“熱”能發電,“冷”為什麼不能發電?有沒有科學家研究?

3碗米飯


熱脹冷縮是一切物質的原理。

冷能使物體縮小,內部電子運動減慢,而熱正好相反。

目前世界上所有的發電廠都是以物體的熱運動,膨脹產生動力發電的。

比如火力發電,把水燒熱後產生蒸汽推動汽輪機帶動發電機發電的。核電也是如。

一切物質都會遇熱膨脹。

熱脹的道理是什麼呢?

熱脹後的物質內部會產生極速運動。電子的自轉速度加快,軌道圓周面積加大,由於旋轉產生的離心力,而許多物質單元互相遠離,佔據了空間許多的面積,這就是膨脹。

在一個面積有限的空間,迅速佔據很大的面積,而擠壓空間就會使四周產生壓力,而推動活塞運動。

一個物體在常溫下不導電,加熱到一定的溫度後它就能夠導電。

我們常用的燃氣熱水器安全系統,就是利用火焰導電這個原理,熱運動會產生自由電子,自由電子是物體能夠導電的基礎。

冷能不能發電呢?

冷能夠產生動力,冷就能發電。

目前還是用熱量產生動力發電的。

一塊冰,達到更低的溫度就會裂開,而變成雪花。這就是冷的力量,如果人類能夠利用冷產生動力,那麼冷就能作為動力發電了。


寶樹白石


“冷”發電的流程如下:將容器中的冷凝劑冷卻液化,冷凝劑體積縮小帶動活塞運動做功;再將冷凝劑放入室溫吸熱汽化膨脹,帶動活塞反向運動做功。一直重複這個過程就可以讓活塞持續運動做功,做的功可以發電也可以做別的。


實際上,熱和冷都不能發電,發電靠的是溫差。冷和熱的溫差相反,只是在做功的過程中某些動作正好相反而已。其實推廣開來,能量是守恆的,不能被創造,能不能發電,主要是看能量是否可用。

通常只要有物理量差,物質所攜帶的能量就是可用的,比如溫度差、壓力差、電勢差、高度差。最簡單的是高度差,青藏高原的水不能在青藏高原發電,但是流到低海拔後,有了高度差就可以發電。


能量與可利用的能量之間的差別在生活中也會經常遇到:比如電能可以100%的轉化為功或者熱能,但是熱能不能100%的轉化成功或者電能。

再舉一例,一噸300℃的過熱水蒸氣和兩噸150℃的過熱水蒸氣,相對於0℃而言,它們的熱量是相等的。但是都在0℃的環境下,300℃的水蒸氣可以發的電更多。這可以概括為:溫度越高,熱量的“質量”越高,也就是其中可利用能量所佔的比例越大。


飛魚科普


熱能發電,冷可以不?

其實這在初中物理就講清楚了。

冷與熱都是溫度,

學了物理之後都合併成“熱學"

冷學就默認簡省不提了。

其實冷可以利用的很多,但深究下去,本質上與熱是統一的,犯不著互相攪局,

好了,

說說冷的利用,

比如在洋流發電中,

冷水比重大,溫水比重輕,冷水下行溫水上浮,

而如果對水面進行遮擋,擋住陽光照射,陰影水面水體就會相對較冷,較沉,就會與周圍溫暖水體形成水體對流,產生洋流能,但它本質上還是太陽熱能溫差。

所以遮擋式洋流發電是可能的,


星輝650


這個問題提的非常好,從第一次工業革命,人類掌握了熱能的利用,以後,就沒有人在關注冷的利用,其實啊!冷也是一種能量,可以起個名字叫冷能量,從牛頓定理,到熱力學的各種定律,已經運用了兩三百年的時間,直到目前基本上到了頂峰,但是,冷能量,很少有可以想象關注,因為它與熱能量相比,理論性,和利用,複雜很多,人類還沒有發現它的規律,和起源,地球南極北極的冷能源,和宇宙中的冷能源,是不是在宇宙力學和地球力學理論之中?沒有哪個科學家來分析這個問題,目前很多人提到的溫差發電,也就是半導體溫差,發電,其實她還是一個,熱能量發電,熱和冷的溫差越大,這塊半導體的電流就越大,應該給冷,沒有太大的直接的,理論關係,因為沒有熱,它就不會產生電流,目前與冷能量有關係的,這是其一,隨著人類的科技發展的,探索和髮型,冷能量,或者是說冷能源,會得到充分的利用,到那時,可能又是一次技術和工藝的革命


方民說科學



平時的發電裝置都是利用熱能發電,“冷能”其實也能發電。液化天然氣就是一個例子。液化天然氣在世界上許多國家廣泛使用,主要是作為天然氣的運輸方式。然而,在LNG再氣化終端的再氣化過程中,大量的能量(830 kJ/kg)被浪費。因此,利用液化天然氣冷能的技術在近幾十年受到了極大的關注。


