題:
全球變暖-人類為什麼不收集熱量(熱能)並將其轉化為電能或發送到太空?
Martin Eckleben
2020-01-09 22:35:52 UTC
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為什麼人類不“收集”熱能(必須採取某種方式:熱耦合,繞過化學能而繞行,無論如何),然後將其集中在一個點上,然後將其轉變為電能(就像蒸汽輪機一樣)或至少將其輻射到太空?

可以購買家用熱交換器,在冬季,熱交換器像電冰箱一樣用於加熱,而在夏季則不像電冰箱那樣用於製冷。在有些太陽能農場中,陽光在熱交換器處被重新引導以產生蒸汽來發電。為什麼一個人會把能量散發到太空中(除了電視和廣播總是如此)?
@CrossRoads至少要擺脫它-解決全球變暖-如果無法使用它。如果是這樣-甚至更好!換熱器是否可能需要更多的能量,而不是通過將熱量捆綁並將其發送到渦輪機而產生的能量?
@ebv One可能還可以將其存儲在諸如Energy Vault之類的大石頭電池中,即“與太陽能發電相比”,它與發電無關,即擺脫大氣中過量的熱能以阻止全球變暖。為此,將其轉換為電能會消除大氣中的能量並解決全球變暖問題嗎? :)
一種方法是將所有物體塗成白色,以反射不斷返回太空的太陽能。但是然後我們需要擺脫造成能量滯留的溫室氣體。閱讀本文https://www.wri.org/blog/2018/03/taking-greenhouse-gases-sky-7 -關於碳清除的知識,並在Google上搜索其他“清除溫室氣體”的文章。
效率更高且不產生二氧化碳的發電廠似乎是不向大氣中釋放更多溫室氣體的另一種方法https://www.netpower.com/technology/電廠視頻-這是一種有趣的方法,可以將碳轉化為天然氣又變成了岩石! https://www.youtube.com/watch?v=1zDZmIDbDO0
回复:“有史以來最愚蠢的事情”,不,有很多愚蠢的事情已經被問到了。就像您暗示的那樣,即使沒有,每個人所學的一切都是在他們生命中的某一天學會的。今天是您解決這個問題的日子。回复:“一定有辦法”-**科學已經知道如何解決全球變暖問題。有一種方法。**沒有*在不大規模改變能源政策的情況下解決問題的方法*。政府缺乏實施解決方案的第一步的意願。不幸的是,這種無所作為的受害者將是你這一代。
@EricLippert好吧,當然可以做一些事情來冷卻全球環境。我們只需要確保選擇哪種治療方法或多種治療方法的組合即可:確保治癒的方法不會比疾病更嚴重。離開油冷的火雞肯定會導致比解決的問題更多的問題。
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@EricLippert“政府甚至缺乏實施解決方案的第一步的意願。”因為他們想再次當選,而選民不喜歡獲得更高的能源費用以補償額外的費用。
[為什麼氣候變化辯論如此頻繁地歸結為是否是由於人類活動造成的?](https://politics.stackexchange.com/questions/25871/why-is-the-climate-change-debate-人們是否會造成氣候變化的問題很重要,因為對許多人來說,回答“否”將消除採取行動的必要性,並且即使答案是“是”,它也有助於確定“誰應該付款”。”
@Mazura,的思維定式是:“如果我們不引起氣候變化,我們將無能為力以影響自然界的自然氣候變化”,這不僅消除了採取行動的必要性,而且消除了人們對所有事情都可以做的信念。因此,這不僅成為我們沒有積極做的事情,而且還成為我們沒有積極做任何事情來解決它的事情,因此我們繼續保持懶惰,只是看著世界在燃燒。這促使人們通常甚至不嘗試做事,這就是IMO如此受歡迎的原因。
“愚蠢”和“無知”之間有區別。 “愚蠢”要么什麼都不學,要么什麼都不學,但是無知只是缺乏信息。問這個問題是承認無知而不是愚蠢,因為您正試圖獲取更多信息以遏制您的無知。每個人都不了解某件事,因為沒人知道所有事情。
*有沒有一種收集熱量並將其傳遞到太空的方法?*-否則,這屬於政治,否則此註釋線程將永遠不會結束。
@computercarguy:當然,還有第三種選擇,拒絕。儘管愚蠢的人不會學習(或不會打擾),但拒絕會拒絕學習,因為學習的後果可能會帶來不便。
@jamesqf,,您怎麼認為拒絕拒絕不是“愚蠢”的一部分?我將拒絕學習作為“愚蠢”定義的一部分。我同意否認與“無法學習”所需要的心態不同,但它會導致同一件事,通常會帶來更嚴重的後果,因為他們試圖說服人們他們的否認是正確的。但是,這與原始問題的主題相去甚遠。
@computercarguy:我認為必須加以區別,因為世界上有太多本來聰明的人從事各種事情的否認,這一點很重要。
@jamesqf,智能和智能是兩個不同的東西。一個人可以擁有很高的智商,但對現實的把握卻微不足道。我們都遇到了真正了解他們專門研究的主題的人,但是然後講了關於其他主題的最愚蠢的話。其中一些人甚至會認為自己是對的,因為他們在所選擇的專業領域很聰明,卻沒有意識到這並不能轉化為其他主題,也有他們沒有意識到的盲點。大爆炸理論的謝爾登浮現在腦海。同時非常聰明和愚蠢。
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@jamesqf,您可能不了解謝爾頓是誰,這可以通過不看《大爆炸理論》而簡單的無知來解釋。否認仍然是“不會學習”的一種形式。另外,這與原始主題相距遙遠。
@computercarguy:我要說的是更加否認,因為我已經做出了不看電視的刻意選擇。儘管它可能偏離了軌道,但我仍然認為這很有趣。
十一 答案:
jamesqf
2020-01-10 00:48:39 UTC
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您的中學物理也許還沒有熱力學。其中的三個定律可以概括為:1)你贏不了; 2)你甚至不能收支平衡; 3)您不能離開遊戲。

