可再生能源杂志,能量的本质是什么
其一，物质的存在形式，也叫「物态」、组织结构，即有关成分组成物质的空间分布。物质的结构性参量，如：质量、电量、坐标、尺度、密度、弹性、硬度、粘度。
可再生能源杂志，能量的本质是什么？
我就纳闷了：有标V者，竟把能量说成是一种物质，莫非物理是跟体育老师学的？
能量，与质量、动量、电量、速度、温度、梯度...一样，只是反映物质属性的参量。
照其逻辑，能说动量、电量...是一种物质么？能说速度、温度...是一种物质么？
更有甚者，理论界竟有把“暗能量”与“暗物质”并置，真可谓稀里糊涂一锅粥。
不顾基本逻辑，不讲物理方程，不讲严谨自洽，如此的不管不顾，奢谈什么科普？
我心疼涉世不深的莘莘学子，你是国家的未来与希望，动动脑子，不要人云亦云。
本文，先讲能量的概念与分类，再讲物系的概念与分类，最后揭示能量的本质。
1【能量】与【物质】的区别先厘清一些概念。物理学的研究物质的存在形式与运动方式，这句话，有两个要点：
其一，物质的存在形式，也叫「物态」、组织结构，即有关成分组成物质的空间分布。物质的结构性参量，如：质量、电量、坐标、尺度、密度、弹性、硬度、粘度。
其二，物质的运动方式，也叫「规律」、动力学方程，即运动与受力的函数关系。物质的运动性参量，如：能量、动量、角动量、转动惯量、位移、作用力、周期。
显然，能量只是用来测量物质运动规模的物理量，不是一种独立的物质存在形式。
例如，电子是一种物质，电子动能是赋予电子的能量，不能说「动能」转为「电子」。
例如，电场是一种物质，电势能是赋予电场的能量，不能说「电势能」转为「电场」。
2「能量」与「能源」的区别两个术语都是外来语energy。构词分析：en=in(内含)，erg=work(功能)，y特性。意思：energy是物质含有特定功能的属性。
能源，是以震荡生产能量的物系。能量总要在空间以波动的方式传递。
物体能量的构成，包括自身携带的「固有势能」与「可变动能」，即：
E=Ep+Ek...(1)
固有势能（inner potential）是保证物质自我存在的能量，这部分能量，与质量相对应，是不可利用的那部分「内能」。
如，电子自旋势能Ep=m?c2=0.511MeV，只够电子以光速自转以实现自我成球。
固有势能是不可以作为能源来开发利用的，这也是不可能造出此类永动机的原因。
如，氢气(H?)燃烧后的产物(CO?+H?O)，不可以作为可再生的二次能源。
如，地球或磁铁的引力势能是所含亚原子维持独立的叠加效应，不可作为永动机能源。
可变动能（variable kinetic），是可利用或可增减的能量。可变动能有两种类型：
其一：零点参照系的高位势能（U?）
例如，天池的高水位势能，可变成水流动能。电池的高电位势能，可变成电流动能。
高位势能，总是面向零点参照系。即：假设零点参照系的势能为零（U?=0），其转化的动能表达式为：
△U=U?=Ek=?mv2...(2)
其二：外力做功引起的动能增量（△Ek）
根据热力学原理，一个物系，若被外力作功或加热(W)，则获得动能增量(△Ek)：
W=△Ek=?m△v2...(3)
此时的物系，要么还保持静止或匀直运动，物系内能有变；要么物系加速或减速运动。
由此可见，可变动能包括高位势能与增量动能，会改变微观或宏观状态。总之：
固有势能不是能源，是不可利用的能量；可变动能是能源，是可以利用的(±)能量。
这只是初步，下面更进一步。
3 物系的理解：狭义物系、广义物系物系(material system)，是动力学研究的具有特定物态的系统，有时也叫体系。
物系的对立面，即与物系相应相关的物系，叫环境(circumstances or surroundings)。
物系的范畴，涉及能量守恒与转换，涉及量子场效应，必须有精准的定义。
