中国空调的进化过程_中国空调的进化过程图

1.中考生物地理模拟试卷（含答案）

2.中国北京的冬天很冷，古代建筑师是怎样让紫禁城暖和的？

3.时代发展真的越快越好吗作文素材

4.方舟生存进化空调火堆温度

5.世界最大的能量源是太阳能？

姓名：陈心语? 学号：21009102266 书院：海棠1号书院

转自： 从智能音箱发展，看智能家居的未来(ofweek)

嵌牛导读

智能音箱是语音识别、自然语言处理等人工智能技术的电子产品类应用与载体，随着智能音箱的迅猛发展，其也被视为智能家居的未来入口。究其本质，智能音箱就是能完成对话环节的拥有语音交互能力的机器。通过与它直接对话，家庭消费者能够完成自助点歌、控制家居设备和唤起生活服务等操作。

支撑智能音箱交互功能的前置基础主要包括将人声转换成文本的自动语音识别（Automatic Speech Recognition，ASR）技术，对文字进行词性、句法、语义等分析的自然语言处理（Natural Language Processing，NLP）技术，以及将文字转换成自然语音流的语音合成技术（Text To Speech，TTS）技术。

在人工智能技术的加持下，智能音箱也逐渐以更自然的语音交互方式创造出更多家庭场景下的应用。

嵌牛鼻子人工智能运用于智能音箱及智能家居。

嵌牛提问人工智能在智能音箱及智能家居中有什么运用呢？

嵌牛正文

今天与大家分享一篇关于智能家居发展的文章。

科技的发展,引领着时代的进步。自近代工业革命以来,人们的生活水平随着科技的发展而提升。而随着人工智能、大数据、5G通信等技术的出现,万物互联、智能家居等新生活方式也开始进入人类的世界。?

由技术的组合进化而产生的智能设备,让万物互联、智能家居等生活方式逐渐成为现实。而在如今热谈的万物互联、智能家居领域,智能音箱或许可以说是覆盖率较高的智能硬件之一。据Strategy Analytics最新发布的报告显示,2020年,全球智能音箱和带屏音箱出货量已经达到了1．51亿台。而从智能音箱产品的发展过程,我们或许可以看清智能家居的未来。

中心化:“ 入口论” 炒热智能音箱

智能音箱最先兴起于2014年,亚马逊的Echo音箱首先将语音交互与音箱结合,让音箱实现了打电话、定闹钟、查天气等功能。语音交互的方式为用户带来新的体验,亚马逊也凭借最先入局的优势,一直占据智能音箱行业最大的市场份额。

我们可以发现,最开始的智能音箱,只是传统音箱的创新产物。Echo也是亚马逊在Kindle获得成功的基础上,再次进入硬件领域的试水作。在2014年Echo音箱大火之后,国内最先出现的跟随者,也是像亚马逊一样的电商平台。2015年,京东与科大讯飞合作推出叮咚智能音箱。

早期叮咚智能音箱由于先发优势,也在国内的智能音箱行业占据过市场第一的位置。据公开数据显示,2016年,叮咚智能音箱销量占国内的2/3,但是只有10万台。后来,随着小米、阿里、百度等竞争对手的出现,叮咚智能音箱彻底消失在历史的长河中。

同时,随着小米、阿里、百度等企业出现在智能音箱行业,智能音箱行业与智能家居之间的联系也更加紧密。

智能家居概念的出现,可以追溯到上世纪。年,美国建造了世界上第一栋将空调系统、电梯、防火防灾等各子系统计算机相连的智能建筑;1994年,比尔盖茨将灯光、暖通、家电等集成在电脑系统中,建造出智能化豪宅。在这一阶段,智能家居距离普通人很遥远,存在于概念当中,引人向往。

随着通信技术、自动化控制、大数据、人工智能等技术的发展,人们发现,智能家居已经可以在某些产品上实现,搭载蓝牙、传感器、WiFi、自动控制等技术的智能设备开始进入到人们的生活当中,智能家居进入了单品智能设备时代。

企业总喜欢未来,根据技术的发展,可以判断未来智能家居一定会出现,且其中一定蕴含着巨大的商业价值。此时,关于智能家居数据、流量“入口”的争抢成为了企业未来的关键。

? 在人们对智能家居的“入口”设想中,智能门锁、智能电视、路由器、智能音箱等产品都可能成为智能家居的入口。在这一“入口争夺战”中,智能音箱明显取得了上风。

一方面因为在美国,智能音箱的普及率极高,已经有了先例证明智能音箱的存在价值;另一方面,智能音箱相较于智能门锁、智能电视、路由器等产品而言,使用频率高,使用门槛低,更有利于培养用户的智能家居使用习惯。

为了给以后的智能家居生态做铺垫,以阿里、百度、小米为首的三家企业,在智能音箱领域疯狂补贴,通过价格优惠吸引人们购买。小米小爱音箱、小度智能屏、天猫精灵的很多产品售卖价和成本价相差不远,或是低于成本价售卖,为的就是用补贴换取流量。

“做硬件不挣钱”,似乎成了“互联网思维”驱使下的企业共识。而这一做法也取得了不错的成绩,据IDC公布的数据显示,自2018年起,中国智能音箱的市场竞争格局维持着三强争霸局面,2020年阿里、百度、小米在中国智能音箱市场份额超过95%。不愿意拿钱补贴的叮咚音箱,则彻底消失在智能音箱行业。

智能音箱的火热,离不开各企业对智能家居的控制入口、流量入口、数据入口争抢,而从智能家居的“入口争夺战”中,也可以看出彼时企业对未来智能家居入口中心化的判断。

去中心化: 场景为主的智能互联时代

智能音箱在智能家居入口争夺战中,通过补贴的方式虽然获取了用户,但做智能音箱并不赚钱。我们可以发现,如今占据国内智能音箱市场前三名的企业,都颇具互联网思维。从其他角度探索智能音箱的盈利方式,是这些企业的“拿手好戏”。

恰逢“场景大于流量”的说法甚嚣尘上,企业纷纷通过构建场景来增加某些产品的商业价值。智能音箱企业也逐渐开始构建场景,增加盈利渠道。以国外亚马逊的Echo智能音箱为例,Echo依托亚马逊电商业务,推出语音购物功能,成为亚马逊电商业务的有力增长点。

国内企业们也各展才能,小米智能音箱有米家生态链,小度智能屏有百度的搜索、信息流等优势支撑,天猫精灵则可以依赖阿里旗下生态,每家都在凭借优势寻找适合自己的盈利方式。

各家的智能音箱连接自家或是合作伙伴的智能家电,深入客厅、厨房、看护、教育等场景,探索如直播课、售卖智能家电等盈利方式。智能音箱还与做内容的APP合作,例如喜马拉雅一类的音频APP、QQ音乐一类的音乐APP、51talk一类的教育APP、爱奇艺一类的APP等,做会员一类的增值服务业务。

此外,阿里、百度智能音箱也曾探索过TO B业务,与酒店合作,打造智能酒店。最近,小度甚至推出了一款可旋转屏幕的智能屏产品,准备将手机高频使用的短、购物、K歌等场景搬到智能屏上。

在智能音箱产品都在构建场景寻找新的盈利渠道时,智能家居也从之前的单品智能设备时代,走向以场景为主的智能互联时代。

人们的生活方式不同,居家场景的不同,智能设备的结合方式也就不尽相同。智能家居内含客厅、厨房、阳台、卧室等场景,用户又有着热爱运动、热爱休闲等多种个性,能精准满足用户场景需求的智能家居解决方案逐渐受到人们的喜爱。

当智能家居进入以场景为主的时代时,传统家电厂商的身影开始频繁出现在智能家居领域。

智能家电在智能家居场景中,是不可或缺的一部分,无论多么智能的智能家居场景,家电还是要完成其本身的职能。所以海尔、美的、海信、格力等传统家电企业,自然也不愿放弃智能家居带来的机会。

有很多家电企业开始为用户提供场景化解决方案。以海尔智家为例,甚至专门推出场景品牌三翼鸟,搭建智家体验云平台,根据用户画像,为用户提供衣食住娱等方面的定制化解决方案。

随着场景为主的概念深入人心,人们发现,智能音箱的入口价值正在减弱。厨房场景下,拥有大屏+语音+WiFi等功能的智能冰箱完全可以胜任多数情况;客厅场景下,智能电视似乎成了中心。