這裡的關鍵點是,熱機實際上並不依靠熱量工作,而是根據溫差工作。因此,您無法真正“收集”熱量並將其轉化為其他形式的能量,因為您需要一個較冷的地方將熱量傳遞到該處,以便將熱量轉換為電能。這就是為什麼發電廠通常位於海洋,湖泊或河流旁,以便將水用作發電機的冷面的原因。 (還有那些沒有大型冷卻塔的建築物,為了利用空氣。)

當您四處走動時,例如使用用於家庭供暖和製冷的熱泵,您總是使用一些額外的能量從一個地方或另一個地方“吸收”熱量。如果您正在取暖,您會將一些熱量從外面的地面轉移到您的房屋,但是最終結果是,地面+房屋的系統會變熱,因為用於泵的電能會變熱。

WRT將熱量傳回太空,這實際上是全球變暖的原因。大氣中的二氧化碳充當絕緣毯,防止太陽的某些熱量散發回太空。通過增加大氣中的二氧化碳含量,我們增加了毯子的厚度,從而使地球變暖。

有關您的評論的答案,請參見下文。
因此,您和Michaels的第一要點是“收集”熱量不起作用。那就是我想像的:)正如您所說的,TEG在溫度通量方面的工作。但是通過可逆的吸熱/放熱化學反應可能不可能嗎?也許我們所擁有的東西像水到氫然後再返回?
有一種方法可以將水而非氫轉化為氫,而碳氫化合物是氫的化合物,植物可以做到這一點。碳氫化合物確實可以轉化為水,這是我們燃燒時發生的。不幸的是,這也會產生二氧化碳。植物利用陽光在稱為光合作用的過程中產生氫化合物。
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@Martin Eckleben:化學反應要遵循相同的熱力學定律。 (解釋起來更加複雜。)吸熱化學反應必須由某種能源驅動。它們可能與使用陽光進行光合作用將CO2和H2O轉化為碳氫化合物和碳水化合物一樣,將能量存儲在反應的最終產物中。但是,當您去提取這種能量時,比如說燃燒柴火,您永遠都不會收回100%的能量。
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@EricLippert當您說我們有一個從大氣中提取CO2並以此作為燃料的設備時,我首先想到的是您所指的設備是一棵樹。 - 哈哈
這只是一個很好的答案:實際上,大氣層就是利用多餘的熱能來做的-它產生更多的機械能(風)和更惡劣的天氣,然後將其輻射回太空。 (大氣層是許多相互連接的熱機,熱源是地表,冷源通常是地表或空間的另一區域)。
這個答案基本上是正確的。但是,您使用“熱”一詞的方式給人的印像是,熱是一種[狀態函數](https://en.wikipedia.org/wiki/State_function),這是不正確的。隨時將其替換為“內部能量”或“熱能”。對象和系統沒有熱量。
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“因此,您不能真正地“收集”熱量並將其轉化為其他形式的能量,因為您需要一個較冷的地方將熱量傳遞給它。”讓我們擱置一秒鐘的電力(您將在後面的句子中進行討論)。這個籠統的句子無疑是正確的,但並不是反對OP的建議的說法-相反,它支持以下觀點:OP希望將多餘的熱量散發到2.75K冷的空間。