3.1 狭义物系，是不够严谨的
狭义物系(narrow system)，经常称为物体(body)，是不含附近空间的裸体对象。单说物体，有时是不够严谨的。
例如，不含大气层或者不含辐射带的地球，不含附近被激发场效应的电子或核子。
狭义物系或物体的总能量公式，写成：
物体总能量=固有势能+可变动能，可变动能=高位势能(△U)+动能增量(△Ek)：
E=Ep+Ek=Ep+△U+△Ek...(4)
E=mc2+?mv?2+?m△v?2...(5)
3.2 广义物系，涉及场效应
●广义物系的定义
物体或本体(proper body)不是赤裸裸的独个，它有自己的引力场与运动空间。
我们把一个实体及其附近的场空间，称为该实体的物质系统，简称「物系」，相比单一物体而言，也叫广义物系(wide system)。
例如，「地球系」是以地球为中心的连同大气层与辐射带与引力场在内的系统。地球引力场可以远到拉格朗日平衡点，离地约150万千米。
又如，「电子系」是以电子本体为中心的连同电子切向运动所扰动的场空间在内的系统。电子引力场空间可延伸到不处于主控地位为止。
●物系涉及的场效应
场效应(field effect)，特指实体运动因扰动附近真空场而激发场波动的现象。
场波动(field fluctuation)，主要有：引力波(因电子自旋)、电磁波(因电子进动)、机械波(大粒子震荡)、电流(因电子接力传动)、脑波(因细胞电荷簇震荡)。
根据热力学第一定律与光电效应原理，实体运动的平均动能，同时激发电磁辐射能：
?mv2=1.5kT=nhc/λ...(6)
k为玻尔兹曼常数，n=q/e=m/m?是电子电荷或电子质量的当量数，h是普朗克常数，λ是实体切向运动所激发的光子波长。
就「原子系」而言，既有核外电子与原子核，还有电子震荡激发的原子光谱。
单独考虑原子系的总能量(E)：既有亚原子的固有势能(Ep)，也有各自的可变动能(Ek)，还有各自激发的电磁辐射能(Eγ)：
E=Ep+Ek+Eγ...(7)
Ep=nm?c2+nm?c2+?m?c2...(8)
Ek=?nm?v?2+?nm?v?2+??m?v?2...(9)
Eγ=nhf?+1836nhf?+?1840hf?...(10)
深入研究发现，「核子系」的能量，包括核内电子的固有势能与它们以光速震荡的动能与共时激发的电磁辐射能。详见笔者文章下的《叠加原理及其应用(第2集)》。
4 能量的本质是电荷运动的「场效应」4.1 能量传递的基本原则
原则1：能量的转换或传递，不可以超距方式从一个实体传到另一个实体。
原则2：「物体」含「分子」含「原子」含「亚原子」含「电荷」。物体之间的相互作用，其实是电荷之间的相互作用。
原则3：电荷之间的相互作用，只能通过以借助「场空间」来承载并传递给对方电荷。
4.2 「电荷运动激发场效应」的完整表述
电荷的运动，扰动或挤压了场空间，进而激发场空间的波动，此称场效应。
场效应主要表现为：引力场效应(或引力波)、电磁场效应(或电磁波)、温度场效应(如机械波)、细胞电池场效应(如脑波)。
单一电子运动，激发「场量子效应」。场量子可分类为引力子、光量子、声子，它们都是传递能量的传播子(propagator)。
4.3 典型的场量子效应
其一：电子的光速自旋有南北极负压差，扰动了真空场，激发的「引力子效应」为：
Ep=m?c2=hc/λ?...(11)
其中，λ?=2.42×10?12m=2.42皮米，是引力子的初始波长，拓扑的引力子半径为
r?=λ?/2π=0.39皮米...(12)
其二：核外电子的切向震荡，挤压附近的场空间，激发的「光量子效应」为：
Ek=?m?v2=hc/λ...(13)
λ=2hc/m?v2...(14)
