緒論

一、能源

（一）能源與能量

“能源”的本質是指能量的來源。例如：輻射到地球表面上的太陽光，就是地球上許多能量的主要來源?！澳茉础钡牡诙雍x是能量資源。例如：存在于自然界中的煤、石油、天然氣等化石燃料，鈾、釷等核燃料，以及生物質、風力、太陽能、潮汐等都屬于能源；由這些物質加工而成的焦炭、煤氣、液化氣、煤油、電、沼氣等也是能源，前者是自然存在或由自然界經過長期演化而形成的，為一次能源，后者則是由一次能源直接或者間接轉換而來的人工能源，為二次能源。

能源的實質就是物質與能量的轉化，受三條物理學定律的支配：①物質守恒定律：物質可以從一種形式轉化成為另一種形式，但它既不能創(chuàng)造也不能消滅。②能量守恒定律：能量既不會憑空產生，也不會憑空消失，它只能從一種形式轉化為另一種形式，或者從一個物體轉移到另一個物體，在轉化或轉移的過程中其總量不變。③熵（entropy）增加原理{熵（讀sh　ng），是反映物質內部狀態(tài)的一個物理量，它反映的是系統(tǒng)無序的程度（熵越大，系統(tǒng)越無序）。熵的概念由魯道夫?克勞修斯（RudolfClausius）在1850年首次提出，并應用在熱力學中，通常用符號S表示熵，單位為J/（mol?K）或kJ/（kmol?K）。目前熵在系統(tǒng)科學、控制論、概率論、數論、天體物理、生命科學、社會學等領域都有重要應用，在不同的學科中有更為具體的定義。熵增加原理則是根據熱力學第二定律推導出來的熱傳導的不可逆過程。熵的增加，表明能量從一個較高的集中程度轉化到一個較低的集中程度，這個過程需要做功，也意味著能量水平的降低，一定的能量就被轉化成了不能再做功的無效能量。熵增加的幅度越小，說明能量損失越小，效率越高。物體不斷與外界交換物質與能量的實質是為了減緩內部熵值的增加。}：人類利用能源的過程，實際上是一個能量的轉化過程，集中表現(xiàn)在能源系統(tǒng)中熵值的急劇增加。而熵值增加意味著系統(tǒng)的能量從數量上來講雖然守恒，“品質”卻越來越差，可用于做功的程度越來越低，就是能量的“退化”，從宏觀上看，就是所謂的“能源枯竭”。同時，被轉化成了無效狀態(tài)的能量就構成了我們所說的污染。許多人以為污染是生產的副產品，但實際上它只是世界上轉化成無效能量的全部有效能量的總和。耗散了的能量就是污染。既然根據熱力學第一定律，能量既不能被產生也不能被消滅，而根據熱力學第二定律，能量只能沿著一個方向（即耗散的方向）轉化，那么環(huán)境污染、廢棄物排放就是熵的同義詞。