液化天然氣從-160℃加熱液化天然氣碼頭的海水或空氣,交換的能量被稱為冷能。液化天然氣低溫發電利用液化天然氣的這種冷能。電能可以通過汽化液化天然氣的直接膨脹或使用蘭金循環的中間流體的膨脹來產生。 該系統的一般設施(朗肯循環)利用液化天然氣的液化發電介質用泵加壓,隨後通過用熱交換器加熱而氣化,以產生高壓氣體。

利用稱為膨脹機的發電設備對高壓氣體進行降壓,從而產生電能。由此產生的低壓氣體重複相同的過程以連續產生電能。 現在國外有許多交付混合介質能夠高效利用低溫能源的設施的經驗。



此外,國外獲得了以燃氣發動機排氣為熱源的複合發電系統的專利。不過冷能發電有許多侷限性,為了終端節能,發電系統變得更加複雜。 適用範圍僅是通用液化天然氣碼頭。


軍機處留級大學士


這是一個有趣的問題,雖然我在以前的文章中曾經解釋過其中的原理,但是我覺得還是有必要從另一個角度來分析一下這個問題,因為其中蘊含著更深刻的,有關科學思維的事情。

天生的邏輯遠不如後天培養的邏輯

首先我們要知道,

為什麼提問者會認為“熱”與“冷”是兩種元素

科學思維真的是反直覺的,我們認識世界,並在事物間建立因果關係是進化賦予的,但是這種能力並不完善,解決不了太複雜的問題。在生物行為學上有一個非常著名的實驗,叫“迷信的鴿子”,美國心理學家納金斯設置了若干個機械餵食裝置,每臺機器面前都守著一隻希望獲得食物的鴿子,這個機器的投食間隔是設定是固定的15秒(後來加到了60秒)。

實驗進行了幾天後後,神奇的事情發生了,這些鴿子紛紛開始做起奇怪的運作來,有的不停地點頭,有的不停的跳,還有的開始瘋狂地逆時針旋轉。這些鴿子看起來就像是……正在執行某種奇特的宗教儀式。

這是因為生物本能地需要尋求適應環境的方法,所以在大腦中必然將“獲得食物”與“自己的某種努力”聯繫在一起。於是因為巧合,鴿子在某個運作時出現了一次餵食,於是它嘗試著重複這個動作,恰好食物再一次出現了,於是鴿子就將“獲得食物”與“動作”聯繫在了一起。

▲實驗者

鴿子將有前後時間關係的兩件沒有內在邏輯的事聯繫在了一起,其實就是迷信的本質。普通人雖然不會上這種固定時間的當,但如果將時間變成隨機的,也會發生同樣的事。但是如果參與實驗的是科學家,那麼他們就會用統計學的方法研究投食機制,最終明確“隨機”的事實。也就是說,經過科學思維的鍛鍊的認識方法是強大而有力的,也是超越生物本能的。

提問者與多數普通人相似,其實我們的義務教育並沒有將科學思維普及給大家(當然外國其實也沒好多少)。所以人們常常會以自己認識世界的觀念去理解世界,然後提出一些讓人哭笑不得的問題,這個問題就是個典型。

冷始終在參與發電

好的,說了這麼多,還是得解釋一下這個問題。其實只要把理解世界的概念修正為科學的,問題也就自然解決了。首先我們得知道“熱”與“冷”是一對相對的概念,二者是相對存在的,沒有冷哪來的熱呢?也就是說,當我們意識到“熱”可以用於發電的時候,也就必然已經包含了這樣一個事實——“冷”已經參與了發電。

一定的溫度本身並沒有發電的能力,想象一下有一個處處都是1000℃的環境,那麼任何用“熱”發電的機器都無法運轉。我們需要的是溫度差,只有能將“熱”排放到“冷”中的條件,才能讓“熱”流動起來,變成電能。這就像是高處的水,只有在流向低處時才能發電,如果它只能一直呆在高處,那麼我們就不能認為其中存在著可利用的能量。

如果要解釋得更深入一點,就需要涉及到“熵”的概念了,熵是物理體系混亂度的衡量單位,本質上來說,任何能量的變化都是熵的流動。因為對我們有意義的是“有序”而非“混亂”,所以通常會用“負熵”來描述。

“負熵”擁有不可逆轉的流動方向,在一個封閉的體系中只能減少不能增加。所以當我們想獲得某種能源時,其實是想獲得能量上攜帶的負熵。可有意思的是,熱能其實是所有能量中負熵較低的,而電能則是負熵較高的,要怎麼樣才能讓負熵實現“逆向流動”呢?