r=λ/2π=(hc/πm?)/v2...(15)
可见，光子半径与电子切向速度平方成反比，光子对电子速度非常敏感。
其三：大质量粒子的切向震荡(v)，其实是所含电子以伴随速度(v)，挤压温度场，激发的「声量子效应」为：
Ek=?nm?v2=nhc/λ...(16)
λ=2hc/m?v2...(17)
可见，声子波长(也是光子波长)只与大粒子切向速度有关，与其质量无关。
声子，是机械震荡的传播子或光子，属于机械波的「光学支」，而大粒子激元(exviton)对应的是「声学支」。
例如，空气传递声波的工作原理：分子之间的真空场距离很大，分子之间不可能直接碰撞，所含电子之间也不可能直接碰撞，而是通过电子激发场效应的声子或光子来传递分子动能。声学支的分子运动速度(v?)<<光学支的声子波动速度(v?=c)。
5 「电运动」与「场波动」互为因果电子电荷的切向运动，简称电运动。场效应波动传递，简称「场波动」或「场辐射」，二者之间共时关联、互为因果，即：
【电运动】?【场波动】
即，电运动可以激发场波动，反过来，场波动也可以激发电运动。
例如康普顿散射效应，用高频电磁波照射电子，电子加速运动，光子偏折而降频红移。
当高频电磁波路过太阳大气层(等离子晕环)附近时，会发生光线偏折，这是康普顿散射效应，与时空弯曲无关。
6 关于「宇宙能量的起源」这个话题，等同于「宇宙的起源」。以下谈谈个人意见，有以下几个要点。
6.1 哈勃常数的「类星体的退行性红移」可替换为「电磁波的熵增性红移」
由于类星体(quasar)释放的等离子体如自由电子(electron)，不可能一直以初速度(v?≈c)在深太空旅行若干亿年，而必然会渐渐减速，所激发的电磁波也会随之降频红移，因为它必然从高能态发散到真空场的低能态，服从熵增加原理。
类星体退行速度v(q)其实是自由电子的减速度v(q)。其常数H?(q)可替换为H?(e)，即：
把原常数：H?(q)=74km/s/Mpc
应替换为：H?(e)=74km/s/Mpc...(18)
有：H?(e)=3.76×1012Hz/Hz/Mpc...(19)
即，电子减速激发的光子频率，因光子波动每1Mpc(326万光年)而降频3.76万亿倍。换句话说，退行性或宇宙学红移皆不成立。
6.2 如果【熵增性红移】成立；那么宇宙就是固有的，「宇宙的起源」是无意义的。
其1，只有可观测宇宙才有意义。无穷大宇宙，既无法测量验证，也无法计算推理。
根据式(19)，若在月球背面建设的射电望远镜可接收并识别波长为千米级的电磁波，则可观测宇宙的半径大约是536亿光年。
其2，搞清可观测宇宙足以满足人类对「识破天机」的最大进取心与「最高福祉」。
可观测宇宙的成份，不外乎是两大类：
①形态大大小小的「高密度天体」，诸如：超新星或黑洞、磁星与脉冲星、大小恒星、大小行星、流星雨、星际物质，
但归根结底，都是作为基元粒子的电子的叠加产物。电子实体的内空间是最高密度的真空场，核子内部是次高密度的真空场、原子内部是较高密度的真空场，万物皆空。
②能密千差万别的「低密度真空」。黑洞附近有最高的低密度真空场，地球附近的大气层附近有较高的低密度真空场，地球辐射带有较低的低密度真空场，微波背景辐射带有极低的低密度真空场。
其3，实体内部的能密分布与实体外围的能密分布，具有共时关联的动态平衡的超对称关系。
总之，还是请大家深刻领会中国古代先贤的大智慧：色空亦空、四大皆空；聚则成器，散则成气。
（完）
华中科技大学中欧清洁与可再生能源学院？