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@Peter-恢復莫妮卡:好的,當然。那麼,從概念上講,向空間輻射更多熱量的最簡單方法是什麼?減少大氣中的二氧化碳量:-)(儘管也可以使用反射塗料覆蓋大量的行星。)將二氧化碳重新轉化為燃料並不是一件容易的事,因為要進行這種轉化,您至少需要相同的方法。首先是通過燃燒燃料獲得的能量。 (實際上,您還需要更多:請參閱規則2。)因此,除非您使用某些外部能源來驅動轉化(如光合作用),否則您就是SOL。
@jamesqf顯然,您會在此過程中使用太陽能,否則這是無稽之談。但是我認為太陽能,以及一般而言,可再生能源在將來會很豐富,在高峰期,最好與過剩的產能有關。合成燃料極具魅力,因為與電力相比,全球運輸,存儲和使用的基礎設施已經到位-它是化石燃料的直接替代品。 (從更先進的角度來看,這是否是件好事,這是另一個問題。)但這取決於豐富的太陽能。
@Peter-恢復莫妮卡:對您和我來說很明顯,但對很多人來說卻並不明顯,例如,當建議使用化石燃料工廠的二氧化碳來種植藻類作為燃料時。問題不在於將CO2排入大氣-實際上,CO2濃度過高可能對許多植物有毒:https://biology.stackexchange.com/questions/71312/can-plants-suffer-from-co2-中毒
@jamesqf我對藻類的提議並不熟悉,但是如果它們在自然光下生長,則這是一種合成燃料生產的生物形式,如果這種含氧單體有任何意義;-)由太陽能提供動力。
@Peter-恢復莫妮卡:當然,問題首先是規模問題-您需要大量面積來消耗發電廠產生的二氧化碳,其次,該發電廠根本不需要生物燃料生產。
Semidiurnal Simon
2020-01-10 13:46:10 UTC
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收集熱能真的很難。正如其他人所說的那樣,存在諸如熱泵之類的東西來移動熱量,但是熱力學定律(在物理學中是相當基本的)要求移動熱量總是會產生更多的熱量。

現在,所產生的額外熱量可能少於被轉移的熱量-因此,如果我們有一種方法來構建將熱量從地球系統轉移到太空的熱泵,那就值得。有三個問題,

  1. 我們不知道該怎麼做。管道系統進入軌道可能不切實際!

  2. 將熱量帶入軌道,將熱量從設備帶入太空並很難進入太空。您可能已經了解了熱通過傳導,對流和輻射運動的情況?前兩個在空間中不可用,因為沒有物質可傳導,也沒有對流的氣氛。剩下的就是輻射。在假設的熱泵進入軌道之外,我們還需要在軌道上安裝一個大型散熱器系統。

  3. 必須完成的規模為碩大的。即使我們知道該怎麼做,也可能不能去做。

  4. ol>

    所以從理論上講可能不是-至少就我們所知-不可能,但是目前尚不可能。

    還值得注意的是,像所有關於消除熱量而不是減少熱量的想法一樣溫室效應,實際上並不能解決問題-只是減輕症狀。如果我們在使用該系統的同時進行溫室氣體的排放,那麼我們將不得不永遠不斷使用該系統。

    (理論家:我是否缺少某些東西? ?實際上這裡有理論上的而不是實踐上的阻止者嗎?)

