中学综合学科资源库——能量自然界的能量自然界的能量与人类的生存和活动有着密切的关系。太阳能是一个巨大的能源，根据实验测量，地球的全部表面平均每平方立求每分钟接受2.1J的太阳能。据估计，人类每一年间消费的能量仅相当于太阳在20min内投射到地球上的能量，倾注到地球上的太阳能，跟地球其他能量相比，是特别巨大的能量。在与地球有关的能量中，仅次于太阳能的巨大能量，是地球内部流向表面的热流，由于热传导，由地球内部流向表面的热能，每年大约1.0×1021J。由于对流，也有几乎与此同等程度的能量从地球内部流出。但是，这些能量同太阳投射到地球上的能量相比，不过是它的五千五百分之一。根据最近的研究，地球表面上的大陆，在缓慢移动着，大体上，这已是确定不移的事实了。移动这样巨大的大陆，可以想象需要极大的能量。造山运动的能量也是极其巨大的。但是同上述的热的传导与对流的能量比起来，大陆漂移和造山运动所需要的能量，还不到它们的十分之一。从地球内部溢出的火山熔岩的体积，每年大约1km3，计算一下由这些熔岩从地球内部带出的热量，每年约4.2×1018J。这个能量是通过传导和对流从地球内部传出能量的二百五十分之一左右。从世界上的温泉每年传出的能量，估计不少于8.4×1017J。因此，从能量来看，温泉是不次于火山的巨大能量来源。地震的能量，同火山和温泉比较起来，多少有些相形见绌。从整个地球来看，每年地震释放的能量约为2.1×1017J。一次最大地震释放的能量也有这样大。一次台风的平均能量大约是1.1×1018J，因此，平均一次台风的能量可以跟五次最大地震的能量相匹敌。这样，从能量来看，台风比地震还大，这是很有趣的。台风登陆以后，由于和地面的摩擦，引起了能量的消耗，这个能量的消耗大约为每秒1.1×1013J左右。因此，如果不从外界补充能量，台风应该在，也就是大约一日就消失了。但是，还没有听说过台风在一日内就消失了的事情。这说明台风从什么地方得到了能够补充它消耗的巨大能量。实际上，这个能量的来源是伴随着台风的暴雨。雨是凝结了的水蒸汽。因为在水蒸汽凝结的时候，每1g大约放出2268J的热量，这个热量补充了台风能量的消耗。这里再重新考虑一下，作为这个热的来源的水蒸气又是怎样产生的呢？它是由太阳能在赤道地区的海上产生的。这样，就在不太明显的地方，太阳能也起着巨大的作用。现在世界能源的消费量，如果换算成石油，一年间约为5×109t。其中石油和天然气约占3/4，余下的1/4主要靠煤、水力和原子能来供给。在地球上，常规能源的供应是有限的，能源的大量消耗对生态环境已引起了严重的污染。因此，如何制止能源的消耗对环境的污染及有效地寻找新能源已成为急待需要解决的问题。【基本训练】1．试估算整个地球每分钟所接受到的太阳能为多少？已知燃烧1g石油得到的热量大约是4.2×104J，计算人类每年消耗的能量为多少？人类每年消耗的能量相当于太阳在多长时间内投到地球的能量？计算出的数据与资料结出的数据是否吻合？2．地球所接受到的太阳能仅为太阳所释放出能量的极小的一部分，如此大的太阳能是从什么能转化来的？3．一次台风的平均能量为1.l×1018J左右。台风登陆以后，由于和地表面的摩擦；引起了能量的消耗。这个能量的消耗是每秒1.1×1013J左右。因此，如果不从外界补充能量，台风应该在，也就是大约一日就消失了。但是，还没有听说过台风在一日内就消失了的事情。这说明台风从什么地方得到了能够补充它消耗的巨大能量。请你说明补充的能量从什么能量转化来的。4．一个人维持生存所必需的食品的热量是每天1.26×107J（3000千卡）左右，若世界总人口为60亿，试估算人类活动所需要的能量是人类生存所必需能量的多少倍？【参考答案】1．整个地球每分钟所接受到的太阳能为1.1×1019J。人类每年消耗的能量换算成石油，约为50亿吨，石油燃烧所释放的能量，其值为2.1×1020J。这么多的能量相当于太阳在19min内投射到地球上的能量，与资料结出的20min基本吻合。2．在太阳内部、温度高达100万度以上，在那里热核反应激烈地进行着。太阳每秒钟辐射出来的能量约为3.8×1026J，就是从热核反应中产生的。根据第一题解答结果，可以估算出地球只接受到太阳所辐射出能量的二十亿分之一。3．补充台风的能量来源是伴随着台风的暴雨。雨是凝结了的水蒸气。因为在水蒸气凝结的时候，每1g大约放出2MJ的热量，这个热补充了台风能量的消耗。从能量转化的角度来看，是水蒸气所具有的内能转化为台风整体的机械能。这里再重新考虑一下，作为这个热的来源的水蒸气又是怎洋产生的呢？是由太阳能在赤道地区的海上产生的。就是在不明显的地方，太阳能也起着巨大作用4．第1题计算出人类每年活动所消耗的总能量，从而可估算出每