今年的中欧能源学院是单独招生，之前的几年是华科的各个学院先招生，然后根据个人意愿选择是否来中欧能源学院，也就是说中欧能源学院是汇集了华科各个学院与能源相关的不同专业的研究生，例如能源学院，材料学院，光电，生科等。而且，有一点，中欧能源学院是接受专业调剂的，但是复试也有一定的难度，因为面试都是直接和外国人进行交流，最终结果也是由欧方老师决定的，所以中欧的复试对英语要求很高，如果有英语特长，比如口语很好，而且对能源领域有自己独到的想法，也许你就会受到欧方老师的青睐。 至于录取比例的话，我不是很清楚，你可以咨询中欧学院的教育中心负责人。奖学金方面都是全额奖学金，硕士第二年有申请出国实习3-6个月的机会，这个有公费也有自费，根据你的学业成绩和研究成果来决定。 就业方面，毕竟学院是中欧合办的，起点相对比较高，但是也因专业不同而有所区别，专业虽然统称为“新能源科学与工程”，但是分类包括：热动，机电，电气，生科，光电等。其中据我所知，就业最好的是电气和机电方向的，最难的是光电和生科，尤其是光电，因为这边的光电主要是光伏，也就是太阳能方向，而非光通信，电子之类的，如果没有很好的研究成果很难与那些博士生竞争（中欧读博的人很少，基本都是硕士直接找工作），毕竟博士生5、6年下来肯定在学术上有一定建树，文章和期刊也比硕士生有优势。当然，难只是相对的。这几年国家大力发展新能源，光伏企业也会一转这几年的颓势。总之，就业还是得看个人情况，相信自己努力就会有回报！
芬兰的支柱产业？
【森林工业】2010年产值占GDP的4.7%,占全部出口额的20.4%，约合107亿欧元，居世界第五。主要产品包括锯材、胶合板、纤维板、家具等木材加工品，纸浆及纸张产品。2010年，纸和纸板出口1114万吨，纸浆和废纸出口232万吨。斯道拉恩索（Stora Enso）、芬欧汇川（UPM）和M-real集团是前三大林业公司。斯道拉恩索是世界第一大纸箱和纸板生产商、第三大锯材生产商；芬欧汇川是世界最大的杂志纸、标签纸生产商和欧洲最大的胶合板生产商；M-real是欧洲领先的高质量纸张和纸板制造商。
【金属工业】2009年产值约320.4亿欧元，占GDP的18.7%，主要产品有钢、生铁、铜、镍、锌等，芬兰发明的闪烁炼铜炼镍技术全球领先。奥托昆普（Outokumpu）是领军企业，为全球四大不锈钢生产商之一，业内主要企业还包括全球领先的冶金和采矿加工技术与服务供应商奥图泰公司（Outotec）等。
【机械工业】2009年产值约147.2亿欧元，占GDP的8.6%，主要产品包括农业和林业机械、造纸机、电梯、起重设备、破冰船、船用设备等。业内大公司包括：美卓集团（Metso），世界最大的纸机生产商；通力公司（Kone），全球电梯和自动扶梯产业最大供应商之一；瓦锡兰公司（W?rtsil?），全球最大的船用柴油机和柴油发电机组制造商之一；科尼起重机公司（KCI），北欧最大的起重机制造商。
【互联网和信息通讯产业】作为芬经济支柱产业，其主要产品包括无线通讯设备、终端产品、通信网络设备、电子元器件和光纤电缆等，约占芬GDP的9%，其产品和服务出口量较大。诺基亚（Nokia）是旗舰企业，全球最大的手机设备制造商，也是网络运营设备、服务和解决方案的最大供应商之一，2010年占全球移动通信设备市场份额的32%，目前全球约有9亿人使用诺基亚手机。业内不少公司也在移动通讯技术和设备领域拥有一定优势，如Benefon公司主要生产GSM+GPS移动定位通讯设备，拥有世界领先的手机定位技术等。
【能源环保产业】芬兰在能源效率、洁净工艺、水资源保护、废物管理和环境监测等方面技术全球领先。在生物能源和热电联产领域，芬兰技术为世界最高水平，目前芬兰可再生能源占其能源总消费量的22%-25%，居世界前列。普泽技术公司（Puzair）的垃圾分类运输、中央吸尘等系统均占据同类技术和市场全球领先地位。维萨拉公司（Vaisala）的温度和湿度传感器技术世界领先。