謝謝您對它的解釋更加清楚,我對所提出的每一點都表示同意。實際上,我在不久之前就想過(幾乎很快就:))。只是為了lulz:對於2.我曾想過要以盡可能高的溫度將石頭加熱到岩漿,然後將其丟棄到太空中-但立即引發了這個想法,因為將數百萬噸的石頭運送到太空是因為有效載荷可能是心臟每個太空項目財務人員的攻擊:D
1:有些人確實知道如何將熱量直接輻射到太空,儘管它尚未成為主流,https://www.youtube.com/watch?v = 7a5NyUITbyk或https://advances.sciencemag.org/ content / 5/10 / eaat9480.full和類似的“輻射冷卻”技術存在。儘管不涉及熱泵,但您不需要熱泵。這樣可以減少溫室氣體,而不是使用電力來冷卻系統,因為這是被動的,因此需要的化石能源更少。 (可能有一些將熱量傳遞到輻射冷卻器的東西,但是沒有管道一直通向空間)
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WRT將熱量散發到太空,研究一下ISS的冷卻系統可能會很有啟發性:不涉及化石燃料燃燒。還有一個白色的棲息地模塊,因此它可能不會吸收太多的太陽輻射。
@MartinEckleben:就像在WaterMolecule的示例中那樣,開始習慣性地計算數量級是個不錯的選擇。這是許多中學生甚至許多成年人缺乏的一項寶貴技能。 *人們不習慣在行星尺度上考慮熱量。*中午落在赤道的一平方米土地上的日光量相當於14400瓦燈泡的能量。將其乘以所有被照亮的平方米,那是很多。
@PeteKirkham很有趣(大概和Rupert Morrish的回答一樣)。謝謝。
@EricLippert: 1360W /m²是[太陽常數](https://en.wikipedia.org/wiki/Solar_constant),在雲層上方測量。即使在赤道,全球輻照度也從未如此高過。沒錯,整個地球上仍然有很多功率:“ 1000W /m²* pi *R_earth²”,約為130皮瓦。
Futurama(https://theinfosphere.org/Transcript:Crimes_of_the_Hot)談到了這種情況:“幸運的是,我們最英俊的政客們想出了一種廉價的,最後一刻的方法來應對全球變暖。自2063年以來,我們一直將巨大的冰塊丟入當然,由於溫室氣體仍在積聚,因此每次都需要越來越多的冰,因此可以一勞永逸地解決問題。” :)
“在假想的熱泵送入軌道之外,我們還需要在軌道上安裝一個大型散熱器系統。” - 不必要;從理論上講,至少如果您有一種將熱能上轉換為光的方法,那麼您可以將其大部分從地面輻射到太空中(如果有合適的大氣條件)。也許物理學不允許這樣做,但是[黑體輻射](https://en.wikipedia.org/wiki/Black-body_radiation)可以產生可見波長,所以也許不會。
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@aroth我相當確定,即使我們有足夠低的能量來做到這一點,我們也不希望使地球表面的顯著斑塊變得足夠熱,以至於在可見波長下強烈輻射。我的意思是,我們將在大約太陽的表面溫度下獲得最可見的光...
FWIW,您(埃里克·阿羅特(Eric,Aroth))基本上只是創造了大衛·布林(David Brin)在他的著作[Sundiver](https://en.wikipedia.org/wiki/Sundiver)中所做的工作。製冷激光器。這是[科學上不可行的](https://www.physicsforums.com/threads/is-a-refrigeration-laser-thermodynamically-possible.313229/)。
Rupert Morrish
2020-01-10 06:53:02 UTC
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類似於被動輻射冷卻

這種新材料反射的光譜範圍很廣,與鏡子或白色油漆的反射原理相同。但是,在至關重要的8-13 µm紅外光譜中,它們會強烈吸收然後發出輻射。當物質指向天空時,紅外線可以直接穿過大氣層進入太空。這有效地將材料連接到了一個取之不盡的熱源,在不放熱的情況下,他們可以不斷地散發熱量,而熱量不會回流。結果,它們可以散發出足夠的熱量,從而始終比周圍的空氣保持涼爽幾度。研究表明,在乾燥乾燥的地方,溫差可能會超過10°C。