智能家居进入以场景为主的智能互联时代,通过各个场景之间的协同共同构建出全屋智能,淡化了“中心”,或者可以说形成了多个“中心”,智能家居在这一时代主要特征是去中心化。

未来的智能家居: 中心化与去中心化并存

现在我们其实处于以场景为主的智能互联时代,智能家居的未来必将会在技术的组合进化中到来。而在分析智能家居的未来之前,首先要明确的是,智能音箱是智能家居的一部分,智能家居是物联网(IoT)的一部分。

智能音箱无论发展到什么阶段,其组成部分都是硬件+软件。智能家居、物联网同样是由硬件与软件组成,硬件中最重要的是芯片,软件中最重要的是操作系统。

操作系统是管理硬件与软件的程序,需要处理物与物之间的信息交互、控制输入设备与输出设备、利用人工智能技术对用户需求进行分析等,操作系统可以说是物联网时代的神经中枢。

智能音箱厂商不惜低于硬件成本价出售智能音箱的原因,除了未来、抢占入口之外,扩大智能音箱背后的物联网系统受众,收集数据让系统变得更加智能,也是原因之一。

三大智能音箱厂商背后,是阿里的Ali OS、小米基于小爱开放平台推出的Vela OS、百度的对话式AI操作系统Duer OS,而这些操作系统中的数据、使用者数量,是企业吸引其他智能设备合作伙伴的关键所在。

想要在智能家居中分一杯羹的企业,都想建立自己物联网系统,打造出自己的一套标准。除了以上三家之外,还有苹果的Siri OS、华为的鸿蒙OS、谷歌的Fuchsia等物联网系统,美的、格力、TCL等家电厂商也曾涉足物联网系统。

由于标准不同、控制方式不同,导致如今的智能家居行业过于分散,人们可控制的智能设备有限,就像小度智能屏控制不了米家家电。物联网系统的割裂,导致现在人们智能家居场景体验的割裂,智能家居停滞不前。

当下各个厂商因为商业利益导致智能家居难以向前发展,那么未来的智能家居究竟是如何的呢?

在笔者看来,未来的智能家居,智能设备可以借助技术,建立用户画像,以用户为中心,提供个性化、智慧化服务,进入主动智能阶段。智能家居对待用户的指令,应当像人类的反射弧(感应器——传入神经——神经中枢——传出神经——效应器)一样。

智能家居设备通过各种感应式传感器接收信号,通过网络、传感器传输信号,具有人工智能技术的操作系统在芯片内处理信息,再通过网络、传感器向各个智能设备传出信号,进而执行操作。

基于这一过程,我们可以发现,智能音箱一类的智能设备就像是人类的器官一样,承担感应器、效应器一类的工作,智能家居并不存在单一入口。在入口方面,智能家居是去中心化的。

刘慈欣科幻中《三体》曾描绘过这样的画面:执剑人罗辑在冰冻185年后于危机纪元醒来,地球科技基础物理方面因智子的封锁停滞不前,应用物理却突飞猛进,感应式显示屏、感应式可穿戴设备无处不在,机器服务网络也无处不在。

如今的智能音箱可以接受人们的语音信号,而随着柔性屏、传感器等技术的发展,感应式传感器在家中或许会无处不在,可以接收人们语音、手势信号,甚至可以是脑电波。

智能家居入口的去中心化,一定程度上保证了人们在智能家居场景体验上的去中心化。人们在家庭场景内,应该是无论处于任何位置,都可以体验到智能家居带来的便捷。就像美国漫威**《钢铁侠》中的场景,钢铁侠的人工智能管家贾维斯,在家中无论在何处都可以被唤醒,家中各屏幕中的信息也可以根据手势操作。

不过,智能家居的控制中心还是要有的,便于人们对各个设备查看、控制。功能控制中心化,但控制中心的分布却是去中心化的。随着柔性屏等技术的发展,人们在家庭场景下的任何位置,都应该可以调出控制中心。

而承载操作系统的芯片,在笔者看来,应该是去中心化与中心化特征并存的。

物联网因为分成多个设备,每个设备中的芯片具备一定的信息处理能力,天生是去中心化的。华为近日发布的鸿蒙系统,就是分布式物联网操作系统,可以调用各个设备的芯片,来进行互联操作。

当下的物联网对芯片的算力要求较低,去年1．51亿智能音箱销量中,有五成是联发科旗下的芯片;三星也曾提出过利用旧手机的芯片和传感器,将旧手机变成物联网设备。

但是未来随着传感器、智能设备的增多,智能家居场景下产生的数据也相应的增加,智能家居推出单独的芯片来处理智能家居内的数据可能性会大些。

在芯片内的操作系统,一定是去中心化的。以手机系统为例,无论是开放的安卓,还是封闭的苹果,对于开发者来说,都是去中心化的。智能家居操作系统对于开发者、合作伙伴、智能设备来说,自然也是去中心化的。

另外,在物联网大环境下,现在的智能手机是智能家居场景与其他场景之间信息交互的控制入口,未来或许会出现更适应人们使用习惯的移动设备,替代智能手机。

未来的智能家居,是中心化与去中心化特征并存的。智能设备分布去中心化,用户的场景体验去中心化,功能控制中心化,控制入口分布去中心化,芯片集成去中心化与中心化并存,操作系统去中心化,智能家居与整个物联网环境的连接中心化。

结语:

智能音箱是智能家居的“排头兵”,从其发展过程可以看出智能家居在发展过程中的“中心化”和“去中心化”。

据天眼查APP数据显示,我国目前有13．3万家经营范围包含“智能通讯、智能家电、智能家居、智能家装”的企业,且状态为在业、存续、迁入、迁出的企业、有限责任公司占比高达87．39%。

智能家居中蕴含的商业利益让各个企业趋之若鹜,一定程度上造成了如今标准不一、体验很差的局面,但也一定程度上促进了我国智能家居行业的发展。

希望真正的智能家居,早日到来。

中考生物地理模拟试卷（含答案）

有人对人类现代是否还在进化充满了疑惑和担忧，认为现代 科技 已经严重干扰了人类进化进程，人类的基因突变和自然选择进化将终止，由此人类还有未来吗？其实人类的未来长远着呢，进化的终极目标可能超乎很多人想象。我们一起来探讨。

地球演化从冥古宙开始，那时没有生命；到太古宙孕育出了最原始的生命，大概在40亿年前；元古宙时期，生命由原始的异 养生 命转化为自 养生 命，这个时代大概在20多亿年前；生命蛰伏异化进化又历经近20亿年，才从看不见的菌类发育到看得见的动物和植物，这个时代叫显生宙，起始于6亿年前，爆发于5.4亿年前的寒武纪。这一路走来，生命的演化进化历程有40亿年，从未停止。

现代基因学、生物学研究认为，地球世界所有生命同源，都是由最早的那个细胞演化分化进化到如今的。不管是一草一木，还是虫兽鱼鸟，一直到地球之灵~人类，最原始的祖宗都是那个原始细胞。经历了三十多亿年的演化进化分化，不同的生物在不同环境下，适者生存、物竞天择、优胜劣汰与基因偶然的变异相结合，一路走到了今天，形成了真菌、细菌、植物、动物四大系列生物，人类也是从软体动物，到脊椎动物，再到哺乳动物，灵长类动物渐渐演化过来的。

就像生命的神奇一样，同样的环境，并不一定就会演化出生命。金星和火星都没有发现生命就是这个道理，所以地球生命的出现，除了环境因素还充满了神奇的偶然；而不同物种的形成过程当然也并非环境单一原因，而是充满了神奇的变异，有些就永远停留在低级状态，如植物，有些就成为动物这种高级生命形态，而人类则是地球唯一具有思维和自我意识明显的动物，成为地球主宰者。

随着人类知识的积累，现在的人类 社会 文明程度越来越高，是不是就像题目说明那样，没有自然选择了呢？不是，自然选择还到处都存在着。比如地球有冷暖不同的区域，太阳光照也有不同区域，地理海拔也不同，有高原也有盆地。

生活在这些不同区域的人们，感受到的自然状态是不一样的，他们的身体和基因就会越来越适应这种区域的环境，有的变得更耐寒，有的变得耐热，有的变得更适应高原缺氧等等。这些改变虽然是缓慢的，但长此以往就会越来越明显。

