃烧放出的热量,叫做这种燃料的__________。它的单位是________。

热学:

1、冷热程度,热胀冷缩

2、热胀冷缩,37摄氏度

3、液化,凝固

4、熔化,吸热

5、熔化,汽化

6、液态变成气态,蒸发、沸腾

547、液体温度,液体表面

8、做功,热传递

9、4.2×10

10、4.2×10

11、62400

512、J/(kg·℃),4.5×10

13、燃烧值,J/kg

第五篇:传热学论文

地球的温室效应分析:原因及其对策

内燃1301赵坤

摘要:地球自有人类出现至今,已为人类的生存提供了维持生命所必须的条件,但人类社会的发展和对地球的开发利用,使得地球正遭受着毁灭性破坏。工业化革命以来,人类的活动增加了大气中的温室气体,导致了地球升温,全球气候不断恶化„„

关键词:全球变暖 温室效应 二氧化碳 对策

何为温室效应

温室效应,是指“大气中的温室气体通过对长波辐射的吸收而阻止地表热能耗散,从而导致地表温度增高的现象”。温室效应,又称“花房效应”,是大气保温效应的俗称。大气中的二氧化碳浓度增加,阻止地球热量的散失,使地球发生可感觉到的气温升高,这就是有名的“温室效应”。破坏大气层与地面间红外线辐射正常关系,吸收地球释放出来的红外线辐射,就像“温室”一样,促使地球气温升高的气体称为“温室气体”。

温室效应的一般机理

温室效应是由太阳——大气——地球系的物理学相互作用造成的,包含以下关键因素。

(1)太阳的温度大约为5800K它外发射光线,产生许多波长的光,波谱范围从紫外线到红外线,在550μm左右的可见光部分最大。

(2)这些光线的大部分通过大气传到地面,其中一部分被陆地或海洋表面吸收。

(3)地球表面也发射辐射,地球辐射的波长范围从接近红外线区域到远离红外线区域,峰值大约为10μm,比太阳光的波长长得多。如果没有大气存在,这个通量将与太阳入射通量平衡。

(4)无云的大气层对太阳光是相当透明的,但对于地球的红外辐射的透明程度则小得多,因此,大气被加热了,随后地球表面也显著增暖。

(5)大气中含有吸收红外辐射的所谓“温室气体”,包括水汽、二氧化碳、甲烷、氧化氮、臭氧和一些浓度更低但仍强烈吸引红外辐射的气体,如氯氟烃类。所有这些温室气体都在一个或多个狭窄的波长范围内吸收红外辐射,形成红外吸收带。由于含有自然吸收红外辐射气体的大气造成了大气的整个较低部分变暖,升温幅度超过30K,这一现象常常被称为自然温室效应。这种增温还可以被认为是由于发射红外辐射的有效高度增加而产生的。大气低层对于红外辐射不再是透明的,所以地球向外辐射就从更高的高度上发射,结果使得地球表面变得更暖。

温室效应加剧的原因

人类活动使温室气体含量增加

大气中的温室气体,主要有六种,包括:二氧化碳、一氧化二氟烃类物质。关于每种温室气体含量增加的原因,具体分析如下: (1)二氧化碳(CO2)。在对大气释放CO2方面,最重要的人类活动是交通、电力等部门对化石燃料的消耗,全球每年因此接受到的碳量19世纪中期为1亿吨左右,到本世纪80年代已达57亿吨。CO2增加的另一个原因是地球陆地植物系统的破坏,近几十年来,森林的砍伐和破坏日益严重,导致大气中CO2浓度增加。

(2)一氧化二氮(N2O)。海洋是一氧化二氮的一个重要来源。无机氮肥的大量使用和石化燃料及生物体的燃烧也能释放出一定量的一氧化二氮。工业革命前一氧化二氮的浓度为288cm3·m-3,目前已增加到310cm3·m-3。据以往的观测结果进行推断,大气中一氧化二氮的年增加率仍将保持在0.25%左右。