這也很巧妙地避免了二氧​​化碳的吸收。儘管我懷疑即使付出了很大的努力,您也永遠無法獲得任何明顯的全球降溫所需的輻射量,更不用說如果可能的話,天氣模式可能會受到干擾。 :P
關鍵在於太陽在天空中很小,而散熱器則在半球上方發射。絕對熱通量非常小,因此主要是為了保持太陽能電池板涼爽(效率隨溫度升高而降低)或減少製冷和空調的能耗(即非常局部的)而提出的。進行建模是否可以擴大到城市規模,以減少城市的熱島效應(也是@Luaan),將是一個有趣的模型
@ChrisH指出,由於許多城市甚至沒有利用樹上懸掛的低矮果實,因此我看不到任何利用這種材料的建築標準都會很快被採用。
@Turksarama當然是正確的,但是無源輻射器可以放在屋頂上(當然,太陽能電池板也可以),採用這些設備的效果也很差。
我看不到比環境“涼爽”的面板如何通過向太空輻射比其周圍環境更多的熱量來幫助冷卻星球。需要相反的方法:一種“更熱”的方法,因為一種方法集中了分散的熱量。
Stig Hemmer
2020-01-10 16:31:17 UTC
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正如其他人所指出的那樣,如果您使用能量,它就會直接變回熱量。

從理論上講,至少可以將其輻射回太空。但是 scale 存在一個問題。

地球從太陽接收約100皮瓦的能量。而且它發出的輻射幾乎完全相同。

人類所做的一切與能源有關,約為0.02皮瓦。即使我們將所有能量輻射到太空中,也沒什麼大礙。

仍然,通過將太陽的光從反射光反射回來,幾乎不可能做到這一點。到達地球表面。雖然鏡子是這項工作的理想選擇,但價格昂貴。幸運的是,任何真正明亮的白色物體幾乎都能完成工作。查找反照率以獲取更多信息。

這將需要很大面積的土地才能產生變化。而且土地很貴。而且,我們將需要很多白色的東西來完成這項工作。即使按平方米(平方呎)的價格便宜,也要按百萬平方公里(百萬平方英里)的價格昂貴。

因此,這是我們可以做的事情只是找到了錢。

這個!您在第三段中提到的平衡將一直存在-我們所遭受的是,我們的大氣層狀態控制著輻射平衡所對應的(地)溫度。添加溫室氣體比任何“工業”形式的主動輻射所能抵消的溫度變化要大得多
這裡存在嚴重的誤解:反射表面不會通過反照率冷卻。一旦太陽輻射到達地面,現在就上升反照率為時已晚。是否被困,是否鏡像。它們可以幫助減少空調的能耗,避免市區的熱島效應(未經證實)。但最好將其用於太陽能電池板(或綠色屋頂),而不要使用鏡子或白色油漆。
@EricDuminil(我壓縮了reamrks),這是greehouse氣體的工作方式:en.wikipedia.org/wiki/Greenhouse_gas。為了使反照率有效(例如在冰河時代並且忽略其他條件),大氣密閉性溫室氣體必須低。您不能將大陸漆成白色或用鏡子覆蓋。用反射表面覆蓋所有屋頂將降低炎熱地區的能源需求,但可能會提高整體大氣溫度並產生相反的效果。 web.stanford.edu/group/efmh/jacobson/Articles/Others/…。在我們全球變暖的情況下,僅反照率是無法治癒的。
我放棄了@ebv:。您寫的至少一句話是正確的:“這裡存在嚴重的誤解”。
@EricDuminil:抱歉,也許我應該寫“不冷卻大氣層,但防止直接加熱地面”。不幸的是,輻射不只是提高反照率,輻射還必須能夠逃逸到太空。和平:-)
kuroi neko
2020-01-12 01:10:26 UTC
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只需敲擊一下:每天每一天太陽傳遞給地球的能量巨大。相比之下,所有人類活動產生的熱量可以忽略不計,例如,燃燒地球上的每一棵樹將釋放的熱量不到太陽每天發送給我們的熱量的1%!
以人類活動為直觀參考點完全是誤導。大氣中的熱交換涉及大量能量,這些能量遠遠超出了人類工業能力所能處理的任何事情。

溫室氣體的作用就像一種太空毯:非常薄而輕的絕緣層,仍然可以捕獲大量的熱量。儘管我們釋放的過量氣體僅捕獲了其中的一小部分(遠低於1%),但太陽傳遞的能量是如此之大,以至於這些少量的熱量足以將其散亂我們的氣候很糟糕。