比如西藏高原生活的人们，就可以在数千米海拔舒适的生活，即便氧气只有平原的60~70%，他们也呼吸自如，寿命也不比平原人低，是百岁老人最多的地区。那里的人们如果到平原地区还会醉氧呢。由此我们可以认为， 社会 科技 进步并不会消除自然进化的影响。

随着人类文明的提升，人们的生活发生了翻天覆地的变化，这些改变自然会影响人类未来进化的走向，但这与自然选择是不矛盾的。人类对大自然的干预以及生活方式的变化，实际上反映的还是人类生存环境的变化，人类未来当然是随着这种环境变化而进化的。

比如未来有很多人会长期在空调中生活，这种空调环境虽然是人为制造出来的，但作为人体是不管人为制造还是自然环境形成，同样都会为了适应这种环境而调节，长久下去，就进化出了适应空调生活的体质和基因变异。

事实上，人类从古到今，就一直是随着这种人工环境改变而改变的。现代人比古代人，无论是脸型还是身材，都发生了巨大变化。古代人男人以身体魁梧为荣，所谓虎背熊腰就是这个道理。而古人脸型多以国字脸为傲，下颚宽厚坚固，可以咬碎很坚硬的食物。而现代却以身体修长为美，脸型也越来越趋于窄长，牙齿虽然保养得越来越好，又白又整齐，却再难以咬碎坚硬的食物。

之所以这样，是因为现代体力劳动越来越少，食物的烹饪技艺不断提升，食用器具越来越齐全适用，再也不需要牙齿承担咬碎功能了。而锻炼身体，有多少块胸肌和腹肌才是少男壮汉们的追求。

女人呢，从过去面如满月为美，到如今以锥子脸为美，下巴都可以当钻头了。由此现在美女的脸型也越来越狭窄瘦长，看看最早的**与如今的**对比，就可以看到这几十年人的身材和脸型的变化，审美观也不断变异，这既是人工环境导致的自然选择，也有基因变异的结果吧？

而且这种进化更多的是服从人工环境的变化。英国科学家描绘了未来1000年人类可能的样子（见上图），丑陋得有点吓人。我不一定苟同他们的这种推演，但我认为人类是一定会继续进化（有人也称为退化）的。

由于人的体力劳动越来越少，有人认为手脚会逐步萎缩，脑袋会越来越大；有人认为人越来越多的看手机和电脑，最终就会成为一个佝偻样；还有人认为光吃不做，渐渐变成猪一样。这些都是随意想象，并没有太多依据。

时空通讯认为，人类未来的进化方向可以从几个纬度来考量。

一是从外貌方面来看，很可能会更高更强。这是因为人类未来的繁衍将越来越注重优生优育，且食物结构越来越合理，而体力劳动压力的日趋减少，会让人的生长环境更惬意更舒展，因此人会越长越高。当然体力劳动的缺失也可能会导致两个极端倾向，一部分人会注重通过锻炼来增强体质，另一部分人可能光吃不懂，身体虚弱。但人类总体上是增高趋势，面容会日趋朝着喜好潮流转化。

二是人均寿命会越来越高。人类从修复基因缺陷和解决不治之症几个方面，一直在努力，会取得越来越多的突破。人的平均寿命将不断提升，但由于人体细胞再生能力是有限的，人体寿命终究是有限的。一些科学研究认为，人类最高平均寿命可能难以突破120~130岁这个极限。

人类进化的终极目标是脱离肉体，实现精神永生。我认为这是人类文明达到高级阶段的必由之路，人类只有脱离肉身羁绊，才能真正的走向深空，进行漫长的星际旅行。现在世界上一些顶级科研机构，正在研究把人的意识剥离肉体，转移到计算机里面或者虚拟人身上，已经启动多年这方面研究的有谷歌团队和俄罗斯大亨德米特里·伊茨科夫团队，他们都扬言要在40年内有所突破。

当然即便真的有所突破，我想这也还是一个初级的尝试，人类要真正的实现脱离肉身精神永存，肯定还有很长的路要走，很可能会贯穿整个人类一级文明阶段，也就是5000年时间，甚至二级文明阶段也还有较长的路要走，但我相信这个目标是能够实现的。

人类以意识形式存在，当然就会大大提升个体存在时间，存在时间可能达到千年万年，看起来似乎是永生了。但我想这个永生也还是相对的，宇宙中的一切都有生死兴衰，恒星、星系乃至宇宙本身都有灭亡之时，人类小小个体是不可能真正的永生的。但到底人的意识能生存多久，意识会以一种什么方式消散灭失，意识也会老去吗？我现在也无法回答。

当以意识存在后，人类深空远航就要简单多了，再也不需要复杂的食物和氧气，太空生存的能力也强了很多。因此，星际远航再也不需要巨大星舰，那些巨大星舰只能是一级文明，或者二级文明初期才会需要的，那时候，人类还是以肉身形式存在。

而且整个 社会 都不再是我们现象的样子了。 社会 结构、生活方式、喜怒哀乐、生死延续等等都是现在无法想象的。有些人现在就对那种 社会 持否定态度，认为那时候没有了肉体，活着也等于死了，实在没有任何意义。

这种想法是非常幼稚的，没到那个时代，就没有资格说那种话，有一句古话说的好：子非鱼安知鱼之乐？古人能够想象得到现在的生活和人们的喜怒哀乐吗？

人类进化到脱离肉身以意识形式为存在方式后，开始会需要各种载体，这些载体可能是计算机、任何机器或机器人、克隆人等等，人的意识转移到这些载体里，人们就会以各种方式活着。那个时代人类除了能源需求，已经不再需要水、氧气、和各种复杂的食物，对的需求越来越单一，对环境破坏或依赖也将越来越小。

意识存在的方式会越来越高级，当发展到最高级状态时，意识很可能不再需要依赖任何载体存在，会以能量智能化方式，自由地穿梭于宇宙空间，那时，才是人类真正的自由，可以任意的操控自然和人造物体，意识既具有强大的个体力量，更有超强的集合力量，可以解决宇宙中出现的任何重大。

那个时候，只有宇宙灭亡才能毁灭人类，人类整体已经成为真正的不死之身。虽然无法避免宇宙灭亡带来的自身毁灭，但人类已经有能力延缓这种进程。

这时的人类文明至少已经发展到宇宙文明以上了，要达到这级文明至少需要亿年以上的努力。前景似乎很令人神往，但前提是现在的人类文明足够长命，尤其是在近几百年到千年间不会灭绝。

信马由缰想多了，欢迎拍砖，感谢阅读。

中国北京的冬天很冷，古代建筑师是怎样让紫禁城暖和的？

2002年杭州市各类高中招生考试

自然科学

本试卷用的相对原子质量：H－1 C－ 12 N－ 14 O－ 16 Ca－ 40

一、选择题（每小题4分，共24分，每小题只有一个选项符合题意）

1．下列属于一个种群的是( )

A．杭州市区所有的人B．生活在西湖中的鱼

C．临安天目山上所有的树D．乔司农场一块稻田中所有的昆虫

2．2002年4月17日，杭州地区阴有雨并渐止转阴，偏北风3——4级，白天最高温度17一18℃。这一天时间里杭州地区的大气状态及其变化称为( )

A．天气B．气候C．气象D．气候特征

3．在化学反应前后，下列哪种微粒的数目可能发生改变( )

A．分子B．原子C．质子D．中子

4．下列物质中属于二元碱的是( )

A．纯碱B．熟石灰C．碱式碳酸铜D．烧碱

5．如图为课本上的一个演示实验图，该实验表明了：( )

A．通电导体周围与磁体一样，存在着磁场

B．通电导体在磁场中会受到力的作用

C．闭合电路中的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动，导体中会产生电流

D．导体通电后会产生热能

6．下列叙述中，正确的是( )

A．运动员将标枪投出去，运动员对标枪没有做功

B．降落伞竖直下落，重力做了功

C．人提着重物在水平方向上通过一段距离，人的提力对重物做了功

D．小球在光滑的桌面上滚动一段距离，桌面对小球的支持力做了功

二、选择题（每小题3分，共48分，每小题只有一个选项符合题意）

7．2002年4月，以杭州华大基因研究中心和浙江大学生物信息学研究中心为主体的中国科学家成功破译了水稻基因组信息。下列有关水稻遗传物质的叙述错误的是( )

A．水稻基因实质上是水稻DNA分子上起遗传作用的一些片段

B．水稻抗病、抗倒伏、高产优质等一系列可遗传的性状均由基因决定

C．水稻DNA分子是一种大分子化学物质，相对分子质量较大

D．水稻、人类等生物体内的基因、DNA、染色体不可能发生变化

8．下列变化过程属于生物进化的是( )