(3)甲烷最重要的来源是沼泽、稻田和反刍动物,这三项占总排放量的60%左右。天然气、煤的采掘和有机废弃物的燃烧等人类活动也产生甲烷。

(4)臭氧(O3) 臭氧在大气层的上部浓度最高,并且形成我们所熟悉的臭氧层,其可以吸收大气中过量的紫外辐射,使生物的免疫系统免受损害。然而,近年来,在大气层的下部,一定数量的人造物质聚集起来,生成了低空臭氧,并且还在不断生成。

(5)氯氟烃(CFCS)氯氟烃完全是人工合成物质,因其无毒、有惰性,而被广泛应用于灭火剂、制冷剂等化工产品的制造。从上个世纪来,人工合成的卤素碳化物不断大量排入大气,使其在大气中的浓度迅速上升, 它们不仅浓度高,保留时间也很长,因而其对环境的影响也是长期的。

人类活动导致温室气体被吸收量的减少

大气中任何气体的含量,都是由其排放量与被吸收量之间的平衡来决定的。但是,人类活动破坏了这种平衡,导致温室气体含量增加。如对CO2气体,自然界主要是通过植物的光合作用进行吸收的。而人类对森林的大规模砍伐,却降低了自然界对CO2的吸收能力,破坏了CO2的排放量与被吸收量之间的平衡,导致CO2大气含量增加。

温室效应带来的后果

自然灾害

温室效应加速,地球升温,大气恶化,必然气候带迁移,冰川消融,海面上涨,自然灾害频频发生。一系列变化,人类和地球面临严峻的威胁。温室效应带来的自然灾害现总结为以下几点:

(一)海平面上升今后50或100年内,全球温度升高几摄氏度,海洋发生膨胀,山地冰川融化,和格林兰冰原南缘可能后退,海平面会升高0.2一1.5米。海平面升高,严重危及沿海地区的居住条件和生态系统。

(二) 飓风和大风暴频繁 海洋升温,使其逐渐增多的水蒸气在大气中产生更强烈的对流,其结果咫风和大风暴更为频繁。已知太平洋周围易受台风袭击的地区在过去20年间大约增加了1/6。

(三)干旱地区增加 地球升温加速水份蒸发而减少河流流量,也就是说大气中水蒸气增多,意味着某些地区干早概率增加,预计2030年,低纬地区酷暑季节干早的概率增加到每3年一次,而50年代仅20年一次。

(四)地震 环境因子太阳活动和气象与地震之间存在某些联系,对地震的发生常常起有调制和触发的作用。温度效应的加速,地温升高大气变化,以及太阳表面剧烈活动释放的能量,无疑影响到地震发生的频度和强度。

对生态的影响

有人曾经说过,环境的污染和生态的破坏比战争给人类带来的威胁更大,而由温室效应引起的地球表面温度上升正在破坏着地球上的生态平衡,这主要表现在植物、动物和昆虫出现迁移现象,以适应气候变化;一些动植物因不适应环境而被毁灭,严重的影响着生物多样性。另外,一些农作物的产量由于气温上升而下降,甚至无收;沙漠地区由此不断扩大;森林面积不断减小;干旱连年发生。这种生态平衡的破坏对人类社会的发展势必产生不良影响。

促进疾病的蔓延

温室效应造成的气温升高和臭氧层变薄而引起的紫外线辐射加强会使某些疾病蔓延,同时也会损害人体自身对疾病的预防能力。紫外线的辐射不仅会导致癌症,而且还会改变或消除免疫系统,加剧了一些与皮肤有关的疾病的产生,如麻疯病、天花、皮肤溃疡和疱疹等。例如,由于气温升高,在南美洲和中美洲由吸血蝙蝠传染的狂犬病、登莱热和黄热病有可能传播到北美洲。例外据证实,臭氧层的臭氧量减少1%,放射到地面的紫外线则增多2%,皮肤癌的发病率相应增多4%—6%,过量的紫外线还可以加速艾滋病的发病率,甚至引起天然电磁场的变化,影响人类的整个健康。

温室效应的应对策略

温室效应已引起全世界的密切关注并就此展开了热烈讨论。近年来各有关专家已相继展开了一系列的地区性和国际性会议,共同商讨具体措施和对策。现总结如下:

