关于通过反温室效应达到降低夏天室内温度降低城市或新型空间站能源消耗及空间站的简单分析

来源 :科技风 | 被引量 : 0次 | 上传用户:mdehuh
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  摘 要:温室效应对城市能源的消耗和地球生态环境产生了很大影响。反温室效应会抵消部分温室效应的影响,从研究黑体与非理想黑体辐射本领和材料对不同频率的光的反射率不同的分析,建立热力学方程。圆筒结构的空间站的运行及其对人类适宜性分析,由一系列物理研究方法找到解决近期和未来能源环境问题的方法模型。
  关键词:反温室效应;反射率;黑体;辐射本领;热力学;空间站
  目前地球环境急剧恶化,社会各阶层都在倡导绿色出行防止全球变暖。全球环境问题主要有全球气候变暖,臭氧层的消耗与破坏,生物多样性减少,酸雨蔓延,土地锐减,森林荒漠化等问题。目前除了节能减排,太阳能聚热发电等并不那么实用高效的办法,没有其他更好的办法。此课题意在短期内通过新型材料对辐射的吸收与反射来抵消部分温室效应并在未来实现空间站构型创建第二家园。
  温室效应,又称“花房效应”,是大气保温效应的俗称。温室效应的定义是:温室效应是指透射阳光的密闭空间由于与外界缺乏热交换而形成的保温效应,就是太阳发出的短波辐射可以透过大气射入地面,而地面增暖后放出的长波辐射却被大气中的二氧化碳等物质所吸收,从而产生大气变暖的效应。大气中的二氧化碳就像一层厚厚的玻璃,使地球变成了一个大暖房。如果没有大气,地表平均温度就会下降到-23℃,而实际地表平均温度为15℃,这就是说温室效应使地表温度提高38℃。大气中的二氧化碳浓度增加,阻止地球热量的散失,使地球发生可感觉到的气温升高,这就是有名的“温室效应”。
  我们先考虑一种类似模型,半径为R1的球体内有供能装置,使之成为高温热源。在球体之外包着导热的匀质球壳层A,它的内半径为R1,外半径为R2,导热系数处处相同,为常量k。球壳层外是另一均匀热介质。当达到稳定的热传导时,内球温度恒为T1,球壳层A外的温度恒为T2,且T2﹤T1 则由热传导公式为dQ = -k(dTdz)dSdt ,其中z是内球或球壳层中任意处的半径,即为
  其中t为时间;S为垂直于径向的横截面积。因此单位时间通过A中任一半径为r的球面S1的热量为
  又达到稳定时,dQ/dT与r无关,将上式做数学变换可导出其单位时间内应提供的热量与(T1-T2)正相关。
  研究人员历时五年之久,通过对长期平均状态的分析,得出了支撑地球适合人类生活的关键要素。研究第一作者、澳大利亚国立大学和斯德哥尔摩修复中心教授威尔·斯蒂芬(Will Steffen)说:“自1950年以來,经济进入高速发展期,资源大量利用,污染急剧增加,速度不断上升,且没有放缓迹象。人类的活动还破坏了土地以及新鲜水源的供给,土质逐渐退化,成千上万的野生动物和顶端食肉动物走向灭亡,海洋生态系统平衡因过度捕捞而破坏。”
  无论如何,虽然科技带来了这么多环境问题,但如果往乐观方面去想,以现在科技发展的速度,我们完全有能力不久的将来在地球之外的宇宙空间上建造一个巨大的绿色生态社和人类居住的空间站。而反温室效应也同样可用与此,我们可以这样构想空间站,使其内部可以保留空气。
  我们可以在地球之外建立一个巨大的圆筒形的空间站,半径为r,绕轴线旋转的角速度为ω,这样其离心力便可以模拟重力,也可以有空气存于空间站中。不过既然要适宜人类生活,平衡人体内压强,所以要求大气压的不同,这样需要通过改变角速度来实现,若要求在轴线处大气压为p0,在边缘处大气压为p1,并使空间站中温度恒定为T。
  而空间站的能源又是一大问题,怎样可以既长久高效的驱动太空站运转又能保护空间站延长寿命?太阳能无疑是一个很好的能源,所以可以造一个太阳能收集面板来收集能量驱动空间站体运转,一方面要在空间站的其他表面涂抹新型材料反温室效应并且防止太阳风等太阳活动对船体的破坏,这样才能极大效率的运用如此高昂的空间站。
  综上所述,理论上确实可以通过新材料对不同频率光的反射率不同实现反温室效应使城市能源消耗降低,并可通过控制物理结构实现空间站的运行。
  参考文献:
  [1]舒幼生.物理学难题集萃.中国科学技术大学出版社.
  [2]百度文献.
  [3]李椿.《热学》第二版,高等教育出版社.
其他文献
介绍了美国伊利诺伊大学电气及计算机工程系开发的Power World电力系统仿真可视化软件包。Power World能可直观形象地显示电力系统的运行情况。用户可以建立、更改各种电力系统模型及参数,用鼠标点击图标或菜单在仿真器中进行各种操作,从而对模型进行潮流分析、故障分析、及经济运行分析等。在继电保护实验教学中运用Power World中以已有的IEEE14母线模型建立电力系统仿真实例,测量输电线
以双鸭山煤矿电厂粉煤灰为原料,研究了在不同的碱度、液固比、晶化温度和胶凝温度条件下的水热法合成4A沸石的过程,并进行了实验结果和各种合成因素的分析,采用X射线衍射仪对
介绍了陈列柜的自动化改造方法,使之更有利于教学。
从大学化学实验教学出发,着重分析讨论了学生在实验课中表现出来的不足,并讨论了实验教学中存在的问题。在化学实验教学的改革中,这些存在的问题应引起教育工作者进一步思考。  实验教学 大学化学 教学改革  化学是一门以实验为基础的学科,许多理论和定理都是从实验中发现并归纳出来的。同时,化学许多理论上的应用、评价也依赖于实验的探索和检验。再者,化学实验教学由于自身的优势,在培养学生动手操作能力,激发学生的
基于某新型无游梁长冲程抽油机结构,以罗克韦尔自动化公司的系统级变频器产品Power-Flex700S作为主控与驱动设备,结合教学实验的需要,完成了基于DriveLogix的新型长冲程抽油
改革是声乐教学永恒的主题,也是声乐教学的生命和灵魂。本文以创新性、素质性、多元性、实用性为四大理论视角,对目前我国各级各类学校的声乐教学改革,进行了全方位、系列化、深
[摘要] 以物理实验为中心,开设创新性实验,是我们《医学物理学》课程教学改革的一项重要内容。实践证明,创新性实验促进了学生的学习积极性,使学生掌握了文献查阅方法,培养了学生的基本操作技能﹑严谨的实验作风和扎实的研究基础。增强了学生的独立思考意识,培养了大学生的创新能力。   [关键词] 物理实验 创新性实验 教学改革 创新能力  我国《高等教育法》中提出要把培养大学生“创新精神和实践能力”作为主