A．恐龙蛋变成恐龙B．海洋变成陆地

C．类人猿变成人D．蝌蚪变成青蛙

9．下列实验操作正确的是( )

A.固体反应物在试管中加热时，试管口应向上倾斜，以免固体漏出

B. 用托盘天平称量物质时，直接用手取用砝码

C.．实验室化学反应后的废液都直接倒入下水道

D．烧杯和烧瓶都不可以直接用火焰加热

10．主持建立我国第一个原子核科学研究基地——原子能研究所，培养了大批中青年业务骨干，亲自参与我国第一次爆炸试验，为中国原子能工业的发展作出了巨大贡献的我国物理学家是( )

A．李四光B．袁隆平 C．钱三强D．沈括

11．如图所示为汽车驾驶室旁装的一块观后镜，它是( )

A．凸透镜，可以使成像清晰

B．凹透镜，可以使成像清晰

C．凸面镜，可以增大观察范围

D．凹面镜，可以增大观察范围

12．根据表1和表2的资料，利用你学过的物理知识，可以判断下列说法正确的是( )

A．沿海地区昼夜气温差异较大，而沙漠地区昼夜气温差异不大

B．南极的最低气温达一89．2℃，要测量南极的气温应选用水银温度计

C．汽车发动机里常用水来帮助散热

D．水达到0℃就一定会结冰

表1

物质 比热（焦/千克·℃）

水 4．2×103

冰 2．1×103

砂石 0．92 ×103

表2

晶体 熔点（℃）

固态酒精 － 117

固态水银 － 39

冰 0

13．有关分子的下列说法正确的是( )

A.物质都是由分子组成的

B．分子是化学变化中的最小微粒

C．在水汽化的过程中，水分子之间的距离变大了

D．固态和液态的物体能保持一定的体积，是因为分子之间只存在引力

14．从下列实验现象或操作中，得到的结论正确的是( )

A．往溶液中加入BaCl2 溶液生成不溶于稀硝酸的白色沉淀，说明溶液中一定存在SO42－

B．氢气可以在氯气中燃烧，说明燃烧并不一定需要氧气

C．往溶液中加入稀盐酸，有无色刺激性气体放出，说明溶液中有碳酸盐

D．氯化钠晶体不导电，说明氯化钠晶体中不存在离子

15．为了减少高速行驶的车辆产生的噪声对高速公路两侧单位、居民的干扰，常在高速公路的两侧架设具有一定高度的屏障。这种有效、可行的防止噪声的措施属于( )

A．堵塞感受噪声的器官 B．阻隔噪声传播的途径

C．控制产生噪声的声源 D．防止噪声产生回声

16．有资料说明，在刮龙卷风时，其大气压强可以达到 9×104 帕斯卡。在一座面积为 200米2 的简易平顶厂房中，当时的大气压强是 1×105 帕斯卡，如果此时龙卷风从厂房房顶上方刮过，那么大气对厂房房顶的作用力可能是( )

A．方向向上，2×106 牛B．方向向下，2×106 牛

C．方向向上，1．8×107牛 D．方向向下， 1．8×107 牛

17．X、Y元素都有三个电子层，且X元素最外层有2个电子，X，Y元素最外层有7个电子，则X和Y元素形成的化合物的化学式是( )

A．XY B．XY2 C．X3Y2 D．X2 Y3

18．人们在日常生活中经常饮用雪碧，下列有关雪碧的叙述正确的是( )

A．在饮用雪碧后的一段时间内，人体内血液的pH将上升

B．夏天饮用冰雪碧，喝后不久打嗝主要是因为雪碧受热，溶于雪碧中的CO2 溶解度变小，放出大量CO2 气体

C．往雪碧中滴入酚酞指示剂，雪碧变红色

D．喝雪碧后打嗝是一种热辐射过程

19．图中所示的电路中，A1和A2 是两个完全相同的电流表，均有“0－0．6A”“0－3A”两个量程。当开关S闭合时，两表均有正常的示数，且指针偏转的角度相同，则R1：R2为( )

A．l：4 B．4： 1 C．1：5 D．5：l

20．如图所示是火警自动报警原理图。发生火警时，将会发生下列变化：（a）温度升高使双层金属片弯曲；(b）接通触点使工作电路中有电流通过；（c）电磁铁有磁性；(d）衔铁被吸下； (e）接通触点使控制电路中有电流通过;(f)电灯亮、电铃响，发出警报。这些变化的正确顺序是( )

A．a、b、c、d、e、f

B．a、e、c、d、b、f

C．a、b、d、c、e、f

D．a、e、d、c、b、f

21．关于铁的下列说法正确的是( )

A．铁能和高温水蒸汽、硝酸锌溶液、盐酸发生置换反应

B．在铁制品表面涂油漆或电镀上一层其他金属，这两种防锈措施的原理是相同的

C．炼铁的过程是铁矿石（主要成分为 Fe3O4或 Fe2O3等）被氧化的过程

D．铁是地壳中含量最多的金属

22、氢燃料电池是当前为保护环境各国积极发展的一种新型的能源装置，它的基本原理是：以氢气和氧气为原料，通过电化学反应直接产生电能，运行时产生的温度一般不超过80℃，反应后的产物只有水。以下对氢燃料电池的叙述，符合事实的是( )

A．其能量转换过程是：化学能一热能一电能

B．氢气和氧气的化学能全部转化为电能

C．氢气在能量转化过程中被还原

D．氢燃料电池使用的能源是可再生能源

三、填空题（本大题共14分）

23．（5分）（1）某同学在杭州动物园观看马戏表演，只听驯兽员一声哨响，黑熊就开始表演骑自行车的“绝活”，当它表演完一个节目后，驯兽员便立刻喂它少许食物，驯兽员这样做的目的是用非条件刺激（食物）来强化和巩固黑熊已经建立起来的 ，此时驯兽员的“哨声”对黑熊来说是一种 刺激。

（2）有些西瓜味虽甜但籽很多，味甜是由于西瓜植株能够以CO2和H2O为原料通过_______作用合成糖类物质并积累在果实中；籽多是因为西瓜植株开花时雌蕊的______中含有多个________

24．（4分）某温带草原生态系统中有A、B、C、D、E、F等6种动物不表示绿色植物，它们相互间的关系是：①C捕食F、E、A；②B、AE捕食G；③D、A捕食B；④F捕食D和E。请回答：

(1）右图是该温带草原生态系统中的食物网简图，请在右图方框内填入正确的字母。

（2）此食物网有 条食物链，其中属于生产者的是 （填字母）。

25．（3分）在暂时缺乏同型血的紧急情况下，医生手术过程中给某AB型血患者体内缓缓输入了少量A型血，结果未发生凝集反应，手术取得了成功。上述临床输血实例中，尽管供血者的血清中有 凝集素能与受血者红细胞上的 凝集原相对抗，但由于少量A型血缓慢输入患者血液的过程中，其A型血的血清迅速被患者的血清所稀释，因浓度过低而无法使患者的红细胞发生凝集。另外，由于受血者的血清中没有 ，因此也无法使供血者的红细胞凝集。

26．（2分）下图所示曲线分别表示人体血液中O2和CO2含量的变化情况。请据图回答：

（1）血流通过B段毛细血管时，血液中氧气分子与血红蛋白迅速

（2）你认为B段毛细血管是肺泡毛细血管还是组织内的毛细血管？

四、填空题（本大题共24分）

27．（4分）晴朗的月夜，在钱塘江游轮上赏月，船到钱江一桥附近，已知此处水域水深为8米，月球到地球的距离为 3．84×105千米，赏月人低头看到江中月亮的像与湖面的距离为 千米。

28．（4分）如图所示是抽水机摇柄的示意图，O为支点，请在答题卷图中作出力F1、F2的力臂。

29．（5分）如图所示为通电螺线管的示意图，请在答题卷图中正确标上电路中电流方向，字母A表示的这一端为电磁铁的 极。

30．（5分）如图所示为某学校实验室的演示用插入式电阻箱，当把插头插入时，插头就把这电阻短路。当将图中电阻箱接入电路时，此电阻箱的总电阻是 欧。

31．（6分）据报道，为解决快捷运送人流，改善城市交通，上海市磁悬浮列车工程正式启动，第一列磁悬浮列车将在2003年初运行。磁悬浮列车运行的区间是从上海浦东地铁二号线一端的龙阳路到浦东国际机场，全长33千米，双线行驶，磁悬浮列车设计最大速度为

