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1、 熵与能源环境的关系“熵”这个源于热机的物理学概念，已经无孔不入的渗透到人类生活的各个层面，而近代社会中能源问题作为人类经济和社会发展的拦路虎，其重要性与迫切性已越来越重要的突显出来，同时也受到人类社会的高度重视，节约能源与保护环境已成为出现频率极高的两个词语，而其中仍蕴涵着“熵”的问题。熵”无处不有，一桶水，一块铁，任何宏观物质都有熵，熵也可以在过程中和产生和传递。摩托车在大街上急驰而过喷出股股的青烟，它污染了环境，也产生了熵；美英联军大规模对伊拉克的空中打击，摧毁了大量建筑和各种设施，死伤众生，战争这个怪物使熵得到急剧的增加。全世界人民对科学技术的进步无不发出几声惊叹，殊不知，战火升腾起来
2、的巨量的熵，都将给每个人分发一份灾难。自古以来，总有人眷恋着人生，希望能找到一种长生不老或返老还童的“仙丹”，但“熵”的规律总逼着我们由童年走向青年，壮年，走向衰老，走向死亡，这是一切生物都无法抗拒的安排，我们只能延缓这个过程，推行劳逸结合，修心养性，来抑制“熵”的催促，延缓衰老的过程。综上所述，好像总有一只无形的大手在控制着我们周围的一切，那是什么呢？物理学的发展告诉我们那就是“熵增加原理”。 “熵”增加就是意味着系统的能从数量上讲虽然守恒，但是“品质”却越来越差，越来越不中用，被用来做功的可能性越来越小，不可用程度越来越高，这个就是能量的“退化”。例如：汽车的轮子与地面摩擦生热的过程是增加
3、熵的过程，摩擦的机械运动变成分子的热运动，机械能变成了热能，虽然能量守恒，但是要让热能做功，再完全自动地变成机械能却无此可能。显然，热能的“品质”要比机械能差，热能的不可用程度要比机械能高，熵的增加意味着能量在“质”的方面发生了“退化”。所以熵和不可用能关系十分密切。而“能源”的本质是指能量的来源。例如：太阳辐射到地球表面上的能量，就是人类使用能量的主要能源。“能源”的第二层含义是能量资源。例如：存在于自然界中的煤，石油，天然气等化石燃料，铀，钍等核燃料，以及生物体等都属于能源；由这些物质加工而成的焦碳，煤气，液化气，煤油，电，沼气等也是能源，前者以现存的形式存在于自然界中，为一次能源，后者为
4、一次能源直接或者间接转换而来的人工能源，为二次能源。能源是人类生活和生产资料的来源，是人类社会和经济发展的物质基础。随着科学的进步，经济的发展，以及人口的增长，人们已经开始认识到能源是有限的，如果不高度重视，能源枯竭问题将会出现，那后果将不堪设想。能（能源）和熵，从这两个概念的建立到上个世纪初，人们相信能源在经济和社会发展中的重要作用，能量主宰了宇宙中的一切。但是随着时代的发展，熵概念的重要性越来越突显出来了。人们越来越多的把它和无效能量，混乱度，废物，污染联系在一起，认识到了熵的重要意义。于是有了一个形象的比喻：在宇宙这个自然过程的庞大工厂里，能量仅仅是充当了“薄记员”，它记载了收支的平衡，
5、而“熵”起着“经理”的作用，它规定了整个企业的经营方式和经营方法，也就是说能量仅仅表达了宇宙中的一种守恒关系，而熵决定了宇宙该向何处去，而不再“能量”是主人，“熵”是影子了。熵的增加就意味着有效能量的减少。每当自然界发生任何事情，一定的能量就被转化成了不能再做功的无效能量。被转化成了无效状态的能量构成了我们所说的污染。许多人以为污染是生产的副产品，但实际上它只是世界上转化成无效能量的全部有效能量的总和。耗散了的能量就是污染。既然根据热力学第一定律，能量既不能被产生又不能被消灭，而根据热力学第二定律，能量只能沿着一个方向即耗散的方向转化，那么污染就是熵的同义词。它是某一系统中存在的一定单位的无效
6、能量。自人类开辟工业化发展道路以来，直至今日，能源危机和气候变化已成为困扰人类的两大难题。传统工业化道路主要以煤炭、石油、铀等非再生资源为发展条件，主要发达国家已经完成了工业化历程，而包括中国、印度等发展中国家在内的数十亿人口正在踏上工业化进程，人类一直依赖的能源环境现在却面临枯竭。传统工业化道路也带来全球气候异常和生态平衡遭破坏的危机，海平面上升、臭氧层空洞、空气污染、极端天气现象等，都是其负面效应的体现。现代化的先进、繁荣以加剧能源危机和气候危机为代价，本以为可充分享受工业化便利的个人，也越来越多地受现代社会带来的环境污染、身体受损、精神负担的困扰。用热力学第二定律（熵定律）的观点来说，人