當然,人類是沒有能力改變物理規則的,但是我們可以用一些其它的手段,在滿足基本條件的情況下也能獲得更多負熵,那就是富集——把熱能中低密度的負熵集中到高密度的電能中來,這麼做要付出的代價就是消耗掉一些負熵,這樣就不會違背熵不可逆流的規則。

消耗負熵,其實也就是增加熵(所以負熵不能逆流的規則叫熵增定律),那麼這些多餘的熵要如何排放出去呢?當然是排放到環境中去,也就是“冷”的地方,接受了來自熱源的排放——尾氣或是冷卻蒸汽後,冷的地方變熱了一點,熵也就增加了一點,於是負熵的流動就可以成立,發電機也就可以正常運行了。

這就是用“冷”發電的答案了,我們一起都在利用著“冷”發電,自然也就沒什麼可研究的啦,我是酋知魚,一條不會發電的科學作者,歡迎關注!


酋知魚


要回答這個問題,得首先明白髮電的基本原理。

發電就是利用相應的發電設備,也就是發電機,將其它形式的能源轉換為電能的過程。這個其它形式的能源,主要包括太陽能、風能、水能、熱能、核能等,先利用機械驅動轉化為機械能,然後傳遞給發電設備,由發點設備再轉化為電能,實現發電的功能。



世界上的任何能源利用形式,都是通過能量差來實現的,發電也是一樣,其它能源轉化為電能,那麼其它能源就要被消耗,因此利用的就是被消耗的那部分,比如風能差、水流勢能差、溫度差、原子核能差等,沒有能量差的變化,是沒有辦法轉換能量的。


利用溫度差來發電是目前應用較多的能源轉換方式,比如燃煤發電,先將化學能轉換為熱能,利用輸出的熱能,把水轉化為水蒸氣,推動發電機的機械裝置進行機械運動,進而推動發電機的磁力線發電,其中熱能推動水變為水蒸氣,所需的能量來源於燃煤前後的溫度變化。

“熱”和“冷”是人們衡量物體溫度直觀感受的表述名詞,而在熱力學中只有“熱”的概念,而沒有“冷”的概念。只要是處在絕對溫度以上的物質,本身都具有熱能,溫度越高,組成物質的微觀粒子運動越劇烈。同樣,微觀粒子運動越劇烈,對外表現出溫度就越高,理論上可以創造溫差的潛力就越大,對外可以輸出的熱能就越多,發電效率越高。


因此,應用“冷”來發電,原理也是一樣,必須要有溫度差,但與“熱”發電對比,必須要有額外的能量輸入,使“冷”變“熱”,發電的條件要更加苛刻,效率較低。


優美生態環境保衛者


提問題的人真蠢。能發電的是溫差,本質是能量的不均衡。

相對於1萬度來說,1000度就是冷。但是相對於零度來說1000度就是熱。你說那個能發電?


海風80902


先糾正一下:“冷”是可以發電的,原理上完全沒問題。

學過工程熱力學的就知道,“熱機”工作的必要條件就是有一個“熱源”和一個“冷源”。兩者缺一不可。

也就是說如果能獲得一個持續存在的、低於環境溫度的冷源,就可以驅動發動機、輸出電能。

實際上,“熱機”的反面就是“冷機”。兩者是一個硬幣的正反兩面,其實是一個東西。

但現實中很難找到穩定存在的冷源,所以一般不稱它為“冷機”。

因為穩定的熱源是通過燃料的化學能(或核能)轉化為熱能來維持存在的。

而冷源如何維持自身的存在呢?除非它就是環境本身,才能具有幾乎無限的容量。否則維持冷源的存在就需要消耗超過發電量的能量。這就無法持續運轉了。


秘銀之翼


“熱”能發電,這是宇宙“爆炸”的正熵與必然,這又叫正能量發動機;冷”能發電,這是宇宙“熱寂”的負熵現象,即是“逆天”行為,簡稱為負能量發動機。

發電需要運動,運動需要爆炸力,爆炸力需要析出能量,沒有能量的析出就不能發電,俗話說叫“無能為力”,現代科學技術的䒱汽機、柴油發動機、汽油發動機、火箭引擎、無工質引擎等都是正能量引擎。要研究負能量發動機,就算你去海王星上開發“熱寂發動機”也是難上加難的。

關鍵的原因在於:“熱能發動機”能夠直接或間接利用巨大的太陽能,或者利用核能,大自然具有充分資源性,而“冷”能源收集相當困難,貯存更是難上加難。

總之,熱能量抗引力效果明顯而冷能量的收縮性使電子更具冷凝性而使發電更難,就算有人提出使用降溫析能的辦法也是不可行的。

雖然熱能和冷能是對立統一的,但是熱能才是運動的源泉,而冷能卻是靜止的根本,故此:“熱”能發電,而“冷”能卻不能發電。





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