450千米/时，单向运行时间8分钟。如果在此区间运行过程中，只停靠一站，那么，停靠时间是 分钟。若列车总质量是10吨，磁悬浮列车行驶时，强大的磁力将列车托起10厘米，那么托起列车做功 焦。（设磁悬浮列车全程均用最大速度行驶）

五、填空题（本大题共22分）

32．（3分）在①石油②一氧化碳③硫酸钠这三种物质中有还原性的纯净物是 ，属电解质的是 ，属混合物的是 。（以上空格均填物质的序号）

33．（4分）(1）已知硫酸氢铀的电离方程式如下：NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO42－，其溶液的pH小于7，硫酸氢钠的物质类别是 ，往该溶液中加入锌粒，产生的现象是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿

（2）向澄清石灰水中通入过量二氧化碳气体，在这过程中，出现的现象是 ，溶液的质量变化情况是

34．（3分）现有A、B、C、D四种无色溶液，只知它们是盐酸、碳酸钾溶液、氯化钙溶液、硝酸银溶液，把这四种溶液两两混合进行实验，其有关现象如下：

A＋B→有气泡产生 A＋C→有沉淀产生

C＋D→有沉淀产生 B＋C→无明显变化

试根据上述现象，推断A、B、C的化学式为：A B C 。

35．（8分）氯化铁是一种良好的净水剂，化学上可以用多种方法来制取。请写出四种用铁及其化合物通过一步化学反应制取氯化铁的四个化学方程式：

① ②

③ ④

（注：碳酸铁不要作为反应物）

36．（4分）某工厂在装备一件设备时，不小心把一个用镁合金制造的精密空心小球掉到一个又深、又小的坚固水泥小洞中了，用各种工具都取不出来，有人提出往小洞中倒入某种溶液使小球浮起的方法。现有三种物质的溶解度数据：

③ 20 40 60 80 100

硝酸铜 125．l 159．8 178．8 207．8 239．6

硝酸钾 31.6 64．0 110．0 169.0 246．0

氯化钾 34．0 40．0 45．0 51．1 56．7

注：水的密度为 1克/厘米3，溶质溶于水后，溶液的体积变化忽略不计。

在保证不损坏小球的前提下，理论上可以用上表中 物质配制成溶液，倒入小洞中使小球浮起，该溶液的最低温度应保持在 ℃以上。（已知该小球的密度为1．64克／厘米3），在以上计算所得的最低温度时，该饱和溶液溶质的质量分数是 ；若小洞的容积为4000毫升，要配制4000毫升上述饱和溶液理论上至少需溶质 克。

六、简答题（本大题共17分）

37．（4分）某同学准备了如下实验器材：铁架台连铁夹一付、水槽一个、大号注射器一个、细玻璃管（一端技细，做成喷口）一根、橡皮管（连止水夹）一支、烧瓶、带孔的橡皮塞及水（红色）若干。他做了一个漂亮的喷泉实验：实验的结果是能够在烧瓶内看到从细玻璃管喷口喷出红色的水，然后几乎充满整个烧瓶。下面所示的两幅图是在实验过程中拍摄的其中二个实验步骤。请你根据图中的情况，用简要的文字说出这二个实验步骤，并说明能形成喷泉的原理。

38．（4分）右图为常用可加热的饮水器，为了方便地饮用水，在设计上用了不少自然科学的知识，请你对这种饮水器举出2个在设计上、结构上或使用中应用自然科学的知识的例子，并说出所依据的原理（道理）。

例：饮水器上有一只能指示有没有加热的指示灯。该灯是利用二极管在导通时会发光的原理制成的，它比较省电。

39．（6分）某班级的探究小组同学在学习了催化剂的知识后，他们想研究氧化铜能否在氯酸钾的受热分解反应中起催化剂的作用，设计了以下的对比实验和后续操作：

①任取两份氯酸钾，分别放入两支相同的试管，在其中一份中加入经精确称量的n克氧化铜粉末。

②将两份氯酸钾同时在相同的条件下正确加热，将放出的气体通入水中，观察放出气体的快慢。

③停止加热、冷却，将原先混有氧化铜的反应后的混合物加水溶解，小心过滤，得滤出物，洗涤并干燥。

④观察滤出物的状态和颜色。

⑤将滤出物和炭粉混合，在密闭容器中高温加热，将反应产生的气体通入澄清石灰水中，并观察实验现象。

（1）以上实验步骤，有一步不够严密，请指出是哪一步？

（2）要达到实验目的，除改进不严密的实验步骤外，还必须增加一个实验步骤，这个实验步骤是

（3）若用另一个实验装置和操作替换第5步实验，也可以达到实验目的，请把下图中仪器连接成一个符合实验目的的实验装置，这个实验装置的接口连接顺序是

接 ； 接 ； 接 。（气流的方向从左往右）

40．（3分）约二百多年前，很多人死于天花这种传染病，天花病人皮肤会长出很多小水泡。英国医生詹纳发现挤牛奶的女工经常染上一种类似天花但病症轻微的疾病（牛痘），而患过牛痘的女工一般不会染上天花。于是詹纳提出设：“……”。为了检验设，詹纳做了以下二个实验：

实验一：从牛痘病人的水泡中取出脓液并涂刮到一名健康但易染天花的男子皮肤上，结果此男子染上牛痘，但几天后即痊愈。

实验二：从天花病人的水泡中取出脓液并涂刮到患过牛痘的该男子的皮肤上，结果此男子没有染上天花。

（说明：上述实验是在受试男子事先知情并自愿参与的情况下进行的）

问：(1)詹纳提出的设是：

（2）实验二的结果表明，患过牛痘的男子体内已经产生了针对天花的 。詹纳通过人工种牛痘的方法使该男子获得了对天花的免疫力，这种免疫叫做

七、分析、计算题（本大题共31分）

41．（5分）人们注意到，中国是个人口众多的发展中国家，西方国家的发展模式不完全适用于中国。例如以植物性食物为主的中国人，如果牛肉的平均消费水平只要达到美国人的1/2，则每年需要增加粮食1．64亿吨，用于增加饲料供应。如果生产每吨粮食需提供0．l吨氮元素，则

（1）如需要的氮元素都由尿素[CO（NH2）2 〕这种化肥提供，则中国每年需要多增产尿素 亿吨。（结果取两位小数）

（2）尿素生产原理为

CO2＋2NH3 CO(NH2)2＋H2O

根据上题计算结果，为增产所需的尿素，需要再建年产 20万吨的合成氨（NH3）工厂几座。（列式计算，工厂数取整数。）

42．（5分）旅游用的游艇上常常备有救生衣（一种颜色比较鲜艳的背心，并用密度比较小的发泡材料做成内胆），请你用下面给定的要求和数据来设计救生衣：①按能救护的人的质量为80千克设计②为了保护人的安全，穿上该救生衣能使人的10％的体积露出水面Z③发泡材料的密度为0．01 ×103千克/米3；④做救生衣的面料及其它辅料的质量不计；⑤人的密度可近似地取 1×103千克／米3。

请回答：

（1）为什么要用颜色比较鲜艳的面料来做救生衣？

（2）计算做一件这种救生衣的发泡材料的最小质量。

43．（7分）如图，是供电设备向居民楼用户输电的示意图，为保证居民楼内的用户所有用电器都能正常工作，居民楼的输入导线间的电压必须保证为220V。某居民楼内消耗的用电器功率如下表所示：

电 器 名 称 总 功 率（千瓦）

照明电器 4

厨房电器 13

空调 18

其他电器 9

求：（1）该居民楼所有用电器的总功率为多少千瓦？

（2）当所有的用电器均正常工作时，通过输电线的电流为多少安？

（3）若输电线的总电阻力0．l欧，居民楼内由于家用电器的增加，将向供电部门申请“增容”，即增加用电功率。当居民楼的用电器的额定功率增加到88千瓦，所有用电器均在正常工作的时候，输电线路损失的功率比“增容”前增加了多少千瓦？

44．（8分）据报道近年太湖流域某些河道水葫芦（一种水生植物）过量繁殖，泛滥成灾，后又腐烂，造成河道堵塞，养殖的鱼类大量死亡。造成水葫芦过量繁殖的主要原因是 。而养殖的鱼类大量死亡的直接原因是 。要防止这种情况发生，除了在农田中施用化肥要适量并防止流失或人工打捞水葫芦外，还可以取的措施是 . （举出一种即可）。水葫芦中含有较多的有机物质，如何化害为利，加以利用，也是人们思考的问题。请举出一种利用水葫芦的方法 .