【化学工业】2009年产值约172.6亿欧元，占GDP的8.2%，主要产品有石油化工产品、纸化工产品、塑料及橡胶制品、涂料等，约40%产品用于出口，占芬兰出口总额12%。凯米拉集团（Kemira）是世界化工领域的知名企业，从事精细化工品生产、研发及应用，其纸浆及造纸、水处理及特殊工业化学品业务均居世界领先地位。耐斯特公司（Neste Oil Corporation）开发的NExBTL技术利用植物油和动物脂肪等可再生原料生产柴油，能有效减少汽车废气排放，该工艺获2006年芬兰化工联合会创新奖。
【食品工业】2009年产值约104.3亿欧元，占GDP的6.1%，主要产品包括肉制品、奶制品、啤酒饮料、巧克力、点心等。芬兰食品工业讲究绿色无污染，是欧洲功能性食品的先锋，维利奥公司（Valio）生产的不含乳糖牛奶，能减少腹泻的发生；莱泰祥公司（Raisio）开发的Benecol人造黄油，可有效降低胆固醇，自1995年推出以来畅销欧洲。
德州学院怎么样？
德州学院是一所山东省的综合性普通公办本科院校，始建于1971年5月。2000年3月由教育部批准为普通本科院校。学校座落在素有“神京门户”和“九达天衢”之称的德州市，东临京福高速公路，西近京沪铁路干线和104国道，交通便捷，环境幽雅。2006年顺利通过了教育部本科教学工作水平评估，学校的本科教学工作得到了教育部专家组的充分肯定。
德州学院
学校现有50个本科专业，专业设置涵盖了经济学、法学、教育学、文学、历史学、理学、工学、农学、医学和管理学等十大学科门类，形成了以文、理科为主，多学科相互渗透、协调发展的专业结构和以本科教育为主、兼办专科教育的办学层次。现有全日制本、专科在校生17884人，其中本科生14652人。2009年被确定为山东省硕士研究生联合培养基地，并挂靠山东师范大学招收中国现当代文学、原子和分子物理两个专业研究生。
学校现有教职工1711人。专任教师1160人，其中教授74人，副教授393人，已经取得硕士以上学位教师585人，其中取得博士学位教师128人。教师队伍的年龄结构、职称结构、学历结构合理，有较强的教学、科研能力和良好的学术风气。教师爱岗敬业，治学严谨，教学和科研工作取得了丰硕成果。有13人获得曾宪梓教育基金会优秀教师奖，2人荣获省级教学名师称号，17人获得省级以上优秀教师称号，9人为市级有突出贡献中青年专家，市级优秀教师及优秀教育工作者28人。学校还聘有中国科学院、北京大学、清华大学等国内著名学术机构和高等院校兼职教授128人，其中院士3人。
德州学院
学校占地1970余亩，现有建筑面积66万平方米，教学设备总值10681万元，馆藏图书181万册。建有各类实验室138个、语音室14个、多媒体教室80个，生物物理实验室为山东省高校重点实验室；建有设备先进的电视教学编辑制作系统、电视演播室及新闻中心；学校网络中心是山东省教育科研计算机网的五个分中心之一。教学楼、实验楼、办公楼、图书馆、学生公寓设施齐全。优良的办学条件和浓厚的文化氛围为学生提供了充分展现才智、历练成才的广阔空间。
建校以来，德州学院在科学研究方面取得了重要成就，已成为区域知识创新和科技创新的重要基地。现有科研所（室）47个，近几年来，学院承担和参与各级各类科研课题663项，其中国家级12项，省部级81项，共发表论文6800余篇，SCI、EI、ISTP、A&HCI、CSSCI等收录418篇，出版著作136部。获各级各类科研成果奖833项，其中省部级以上18项，基础研究在许多方面取得重大突破，应用研究具有较强的综合研究开发能力，其中在中国现当代文学、地域文化研究、生物物理、有机化学、生物科学技术、可再生能源等领域有较大学术影响。申请和授权中国发明和中国实用新型专利30余项。
