1.人類索取能源的歷史

　　遠(yuǎn)古人類和其他動物一樣,，只能利用無私的太陽所賜予的天然能源--太陽能.如圖16-11所示,，各圖按能量轉(zhuǎn)移的先后順序串聯(lián)起來為：草通過光合作用吸收太陽能,，兔子吃草吸收草的能量,，人或其他動物吃兔子吸收兔子的能量,，獵人通過吸收食物的能量才能進(jìn)行各種運(yùn)動.圖1(1)柴薪馬車--農(nóng)業(yè)文明

　　柴薪是人類第一代主體能源.是人類在能量轉(zhuǎn)化方面最早的一次技術(shù)革命.從利用自然火到利用人工火的轉(zhuǎn)變,，導(dǎo)致了以柴薪作為主要能源的時代的到來.當(dāng)時的人類用樹枝,、雜草等作為燃料，用于燃燒,、煮食和取暖,，這就是人類第一次能源革命.相對于當(dāng)時的人口和當(dāng)時的生產(chǎn)力，柴薪是一種數(shù)量巨大,、能夠方便獲取的可再生能源,，它們不僅用于燃燒，還被用于飼養(yǎng)牲畜,，靠人力,、畜力并利用一些簡單機(jī)械作動力,，從事手工生產(chǎn)和交通運(yùn)輸活動.從遠(yuǎn)古時代直至中世紀(jì)，在馬車的低吟聲中,，人類度過了近一萬年的悠長的農(nóng)業(yè)文明時代.

　　(2)煤炭蒸汽機(jī)--工業(yè)文明

　　蒸汽機(jī)的發(fā)明是人類利用能量的新里程碑.人類從此逐步以機(jī)械動力大規(guī)模代替人力和畜力，它直接導(dǎo)致了第二次能源革命.人類的主要能源由柴薪向煤,、石油,、天然氣等化石能源轉(zhuǎn)化.

　　18世紀(jì)西歐產(chǎn)業(yè)革命開創(chuàng)的工業(yè)文明，逐步擴(kuò)大了煤炭的利用.煤氣燈的使用,，照亮了人類的漫漫長夜.蒸汽機(jī)的發(fā)明,，使煤炭一躍成為第二代主體能源，以煤炭作燃料的蒸汽機(jī)的應(yīng)用,，使紡織,、冶金、采礦,、機(jī)械加工等工業(yè)獲得迅速發(fā)展.同時,，蒸汽機(jī)車、輪船的出現(xiàn),，使交通運(yùn)輸業(yè)得到巨大進(jìn)步.19世紀(jì)以來,，電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，使得由蒸汽機(jī)作為動力的發(fā)電機(jī)開始出現(xiàn),，煤炭作為一次能源被轉(zhuǎn)換成更加便于輸送和利用的二次能源--電能.

　　電能是由其他形式的能轉(zhuǎn)化來的二次能源.它最終還要轉(zhuǎn)化為光能,、內(nèi)能、動能等其他形式的能,，才能為人類所用.電能被廣泛應(yīng)用,，是由于它的優(yōu)勢是便于輸送和轉(zhuǎn)化.

　　(3)石油內(nèi)燃機(jī)--現(xiàn)代文明

　　公元前250年，中國人首先發(fā)現(xiàn)石油是一種可燃的液體.1854年,，美國賓西法尼亞州打出了世界上第一口油井,，石油工業(yè)由此發(fā)端.19世紀(jì)末，人們發(fā)明了以汽油和柴油為燃料的奧托內(nèi)燃機(jī)和狄塞爾內(nèi)燃機(jī).1908年,，福特研制成功了第一輛汽車.此后,，汽車、飛機(jī),、柴油機(jī)輪船,、內(nèi)燃機(jī)車、石油發(fā)電等,，將人類飛速推進(jìn)到現(xiàn)代文明時代.到20世紀(jì)60年代,，全球石油的消費(fèi)量超過煤炭，成為第三代主體能源.

　　20世紀(jì)40年代,，物理學(xué)家發(fā)明了可以控制核能釋放的裝置--反應(yīng)堆,，拉開了以核能為代表的第三次能源革命的序幕.幾十年來,，核電已經(jīng)成為一種相當(dāng)成熟的技術(shù).由于核電比火電更清潔、安全,、經(jīng)濟(jì),，核能在許多經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家已經(jīng)成為常規(guī)能源.

　　(4)綠色能源革命--未來文明

　　隨著全球人口的急劇膨脹，人類的能源消費(fèi)大幅度增長.眾所周知,，煤炭,、石油均為礦物能源，是古生物在地下歷經(jīng)數(shù)億年沉積變遷而形成的,，不可再生,，其儲量極為有限.按現(xiàn)代的能源消耗，世界上的石油,、天然氣和煤等生物化石能源將在幾十年至200年內(nèi)逐漸耗盡.另外,，大量礦物能源的燃燒，是造成大氣污染,、\\\"酸雨\\\"和\\\"溫室效應(yīng)\\\"的罪魁禍?zhǔn)?

　　60年代以來,，\\\"能源革命\\\"的呼聲日漸高漲.\\\"能源革命\\\"的目的，是以綠色能源,，包括新能源(如核能)和可再生能源(包括水電能,、太陽能、風(fēng)能,、地?zé)崮?、海洋能和氫能?逐步代替礦物能源.綠色能源將有望為21世紀(jì)人類社會的發(fā)展提供持久的動力.

　　2.能量轉(zhuǎn)化和能量轉(zhuǎn)移的方向性

　　在課本中豆子生長的過程，按順序應(yīng)為B,、A,、C、F,、E,、D.我們在電影、電視中看到,，可以通過技術(shù)處理使植物生長,、花開的次序逆向，但在現(xiàn)實(shí)世界中這是不可能的.自然界的實(shí)際過程是有方向性的.

　　冬天,，火爐把自己的內(nèi)能傳遞給房間里的空氣,，供人們?nèi)∨?到了春天，能夠把這些內(nèi)能重新收集起來,，來年再用嗎?顯然不能.一般情況下,，內(nèi)能只能從高溫物體轉(zhuǎn)移到低溫物體，不能相反.否則會引起其他的變化，消耗別的能.

　　汽車制動時,，由于摩擦,，動能轉(zhuǎn)變成了地面、空氣的內(nèi)能,，這些能量能夠自動地用來再次開動汽車嗎?顯然不能.這些能量雖然沒有消失,，但是我們不能利用它.

　　能量的轉(zhuǎn)化、能量的轉(zhuǎn)移,，都是有方向性的.我們是在能量的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移過程中利用能量的,，因此，不是什么能量都可以利用.能源的利用是有條件的,，也是有代價的.有的東西可以成為能源，有的卻不能.