45．（6分）超市中有一种称之“一拉热”方便加热食品，加热剂是分开包装的生石灰和水，使用时将绳子一拉，生石灰和水反应，放出热量，加热食品。

(1）在保持生石灰和水的总质量不变的情况下，要使反应后的温度最高，则生石灰和水的质量之比是 。

（2）如果要测定“一定量的氧化钙和足量水反应放出的热量（Q）”，现有以下仪器：烧杯、玻棒、温度计、酒精灯、托盘天平，其中不需要的是 。

（3）在测定过程中已测定的数据是：水的质量m1、反应前水的温度t1、水中加入氧化钙后悬浊液的最高温度t2，你认为除了以上数据外还需要测定的数据是 。（用文字叙述，再用符号表示）

（4）一定量的氧化钙和水反应放出的热量（Q）的计算式是 。

（设：测定过程中放出的热量没有损失；反应的容器不吸热；加入的氧化钙和反应前的水的温度相同；生成的氢氧化钙悬浊液的比热为“c”）

时代发展真的越快越好吗作文素材

《月曼清游图》册之十一月“围炉博古”，画面正前方和柱子后侧为清人冬季取暖的熏笼，由炭盆及制作精美的透气笼罩组成。

一到冬天，南方要求集中供暖的呼声就会此起彼伏，因为羡慕北方寒夜里室内的温暖如春，有媒体指出，南方供暖已成共识，取暖模式（集中、分散供暖）尚存争议。可见，暖气已逐渐成为现代人的过冬标配。可在没有暖气和空调的古代，人们如何过冬？

从火堆到火塘

对生活在温带的旧石器时代早期人类，尤其是距今约28万年的辽宁营口金牛山人来说，要度过一年当中最难挨的一段时光，唯有靠火。火的使用和控制，是人类数百万年进化过程中的关键一步。有了火，先民们告别“茹毛饮血”，吃上熟食这一饮食习惯的改变，间接促进了人类大脑、体质的进化。据测定，金牛山人脑容量为1390毫升，比周口店北京人脑容量平均值（1088毫升）多，接近现代东亚人脑容量平均值（1415毫升）。他们虽然不会人工取火，但已想尽各种办法将火引入山洞，通过不断添加树枝、柴草的方式保持火的燃烧，并在固定的地方保存火种，借此抵御寒冷的侵袭与野兽的攻击。

考古学家曾在金牛山人居住的洞穴里发现大量用火遗迹和遗物，仅灰烬堆就发现了11个，其平面、剖面都比较规整，灰烬堆周围，遍布烧骨和被火烧过的石块。专家推测，金牛山人经长期摸索，已学会在火堆旁垒起圆形的石头圈，以便更好维持火势，保存火种。白天，他们出外打猎，集植物和果实，晚上回到洞穴后，扒开封火的火堆，金牛山人围坐在一起，享受烤好的美食，度过漫漫冬夜。

新石器时代，随着人们由—集向农耕生活方式的转变，因烧烤、取暖生起的火堆被搬到了室内，早已掌握人工取火的仰韶文化居民们，在其定居的房屋中心部位，往往会挖出一个小坑，四周垒上砖石，中间用来生火取暖、做饭，这就是火塘的由来。

火塘形状多呈不规则的圆形、方形或是瓢形，位置一般面对门道，既有助于吸收氧气助燃，又能阻挡寒风。火塘边上有时还埋有陶罐，罐中满是火种炭灰，可随时将火塘的火重新点燃。人们的室内生活基本围绕火塘展开，烹饪、进食、取暖、议事、睡眠都在火塘边进行，商周时代也是如此。一直到现在，火塘仍是南方一些少数民族家庭的核心场所，在普米族、纳西族、白族、傣族等少数民族人眼中，火塘不仅用来烹饪、取暖，也是最神圣所在，是家族昌盛的象征。

最早的壁炉和温室

春秋时期，出现了可移动的取暖器具燎炉。从河南省新郑县李家楼出土的“王子婴次”青铜炉（高11.3厘米，口纵45厘米，口横36.6厘米）可看出，此时火盆腹部较浅，形制小而简单。与炉配套出土的炭箕或漏铲，用来转移火种和添加木炭。这种小型火盆虽然便利，提供的热量终究有限，如何让整屋暖和起来，达到温暖如春的效果，古人做出了很多探索。

有人发现地面被火烤热后不但不会潮湿，还会长时间保持适宜的热度，于是有意识地将地面烤热，坐卧其上，这种“烧地卧土”的取暖方式便是最早的火炕原型。春秋时期宋国一个叫做柳的宦官就是通过上述方式赢得了宋元公的宠爱。柳曾服侍宋平公多年，宋元公还是太子时就十分讨厌他，一度想置其于死地。宋平公去世后，失去靠山的柳想尽办法讨好元公。依规定，在寒冬十二月守丧，宋元公不得“衣狐裘，坐熊席”，但元公的席位总是暖和的，原来是柳预先用炭火将席位烤暖，待元公将至再将炭火去掉。屁股暖暖的元公一高兴，柳便保住了性命，再次成为宠臣。

不过，这种情况只适用于小范围取暖，毕竟大面积烧地太过消耗能源，又会在屋内产生大量烟尘。为了解决寒热不均、乌烟瘴气的情况，秦代建筑师们为秦王设计了大型取暖设施壁炉──14年在秦都咸阳一号建筑遗址中被发现。这些壁炉宽1.2米，纵深1.1米，高1.02米，炉身由土坯砌造，炉膛呈覆瓮形，可使热气在膛内有充分回旋余地，便于炉烟迅速排出。“入”字形的炉顶有利扩大散热面积。炉口前有灰坑，炉左侧有存放木炭的炭槽，木炭燃烧时间较长，可长时间保持室温。壁炉被发现时上部建筑已被毁坏，无法得知烟道样式。专家推测，发现的3座壁炉有2座供浴室暖用，1座似高级统治者专用。

花椒不仅可以当作香料，还“性温”，将其捣碎了和泥涂在墙壁上可使人感觉到温暖，以花椒为保温材料的“温室”相继出现在西汉皇宫和贵族家中。典型代表如西汉未央宫里的“温室殿”。“温室殿”建于汉武帝时期，殿内“以椒涂壁”，设有壁炉，挂有大雁羽毛做成的帷幔，地上铺放着来自西域的毛毯。皇帝经常在此与朝臣商议国家大事。因椒泥良好的保温性能，“温室殿”冬季还可陈列花木，成为一时奇观。

这种富贵人家在冬天“捣椒泥四壁”，布置温房的做法一直延续到唐代。一到长安大雪天，豪贵家里“到处爇红炉”，夜夜弦歌宴饮。木炭为人工烧成，在当时仍属“奢侈品”，只有上层人士用得起。唐天宝年间，宫里曾收到一批从西凉地区运来的“瑞炭”百条，“各长尺余，其炭青色坚硬如铁”，烧于炉中，无焰有光，每条可烧10日，热气逼人使人无法接近。

居家必备神器

俗话说，人冷先冷四肢，今有火笼、暖手、暖脚宝等各种神器，古也有熏笼、手炉、汤婆子等小型取暖用具。如今常为南方所用的火笼很可能就是由熏笼演变而来。熏笼为先秦时的熏衣用具，人们用竹篾编作透空的网罩，其下置炉，炉上置炭，或添香草，用以熏香衣物。从出土实物来看，熏笼不大，高度在20厘米左右。南北朝出现的竹火笼与其类似，加上提梁后可随身携带，火笼内有红泥小炉，放置炭火用，将竹火笼放入衣袖内，周身可暖。

武则天时期，有人设计了一种迷你取暖神器，名“卧褥香垆（炉）”，其实就是香球与迷你火炉的结合。拿来放在被子里取暖、熏香用。它的构造十分精巧，由几个轴心线相互垂直的金属环构成，中央轴心处安装有置放木炭的容器，外面以镂空金属球包裹。神奇之处在于，任凭球体香炉怎么旋转，燃点木炭的容器始终处于水平位置，丝毫不用担心火炭会倾覆、外泄，放进被窝里安全又方便。

