熱能發電很常見?但你知道冷可以發電嗎?

2021-02-08 科學黑洞

無論是何種方式發電,本質上都是能量轉換的一種形式,熱能發電最常見就是燃燒化石燃料,用釋放出的熱量來「燒熱水」,用水蒸氣帶動汽輪機運動,從而通過機械上的聯動方式,帶動發電機運動,原理就是閉合線圈做切割磁感應線運動,最後可以產生電流。除了用汽輪機等還可以用水輪機帶動發電機,那麼其前端就變成了帶有重力勢能的水,上邊說的兩種就是常用的火電和水電,新興的還有風能、太陽能等發電,以及利用核能發電等等。

能量不可能憑空產生,也不會憑空消失,只能從一個傳遞到另外一個物體。但能量的形式可能發生改變,內能到機械能到電能或者是勢能到機械能到電能。「熱」之所以能夠發電,這代表著的是一種內能,從微觀角度上來看就是分子、原子等的熱運動劇烈程度,最後表現出的就是物體的溫度。

冷和熱完全是一種相對的概念,僅僅拿出一個物體測出它的溫度,你認為這個物體是冷還是熱。如果想要判斷得出結論,這個時候我們可能用手去觸碰一下,跟自己的體溫比較就可以確定冷熱。但也沒有人規定比我們體溫高就是熱,比我們體溫低就是冷啊。如果一千攝氏度和一萬攝氏度相比較,那麼這個一千攝氏度就是冷的,但在我們的意識中一千攝氏度就是絕對高溫了。

熱能或者說內能實際上就是微觀粒子的平均動能,因此只要是分子運動,那就會具備能量。如果圍觀粒子不運動靜止,那麼溫度就是出現最低的極限值。但是根據量子力學不確定性原理來看,微觀粒子運動不可能為零,但有一個量子力學的最低限制,這個時候物體呈現出的溫度就是絕對零度,但這只是理論上的溫度最低值。

因此說冷熱是相對概念,並非是冷的物體就不具備能量了,因為只要有溫度差就會向外輻射能量,理論上來講主要具備能量就可以實現能量的轉化,因此說用冷來發電也未嘗不可。只要找到更低溫度的物體,那麼就可以實現能量的傳遞,發電自然也是可以的。除非是冷到極致,無限接近於絕對零度,那麼這個時候只能接收其它物質或者周圍環境輻射來的能量了。

當然這只是從理論上來說,如果真的在現實生活中來應用是不可能的,因為沒有效率。因為你要想用冷來發電,就需要找一個更冷的物體,這豈不是多此一舉。除了這種輻射的形式,還有利用機械能傳遞的方式。最簡單的就是把一種氣體降溫加壓液化,體積急劇變小,最後能量釋放氣體膨脹的時候就可以提供機械能,但這種方式比較生拉硬套。或者說因為熱脹冷縮的存在,給一個物體降溫,當再次給其升溫的時候,物體發生膨脹這就是機械能。

至於「冷」是否能發電,從最簡單的角度考慮就好了,就是是否具備能量,只要具備就可以完成能量傳遞,自然可以發電。

文/杜若,圖片來源網絡侵刪。

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