7、类社会发展是以加快熵值增加为代价的。熵定律的提出，无疑也是向鼓吹无止境经济增长的传统经济学提出了挑战。这样的经济学的一个基本前提，或者说一个基本错觉，就是人们在生产而不是找到能源和物资。事实上能源和物资是一项资本，一项并不是人们生产出来的，而是地球所赋予的、不可替代的有限资本。正如作者所指出的，由于经济的快速增长以及人们对科学技术的崇拜和放纵，世界非再生的能源和物质材料的耗散实际上在加速增大，两者的熵正提高到了一个非常危险的水平。能源对人类发展的巨大贡献是显而易见的，但是也并不仅仅如此。它也已经和正在给人类带来了许多麻烦。主要是由于能源（主要是占总量的百分八十的化石能源）的利用造成的日益严重的
8、环境污染。在人类利用能源的初期，能源的使用量及范围有限。加上当时科学技术不是很发达，对环境的损害较小。又由于环境的恶化是积累性的，只有较长时间的积累，才能觉察到它明显的变化，在这个过程中环境的改变并没有引起人类的特别注意，因此环境保护意识不强。然而随着工业的迅猛发展和人民生活水平的提高，能源消耗量越来越大，由于能源的不合理开发利用，致使环境污染也日趋严重。目前全世界每年向大气中排放的几十甚至是几百亿吨的 CO2，SO2 粉尘及其它有害气体，这些排放物都主要与能源的利用有关。它给人类带来的后果是：由于 CO2 等所产生的“温室效应”使地球变暖，全球性气候异常，海平面上升，自然灾害增多；随着 SO
9、2 排放的增加，酸雨越来越严重，使得生态遭到破坏，农业减产，氯，氟烃类的化合物的排放使大气臭氧层遭到破坏，加之大量粉尘的排放，使癌症发病率增加，严重威胁人类的健康。必须指出，目前全球性的环境恶化，主要是发达国家在其实现工业化的道路上，利用当世世界上廉价的资源（包括能源），不顾后果地向全球疯狂索取，并排放大量污染物积累的结果。直到现在发达国家仍然是世界上有限资源的消费者和 CO2 等有害气体的主要排放者，其排放量占全球总量的四分之三，他们对世界环境的恶化应负主要的责任。而在我国以煤、碳为主的能源结构面临两个突出的问题：首先是以煤为主的能源供应意味着较低的能源效率，另一个所要面临的就是环境污染问题
10、。由于我国中小型企业多，技术工艺很落后，大量烟尘及有害气体未经处理就直接排放到了大气中，有关研究报告指出，我国排入大气的烟尘百分之九十的 SO2 和百分之八十五的 CO2 均来自煤。因此直接燃烧是我国大气污染的主要原因。能源的利用，使人类的物质生活不断的得到改善，但却逐渐恶化了自己的生存环境，人类在谋求持续发展的过程中必须解决这一矛盾。那么熵与环境保护有什么样的关系呢？ 流通过程，需要各种运输工具和机械，你看那大街上，人来人往多热闹，车辆何其多，扬尘土，吐毒雾，嘈杂扰人心，熵增知多少，流通过程也是一熵增过程！消费过程，食物经消化变成排泄物；各种生活消费品，用旧了，用坏了，最终都扔进了垃圾箱，垃
11、圾厂。夏天，喝完汽水，金属瓶盖往地下一扔，久而久之，生锈了，金属分散了，熵增了，全世界 50 亿人，每人平均扔一个瓶盖，就要浪费掉多少金属，增加多少熵！消费过程是彻头彻尾的熵增过程，要满足消费就要发展生产，发展经济，经济腾飞，生活腾飞，熵也腾飞！那么熵增带给我们的是什么呢？研究表明那就是环境污染。因为人类不断的消耗了大量的能源，能源的数量在不断的减少，而平均分布在环境中的无用物，污染物，废物的数量在不断的增加，致使环境在不断的恶化。电冰箱生产中“氟里昂的泄露”破坏了大气的臭氧层，大气便阻挡不了太阳紫外线对人类的伤害，使皮肤病患者数量在不断的增加，古怪病的出现，追其病根无不与环境污染有密切的关系
12、，诸如非洲大面积严重的干旱，灾民遍野，孟加拉的飓风，致使数千人的丧生，与熵增有着密切的关系。可见，能源的不合理开发和利用，人类经济生活增加了熵，恶化了环境，危害了人类。 熵定律正在成为一种新的世界观，它为人类规范了一道行为界线，我们无法逆转熵的方向，就像无法逆转时间一样，但是可以减缓熵增加的速度和过程，通过我们对自身的生活方式和行为模式的调整与约束，通过科学技术和社会观念的不断进步，来减缓有效资源和有效能量的耗散速度。随着科学技术的不断进步，人类社会的经济水平快速的增长，能源消耗也同时在更加快速的增长，带来的是人类生存的环境在不断的恶化，人类要发展，要进步，就必须正确的认识熵、能与环境保护之间的关系，在可持续发展战略的基础上合理的开发和使用能源，从而保护我们的环境、我们的地球，那样人类的明天才会更加的美好！