我們的問題是不利用這種多餘的太陽能。我們可以將其移動一分鐘左右以發揮自己的優勢(例如,冬天將其集中在房屋內,夏天將其抽出),但作為一個全球系統,我們的棲息地(地球表面和上方的一些可呼吸的大氣層) )正在接受的熱量遠遠超過了所有人的所有能量。

我們的問題是擺脫它,這意味著將它發送到一個不會對我們的氣候造成嚴重破壞的地方。在這樣的規模下,僅留下外層空間或深層土壤作為潛在的垃圾場。

到目前為止,我們的大氣層在將太陽能送回太空方面做得相當不錯,但是我們搞砸了。真是令人b目結舌...
我們當然可以考慮將所有熱量散發出去。但是可惜,作為熱力學的第二定律及其可怕的熵態,任何一種機械功都需要額外的能量並產生更多的熱量。即使是冰箱,向環境中散發的熱量也要多於從內部隔室抽出的熱量。 我們所希望實現的就是將熱量從一個地方轉移到另一個地方。以更多的能源,原材料,時間,工業能力以及自然而然的金錢為代價。
這是物理學的基本定律所決定的,一廂情願的想法無法動搖。

或鑽探地下深層地熱井或在太空中放置奇特的太空散熱器都只是科幻幻想。
我們甚至根本沒有足夠的能量,材料和技術來大規模實施這些解決方案問題。

想像自己被包裹在太空毯中,變得太熱而無法舒適。試圖將熱空氣從身體轉移開,只會使您變暖,而卸下毯子可能會使您的身體快速冷卻,而花費的精力更少。

實際上,我們唯一希望做的就是是毯子本身。
智慧必須從不使其更厚開始。停止燃燒化石燃料並飼養放屁的牛已有兩個世紀了,等我們到目前為止噴出的所有垃圾消散。減輕溫室效應。坦白地說,我希望我能在看到白痴嘗試之前就死定了。

是的,幽默是忍受這種情緒的最好方法。 *嘆*
我們的行程很艱難,但也許我們仍然可以努力保持風格?
優秀且完全正確的答案。做得好。
@EricDuminil正確,但對地理工程不屑一顧。我們已經*正在*進行地理工程,並且最好盡快將其正確實現。
另外,我認為答案不正確。 1.“我們所希望實現的就是將熱量從一個地方轉移到另一個地方。”這正是OP所建議的,但您似乎不屑一顧。 (2)“即使冰箱向環境中散發的熱量也比從內部艙室中抽出的熱量還多。”好吧,如果環境是太空,那麼這也是OP的建議。只要我們冷卻星球,我們就不會在乎我們輻射出多少輻射。地球絕不是一個封閉的系統,OP建議利用這一事實。
我摒棄了關於奇蹟般的科學技術的一廂情願的想法。眼下沒有一個實用的解決方案來消除熱量,也沒有任何實用的替代油的方法,也沒有無限的原材料供應。對於地球工程而言,這是一個特別危險的夢想,它會讓人們像往常一樣繼續開展業務,並幻想著我們將允許我們通過調節旋鈕來調整大氣成分。一個絕望的解決方案很可能會引起我們甚至無法想像的問題。
@kuroineko我只想指出,照常營業是事實。過去的所有目標都被大範圍地遺漏了,幾乎沒有跡象表明需要很快發生的根本性全球變化。迫切需要一種“允許照常營業”的解決方案。工業,農業和運輸基礎設施是惰性的,以材料為導向的生活方式對於擁有它的人和尚未擁有它的人都具有吸引力。 **希望克服所有事實以實現前所未有的全球變化是一廂情願。**
我非常相信不會有任何變化,我們只會做出反應太晚了,但是地理工程只會使情況變得更糟。我們甚至無法實施體面的蟲害控制(例如,澳大利亞的另一個著名瘟疫)。所有人類的傲慢精神都認為我們可以控制我們的氣氛。我們在這裡談論的是數十年的慣性和高度不穩定的現象。沒有任何計算能力可以預測出向空氣中噴灑硫磺或其他物質的真正後果。我們最終可能會採取絕望的措施,但是只有盲目運氣才能對我們有所幫助。
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當然。為什麼我們不立即開始釋放火山灰?可能不夠盈利?
David Elm
2020-01-11 09:59:09 UTC
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您的想法:將熱量集中起來,將能量用於有用的東西,然後將其耗散到太空中實際上可以通過太空鏡來實現。