学校十分重视国际交流与合作，面向世界，开放办学。已与美国、英国、加拿大、澳大利亚、俄罗斯、法国等国家20多所大学建立了友好校际关系，并开展了合作办学、互派教师与留学生、合作科研等实质性合作，学校可面向各国招收留学生到本校学习汉语和其它专业课程。每年有十几位外籍教师在德州学院任教，每年派出教师到英国、美国、加拿大进修、访问或合作研究。经省级主管部门批准，德州学院与俄罗斯符拉迪沃斯托克国立经济与服务大学开展艺术设计、国际经济与贸易，与俄罗斯别尔哥罗德大学开展生物技术及应用专业合作办学，与美国底特律大学开展机械制造与自动化专业合作办学、与澳大利亚埃迪斯·科文大学开展计算机应用技术、护理专业的合作办学，已培养了大批具有国际化视野的人才。
德州学院学校牢固树立教学中心地位，重视教学管理、教学建设，教学质量和办学水平不断提高。自举办本科教育以来，本科毕业生全国大学英语四六级考试累计通过率、考研录取率、一次性就业率一直保持在较高水平，得到了社会和广大考生的认同。近几年来，共承担省部级教改立项47项，建成省级特色专业2个，省级精品课程7门，获得高等教育
校训石省级教学成果奖10余项。自2007年以来，德州学院的大学生在全国大学生科技文化竞赛中取得优异成绩，获得全国一、二、三等奖和优秀奖等32项。其中国家一等奖5项，特别是在有清华大学等全国知名高校参加的全国首届大学生节能减排社会实践与科技竞赛中，德州学院代表队取得了国家级一等奖的好成绩，成为山东省高等院校中唯一获此殊荣的学校。在全国大学生科技文化竞赛中获得省级奖励330余项。德州学院每年都有部分本科毕业生被清华大学、北京大学、中国人民大学等著名高校录取为硕士研究生，已有部分学生考取了博士研究生，充分展示了该校学生良好的素质和学风。2010年毕业生考研上线人数1541人，占本科毕业生总数的36.80%。
科学家创造的新型太阳能液流电池是怎样的？
用太阳能电池板从太阳中获取能量只是事情的一半 --这些能量需要储存在某个地方供以后使用。在液流电池的情况下，存储被归结为大桶的液体。现在，由威斯康星大学麦迪逊分校科学家领导的一个国际团队创造了一种新型太阳能液流电池，它高效且持久。
为了制造这种新设备，该团队结合了几种现有技术。这是一种硅/过氧化物串联太阳能电池，搭配氧化还原流电池，该团队表示，这将使人们能够在一个设备中采集和存储可再生能源。它不仅效率高，而且价格便宜，简单，可以推广到家庭使用。
等式中的能量收集部分将长期处于行业领先地位的材料--硅与一种很有前途的年轻新兴材料--过氧化物结合起来。事实证明，这些串联的太阳能电池比单独使用任何一种材料都要好，因为这两种材料能捕获不同波长的光。
对于存储，该团队转向了液流电池。传统上，这些设备包含两种液体，分别装在不同的罐子里，作为电解质。来自太阳能电池的电力为其中一种液体充电，使其或多或少可以无限期地放置在那里。当需要电力时，这两种液体在中间的容器中相互作用，产生化学反应，从而产生电力。
该团队使用理论建模方法来确定哪些化学品将在理想的电压下工作，以实现效率最大化。他们确定了两种溶解在海水中的有机化合物，用最终的物理装置进行测试，证实了这是一种很好的匹配。
该团队记录了20%的效率，这与最好的效率是一致的。该装置能够在数百个小时和充放电周期内保持高效率和大部分容量。这使它的寿命比其他液流电池要长得多，因为后者的酸性电解质往往会腐蚀储罐。
“这就是20%的效率，任何时候都可以，”这项研究的首席研究员宋金说。“你可以在白天立即使用太阳能电力，并获得20%的效率，或者你可以在晚上从存储中使用，并获得20%的效率。”
该团队计划继续开发太阳能液流电池，以提高效率，降低成本，并研究如何将其推广到实际大规模使用。
该研究发表在《自然-材料》杂志上。
发布于 2023-07-03 21:16:02