铜的导热性能好，人们在椭圆形的铜质炉内放火或是尚有余温的灶灰，炉子外加罩，炉上加上小提手，便成了握于手中、暖手暖心的手炉。手炉是明清帝后、嫔妃们常用的取暖神器，在清人陈枚为描绘宫廷嫔妃深宫生活所做的《月曼清游图》册中，嫔妃们手中的手炉，看起来跟小茶壶一样，金光闪闪。

民间常用的一种取暖神器则是起源于宋朝、名为“汤婆子”的金属圆壶，一般以铜、锡制成，使用方法与热水袋类似。冬天在圆壶里装上热水，拧上盖子，包上布，放入被窝中暖脚，又得名“脚婆”。这汤婆子不容易损坏，特别实用，有了它，宋人黄庭坚能“夜夜睡到明”。一直到现在，“汤婆子”都是南方很多家庭必备的过冬神器。

没棉花前穿什么取暖

冬季呆在室内当然是最好的选择，如果非要出门，古人如何保暖？靠羽绒服、棉衣？──这些在唐宋之前都还没有出现。那穿什么取暖？有钱人家当然穿由狐狸皮、貂皮等贵重兽皮制成的裘，平民百姓则选择粗糙、价格低廉的羊皮、狗皮，或以丝绵、麻絮填充衣物。

唐宋时期，造纸业和造纸技术大为发展，用于取暖的纸衣、纸被相继出现。如果拿现在又轻又脆的纸做一件衣服、一套被子，你肯定会严重怀疑它的可用性，更别提保暖了。可那时的纸不一样，多为以树皮为原料的皮纸，坚韧敦厚，特别是宋代纸衣、纸被用料，主要为拉力强、耐折耐磨的楮树皮纸，只要控制好一定的厚度和打浆度，就可制成既便宜又能挡雨露风寒的纸衣。

起初，穿纸衣只是无布可衣的穷人的无奈之举。当时的制作工艺相当原始，就是拿几张纸粘结起来，围身挡寒。至宋代，制作纸衣已成为专门的行业，有一套完整的工序：首先为处理纸衣料，“每一百幅用胡桃、乳香各一两煮之，不尔，蒸之亦妙，如蒸之即恒。洒乳香等水，令热熟阴干”。然后将纸卷在箭杆上，通过各种方式让它变得柔韧。接着才是剪裁缝补、增添衬里等各种工序。纸衣里纳麻絮，便成纸袄。再往大了做，就成了纸被。

纸衣价廉，方便制作，严冬时节给流落街市的乞丐散发纸衣成为宋代官方济贫举措，有的机构直接散发纸被，节省经费。纸料的洁白轻软，“无声白似云”（陆游语）颇符合宋代文人士大夫的美学趣味，着纸衣、盖纸被成为当时文人圈的一种风尚。

对于纸被在大雪天带来的温暖，陆游深有体会，他曾写诗感谢赠其纸被的友人，赞叹道，“纸被围身度雪天，白于狐腋软如绵。”如果纸被变脏变旧，吱吱作响了，大生活家苏东坡教你应对方法，“纸被旧而毛起者，将破，用黄蜀葵梗五七根，捶碎，水浸，涎刷之，则如新，或用木槿叶捣水，刷之，亦妙。”纸衣、纸被的最大问题在于不透气，长期用对身体不好，所以冬天防寒还得将布衣、纸衣换着穿。

紫禁城里的“地暖系统”

“南人习床，北人尚炕”，千年间火炕伴随北方人度过了无数个寒冬。至迟在魏晋时期，东北地区已有使用火炕的记录，当时方法比较原始，白天，人们在灶台煮饭做菜，晚上撤去炊具，堵上火孔，置席睡卧其上。这就是原始的“暖床”。后来，暖床经过不断改造与完善，与灶分离成用烟道相连接的两体，烟道里的烟顺着屋外烟囱排出，火炕就此产生。

辽金之际，火炕技术发展到相当完善的程度，“人们以土做炕床，一面连墙，一面有火门，炕内中空如盆。天冷时，开火门点火借以取暖；天热时，闭火门用以纳凉。”金人睡觉、饮食均在炕上进行，就连“金主聚诸将共食”，接见异国使臣大设国宴，也是在炕上“用矮台子，或木盘相接”。

南宋文人朱弁（朱熹叔祖）曾自荐为宋朝使节赴金，在北方被扣留多年，当他看到火炕时，简直惊呆了，原来冬天可以这么温暖！不由得写诗感叹连貂皮衣服都无法抵御的北方严寒问题，就这样被暖洋洋的火炕解决了（“御寒貂裘弊，一炕且踪伏”）。

明清定都北京，偌大紫禁城里，如何取暖成了重要问题。建筑师们根据火炕原理，发明了火地取暖法，即在紫禁城宫殿下面铺设地下火道，或在炕床下砌火道，然后在殿外廊下灶口处烧炭，由此产生的热气通过火道传到室内地面，从而实现地暖功效。

火地由烧火用的工作坑、炉膛、主烟道、支烟道、排烟道几部分组成。工作坑设在室外，深约1米，不用时用木板盖上，如平地一般，用时则掀开木板，由专管点火烧炕的太监下到工作坑里去烧炭。排烟道也在室外，如此一来可避免烟灰污染，又可保障炭火热气沿着主、支烟道分流到各个烟室、地面，确保受热面积均匀、温和。如若在有火道流通的地方以木板隔断将此区域包围起来，便成了名副其实的暖阁，皇宫里东西暖阁取暖的奥妙就在此。

意大利传教士马国贤深受康熙皇帝赏识，在紫禁城呆了13年，对宫中取暖方式印象深刻。他说，“北京冬天使用的炉子，不像我在德国、荷兰和英国见的炉子。欧洲的炉子立在房间里，像小灶一样。这儿的炉子在室内不占地方，热量通过火道传导到室内，这些火道完全铺设在地板的下面。按照欧洲取暖的方法，当我们双足还冷时，头已很热了。在北京双脚却总是舒适而暖和。适度的热量均匀地充满在房间的每个角落。”

方舟生存进化空调火堆温度

我们要适应社会和时代的发展

人需要有适应环境的能力

适应并不意味着随波逐流

变革要适应实际的需要

适应并不意味着无所作为

适应意味着宽容地接受

相互适应能创造良好的人际关系

变不适应为适应要有一个过程

名言

生活是不公平的，你要去适应它。——比尔·盖茨

明白事理的人使自己适应世界；不明事理的人想使世界适应自己。——萧伯纳

既然不能驾驭外界，我就驾驭自己；如果外界不适应我，那么我就去适应他们。——蒙田

只有服从大自然，才能战胜大自然。——达尔文

随机应变是才智的试金石。——莫里哀

缘道理以从事者，无不能成。——韩非

圣人不能为时，而能以事适时，事适于时者其功大。——《吕氏春秋》

看菜吃饭，量体裁衣。——俗语

在罗马就要按照罗马的方式办事。——英国谚语

随机应变、因时制宜。——谚语

经典素材

“走出去”

（适应时代的要求）

“走出去！”随着中国加入WTO，中国的众多商家渴盼“走出去”的心情也更加迫切。

在2001年的世界华商大会上，很多参会的中国内地企业家向记者表达了“走出去”的强烈意愿。山东省金王集团董事长温永林说，第六届世界华商大会在中国内地召开，使我们有机会在家门口认识了一大批在国外卓有成就的华商，向他们当面讨教，这为我们企业的下一步走出去战略打下了基础。上海南极人企业发展有限公司董事长张玉祥也表示，他参会的惟一目的就是希望与从事服装行业的海外华商直接交流，谋求合作。

实际上，以家电企业为首的中国内地企业早就开始了“走出去”的历程。

迄今为止，格力在巴西建立了年产20万台的空调厂；小天鹅在俄罗斯建立了洗衣机厂；海尔在美国建立了年产50万台的冰箱厂；春兰、海信在巴西建立了空调厂；澳柯玛也准备在越南、埃及、巴西建立自己的冷柜厂……

面对不可逆转的全球化趋势，中国内地企业怎样才能有效地应对挑战，抓住机遇，使自己的企业真正成为全球化的世界经济的一部分呢？怎样才能更好地实施全球化战略，走出去，使“小泥鳅”变成“过江龙”呢？这是本次华商大会上国内很多企业家关心的共同话题。不同的人在这次会议上寻到的答案各不相同。