有一個特殊的軌道稱為L1的行星位於地球與太陽之間,並且距離恰好合適,因此該軌道上的某物將與地球同步跟踪和繞行。它既可能使地球有些陰影,又可能成為大型發電廠。

您可能會從太空鏡上的實時科學中查看這文章

Wikipedia也對此想法有一個 entry

嗯,這個軌道可能到處都是垃圾?還要收集和發送如此巨大的太空鏡所需的大量材料,可能由於規模而無法正常工作?但是很有趣的主意:)
不,Earth-Sun L1尚未裝滿垃圾。但是鏡子或任何陰暗的設備或放置在其中的設備必須碩大無比,才能在地球上留下明顯的陰影。質量和技術遠遠超出了我們的能力範圍。我們已經說過需要維護和轉向,因為L1不穩定(如果沒有固定就不會掉下來)。無論如何,這種東西會被太陽風和太陽輻射推開。它不會工作。唯一有效的方法是減少溫室氣體排放。
目前,將某物發射到太空的成本為每磅1000美元。鑑於您將需要數百萬平方英里的鏡子,因此太空鏡聽起來非常昂貴。把鏡子放在地上便宜一些。
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@krb在任何給定的時刻,面對太陽的地球截面為4900萬平方英里。考慮到鏡子將隨著地球旋轉而改變角度,並且還要考慮到它在半夜的夜晚可能需要160萬平方英里,才能將百分之一的光反射到太空中。
@user4574 600,000平方英里的數字來自勞倫斯-利弗莫爾國家實驗室的洛厄爾·伍德(Lowell Wood),他花了10多年的時間研究這一概念。如果您不同意,請與他爭論數學。 https://www.livescience.com/22202-space-mirrors-global-warming.html
@krb這個數學很簡單。地球半徑為3958英里。因此,它呈現給太陽的橫截面為pi * 3895 ^ 2 = 49,215,449平方英里。其中1%為492,154平方英里。太陽可看見的鏡子的橫截面與地球自轉角的正弦成正比。因此,鏡子的大小必須增加(pi / 2)倍,然後再加倍以解決夜間問題。 492,154 * pi / 2 * 2 = 1,546,148平方英里。沒有考慮到地球的不同區域吸收不同量的陽光。
lvella
2020-01-11 00:44:33 UTC
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在所有類型的能量中,熱量是能量的“浪費”。可見,能量只有在有組織的情況下才有用,而熱量是所有組織中組織最少的。也就是說,能量必須能夠沿特定方向推動車輪,而不是像熱氣體分子那樣向任意方向隨機推動車輪。

根據能量定律,為了重組能量在物理學上(尤其是熱力學的第二定律),您必須在一個寒冷的地方流通熱量。大多數(全部?)熱力發動機依靠比熱源更冷的環境來使其工作:汽車或飛機發動機只能工作,因為環境溫度小於發動機內部的溫度,而燃煤廠則依靠

通過浸入熱的環境中,您不能使用該環境作為冷側來從中提取能量,因此您可以不可能製造出僅依靠其所處環境的熱量來供電的設備。

這是問題的一半。另一個是:如果我們可以從環境溫度中提取能量,我們當然不會將其輻射到太空:我們將其用作電力,為我們的汽車,飛機提供動力,並且將不再需要化石燃料。

Ken Fabian
2020-01-11 04:31:55 UTC
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基於化石燃料的能源效率很低;浪費的熱量超過了所消耗的熱量。此外,溫室效應增強帶來的全球供暖正在以大約總廢熱的100倍的速率增加熱量。為了通過收集熱量和減少熱量來達到零的全球供熱(持續燃燒化石燃料)。將其發送到太空需要收集比人類經濟目前使用的能源多100倍的能源,以及開發,建造和運行將所有熱量傳遞到其他地方(即太空)的技術。