(1)减少CO2的排放量 此是最有生命力的预防,能措施、替代能源(太阳能如光电池、生物质能),或从煤、石油改为天然气和其他含碳量低的然料,停止焚烧和砍伐森林并大面植树造林。提出并制定“空气法”,即向每个国家规定污染权,使二氧化碳等的排放量保持在一个全球标准之下。

(2)改变交通工具,完善机动车辆 汽车尾气是大气中CO2的主要来源,因而改变交通工具由机械代替机动对控制温室效应将起重大作用;另外加速研究新的装置安装在各种机动车辆上来吸收、净化其所排放的废气也是控制温室效应的重要措施。

(3)限制氯氟烃的生产,研制新的制冷剂,代替传统的气雾剂,是缓解温室效应的途径之一。 另外,面对着如此严重的挑战,仅仅是某一个个人或国家的努力是不可能取得成功的,它需要我们全世界全人类的共同努力,通力合作。温室效应和臭氧层的破坏是全球性的“灾难”,因此,各国有关的专家、学者应通力合作,共同研究,并制定出科学的方法,缓解现存问题,控制未来新的温室效应的再形成。 (4)保护森林的对策方案

今日以热带雨林为生的全球森林,正在遭到人为持续不断的急剧破坏。有效的因应对策,便是赶快停止这种毫无节制的森林破坏,另一方面实施大规模的造林工作,努力促进森林再生。目前由於森林破坏而被释放到大气中的二氧化碳,根据估计每年约在1~2gt.碳量左右。倘若各国认真推动节制砍伐与森林再生计划,到了二○五○年,可能会使整个生物圈每年吸收相当於0.7gt.碳量的二氧化碳。具结果得以降低七%左右的温室效应。

(5)改善其他各种场合的能源使用效率 是要改善其他各种场合的能源使用效率。今日人类生活,到处都在大量使用能源,其中尤以住宅和办公室的冷暖气设备为最。因此,对於提升能源使用效率方面,仍然具有大幅改善余地,这对二○五○年为止的地球温暖化,预计可以达到八%左右的抑制效果。

(6)鼓励使用天然瓦斯作为当前的主要能源 因为天然瓦斯较少排放二氧化碳。最近日本都市也都普遍改用天然瓦斯取代液化瓦斯,此案则是希望更进一步推广这种运动。惟其抑制温暖化的效果并不太大,顶多只有一%的程度左右。 (7)鼓励使用太阳能

譬如推动所谓「阳光计划」之类。这方面的努力能使化石燃料用量相对减少,因此对於降低温室效应具备直接效果。不过,就算积极推动此项方案,对於二○五○年为止的温暖化,只具四%左右的抑制效果。其效果似乎未如人们的期待。

(8)开发替代能源

利用生物能源(Biomass Energy)作为新的乾净能源。亦即利用植物经由光合作用制造出来的有机物充当燃料,藉以取代石油等既有的高污染性能源。 燃烧生物能源也会产生二氧化碳,这点固然是和化石燃料相同,不过生物能源系从大自然中不断吸取二氧化碳作为原料,故可成为重覆循环的再生能源,达到抑制二氧化碳浓度增长的效果。

结论

伴随着人类社会文明进步而来的温室效应已在无声无息地危及着人类的生存环境,因此加速对其形成原因及后果的研究对实施合理的对策来缓和清除由此而产生的后果具有重要的实际意义。控制温室气体排放,保护大气环境,不仅与我国经济可持续发展的战略目标是一致,同时也是全世界人民的共同愿望。我们每个人的手里都紧握着珍贵的资源、能源,掌握着一份民族生息发展的“命脉”。 已有52位诺贝尔奖获得者和700多名美国权威科学家签名上书政府,力促联合各国通力合作,采取对策,以“稳定”全球的气候,“遏住”地球的危机。成之毁之、爱损之在于我们的一举一动。为了我们的今天更为了我们后代的明天,为了地球的长久,全世界人民更应该团结起来,共同应对日益严重的温室效应。

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