這實際上是不可能的,但是開發一種利用低品位熱量來發電的方法可以極大地幫助替代礦物燃料的燃燒,這將使全球熱量減少一百倍。存在將低級熱量轉化成較高級能量的技術,例如斯特林發動機,但是它們並不具有成本效益。確實存在其他誘人的可能性,例如Nantennas aka Optical Rectennas

但是,已經存在有效的低排放能源方案,這些方案可減少化石燃料的使用並增強溫室效應,並且具有成本效益。我認為這些應該是我們當前應對全球變暖的主要重點。

rackandboneman
2020-01-12 02:06:48 UTC
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通過常規(熱力發動機)方法將多種形式的廢熱轉換成其他形式的能量的問題是,需要顯著的溫差-且構成該溫差的溫度必須從絕對零(0開爾文)開始計算。僅當該比率很大時,您才能獲得有效的轉換。例如,如果您查看計算機CPU產生的廢熱,則可能是在300開爾文溫度下的340開爾文,40開爾文(對於您的華氏溫度,開爾文是絕對零基準攝氏度)。您不能強迫熱量積聚到更高的水平,因為這樣會損壞CPU。試圖使這種情況有用的熱力發動機的效率為40K / 340K * 100%=鼓聲... 11%。

這幾乎是不值得的。

這是因為卡諾(Carnot)是物理學家的混蛋之一,它在1824年制定了該法則,至今沒有人廢除該法則。

這還沒有適用於熱量輻射,它本身不是熱量,而是已經轉換為長波紅外光的熱量,如果碰到某些東西,它會轉換回熱量。實際上,可以使用適當材料製成的透鏡,鏡子和棱鏡隨意中繼(而不是:軋機窗口或光學玻璃!)。不幸的是,產生大量的熱輻射也需要高溫。...

user4574
2020-01-12 04:50:31 UTC
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將太陽光輻射到太空的最直接方法是使用鏡子。

但是,製造價值數百萬平方英里的鏡子聽起來非常昂貴。大概在100萬億美元的範圍內。如果我們擺脫了所有政府支出,我們也許可以在100年左右的時間內付清這筆款項。

是!增加反照率!我非常喜歡這個答案,因為它是避免熱量的捷徑,換句話說,就是避免產生高熵,而為了產生高溫,則需要再次局部降低熱量(以消耗更多的能量和熵為代價)。鏡子應該能很好地工作,因為對於到達地面的波長而言,大氣是透明的,這意味著它們可以輕易離開而無需過多加熱大氣。由於您在政治上似乎很保守,因此我建議您將您的想法稱為特朗普原則,將輻射直接傳回邊境。
Michael Walsby
2020-01-09 23:56:06 UTC
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人類確實收集了自然熱能並將其轉化為有用的能源:熱泵,太陽能電池板,地熱等,但是以這種方式減少全球變暖是不可能的。在任何情況下,使用能源時,為有用目的而收集的大部分熱量都將返回到大氣中。如果您考慮一下,甚至風電場都在收集太陽能,因為正是太陽的熱量驅動了風。使用能源時,它會重新轉換為熱量。作為物理專業的學生,您應該知道這一點。

是的,很可能使用可再生能源,例如太陽能和地熱能,以減少溫室氣體排放,從而減少全球變暖。溫室氣體捕獲紅外輻射會導致變暖。
哦,也許我表達了自己的錯誤-我不學習物理學-我只是在學校裡把它作為一門學科:)讓我們把創造能量的因素完全放在一邊(這只會更有益,但這不是我的問題)。將其散發到太空中(通過任何方式)解決全球變暖的努力嗎?
目前尚未提出將太陽能反射回太空的所有方法,例如將沙漠塗成白色,這在環境上是不可接受的,而且價格過高。
是的,但沒有可靠的消息來源表明這一點。 @MartinEckleben:能量*不能創建*,只能進行轉換和轉換。是的,通過減少溫室氣體排放以消除大氣層陷阱,這將是微不足道的。
@ebv“無法創建能量”是我了解的熱力學三個定律(至少是它們的症狀)。好的,除去大氣陷阱會很棒,但是我看不到世界能夠如此迅速地做到這一點。如果我們能夠“主動地”從大氣中帶走熱量(能量)並將其“主動地”傳遞到太空,我認為人類可能會更加堅定,因為沒有人會失去舒適感或生活質量。


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