孙惠平的故事

（找到适合自己的位置）

孙惠平是天津第一纺织机械厂的下岗女工，6年前因肠穿孔和胆病做了两次大手术。面对企业的困难，看着那堆报销不了的医药单子，她坐卧不安。她曾尝试过好几份工作，但都因身体不适或环境局限而失败。后来，她到一个公办幼儿园打工，照看一个弱智班，但毕竟是打工族，受制约较多，最后，还是离开了那里。但是有3个家长仍把孩子送到她家，此举使她树立了信心，她决定在家里开办弱智幼儿学前班。6年来，她教育培养了近百名弱智儿童。他们中大多数人的智商，从刚入学的20左右提高到70左右，有90%的弱智儿童被各区的启智学校录取。

人生不会一帆风顺，但是，总有我们能够做好的事情，能够适应的事情。

树木为何不能无限长高

（压力与适应）

世界上的树木，包括高 132米的桉树、115米的红杉，为何不能无限长高呢？

根据达尔文“自然选择”理论，树木是适应环境的佼佼者。试想，如果树木无限地长高，那就要招来风折雷劈等横祸，还会造成阳光、氧、水、养料供给不足，并受到温度等限制。自身支撑能力也是大问题。拿支撑树身重量的树干来说，设一棵树长度和直径都增加一百倍，其体积增加100万倍，重量也会增加同样的倍数，而树干的抗压力是跟截面积成正比的，即只能增加1万倍，因此，每立方厘米的截面积上要受到100倍的负载。显然，如果树干的几何形状始终跟原来的相似，树干就要被自身的重量压垮。因此，树木在适应外界环境的进化过程中，它的高度受到了限制。当然侧枝的生长也抑制了顶枝的生长。这就是树木为什么不能无限长高的原因。

攀登着的植物

（生存压力下的适应）

植物学家对阿尔卑斯山脉的植被考察之后，发现了一个奇怪现象：最近100年来，许多高山上的植物品种正在增加，许多山底牧场上开放的花已经开到了海拔2000米的高山雪带上，而原先雪带上的植物则超过雪带向更高处攀登。植物学家研究了有关科学文献发现，造成这种情况的主要原因是阿尔卑斯山地区的气温逐渐升高，这些适宜在低气温环境里生长的植物为了寻找适宜的温度，不得不向更高的山上“攀登”。植物学家还发现，它们的生命力要比以前还强盛得多。 这是一个十分有趣的现象。许多植物对自然界都有灵敏的反应，并且不断调整自身的生存状态。如干旱可让植物的根深扎于泥土中，风力大的地区的植物长势更牢固。生长快的植物材质松软，生长慢的植物材质坚硬。

世界最大的能量源是太阳能？

方舟生存进化之中空调提供的是恒温环境，并且空调是会自动调节温度的，因此玩家无法手动调节空调的温度。如果玩家在孵蛋的过程中遇到了空调没办法调整到足够高的温度的情况，说明玩家的空调可能数量不够。如果空调无法提供足够高的温度玩家只需要在空调房里面放上火把就可以了，这样温度可以有效地提升。

游戏特点

游戏将会支持PS4的最新VR虚拟现实设备ProjectMorpheus。玩家在游戏中可以拥有自己的私人局域网服务器，并将支持玩家自建mod。

此外玩家们还需要通过策略战术来驯服游戏中出现的各种恐龙和其他原始生物，并利用他们来跨越海陆空甚至进入地下世界。玩家们可以利用本作中深入的角色扮演系统来充分打造自己角色的长处，并获得各种物品、技能和宠物等。

动植物的生长、人类的活动都无法离开太阳。这个发光发热的大火球已经存在了50亿年之久。你是否了解太阳？人类是否能够从距离地球1.5×108km的太阳上获取所需的能源？

答案是肯定的。

地球上的风能、水能、海洋温差能、波浪能和生物质能等能源都来自于太阳，即使是地球上的化石燃料（如煤、石油、天然气等），从根本上说也是远古以来储存下来的太阳能。

世界上最丰富的永久能源是太阳能。地球攫取的太阳辐射能通量为1.7×1014kW，比核能、地热和引力能储量总和还要大5000多倍。其中约30%被反射回宇宙空间，47%转变为热，以长波辐射形式再次返回空间，约23%是水蒸发、凝结的动力以及风和波浪的动能，植物通过光合作用吸收的能量不到0.5%。地球每年接收的太阳能总量为10×1018kW?h，相当于5×1014bbl原油，是探明原油储量的近千倍，是世界年耗总能量的一万余倍，正如通常所说的“取之不尽、用之不竭”。虽然太阳辐射能的通量密度较低，太阳光通过大气层会进一步衰减，还会受到天气、昼夜以及空气污染等因素的影响呈现间歇性质，但如果系统配置储热装置，做到热能能级的合理匹配，就可以使太阳能发挥最佳效益。在能源和环境问题日益凸现的今天，太阳能作为一种可再生的清洁能源被人们誉为21世纪最有希望的能源（赵斌等，2012）。

太阳能是指太阳的热辐射能，主要表现形式为太阳光线。广义上的太阳能也包括地球上的风能、化学能、水能等。太阳能是由太阳内部氢原子发生聚变释放出巨大核能而产生的辐射能量。人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳；植物通过光合作用释放氧气、吸收二氧化碳，并将太阳能转变成化学能在植物体内储存下来；煤炭、石油、天然气等化石燃料也是由古代埋在地下的动植物经过漫长的地质年代演变形成的。此外，水能、风能等也都是由太阳能转换来的。

生命自地球上诞生以来，就主要以太阳提供的热辐射能生存，在化石燃料日趋减少的情况下，太阳能已成为人类使用能源的重要组成部分，并不断得到发展。太阳能既是一次能源，又是可再生能源。它既可免费使用，又无需运输，对环境无任何污染，为人类创造了一种新的生活形态，使社会及人类进入一个节约能源减少污染的时代。

一、太阳能的特点

（一）太阳能的优点

（1）普遍：太阳光普照大地，没有地域的限制。无论陆地或海洋，无论高山或岛屿，处处皆有，可直接开发和利用，且无须开和运输。

（2）无害：开发利用太阳能不会污染环境，它是最清洁能源之一，在环境污染越来越严重的今天，这一点是极其宝贵的。

（3）巨大：每年到达地球表面上的太阳辐射能约相当于130×1012t煤，其总量为现今世界上可以开发的最大能源。

（4）长久：根据目前太阳产生的核能速率估算，其氢的储量足够维持上百亿年，而地球的寿命也约为几十亿年，从这个意义上讲，可以说太阳的能量是用之不竭的。

（5）经济：太阳能的长期发电成本低，是21世纪最清洁、最廉价的能源。

（二）太阳能的缺点

（1）分散性：到达地球表面的太阳辐射的总量尽管很大，但是能流密度很低。平均说来，北回归线附近，夏季在天气较为晴朗的情况下，正午时太阳辐射的辐照度最大，在垂直于太阳光方向1m2面积上接收到的太阳能平均有1000W左右；若按全年日夜平均，则只有200W左右。而在冬季大致只有一半，阴天一般只有1/5左右，这样的能量密度是很低的。因此，在利用太阳能时，想要得到一定的转换功率，往往需要面积相当大的收集和转换设备，造价较高。

（2）不稳定性：由于受到昼夜、季节、地理纬度和海拔高度等自然条件的限制以及晴、阴、云、雨等随机因素的影响，到达某一地面的太阳辐照度既是间断的，又是极不稳定的，这给太阳能的大规模应用增加了难度。为了使太阳能成为连续、稳定的能源，从而最终成为能够与常规能源相竞争的替代能源，就必须很好地解决蓄能问题，即将晴朗白天的太阳辐射能尽量储存起来，以供夜间或阴雨天使用，但目前蓄能也是太阳能利用中较为薄弱的环节之一。

（3）效率低和成本高：目前太阳能利用的发展水平，有些方面在理论上是可行的，技术上也是成熟的。但有的太阳能利用装置，因为效率偏低、成本较高，总的来说经济性还不能与常规能源相竞争。在今后相当一段时期内，太阳能利用的进一步发展，主要受到经济性的制约（闫云飞等，2012）。

二、太阳能的分布

我国幅员辽阔，有着十分丰富的太阳能。据估算，我国陆地表面每年接收的太阳辐射能约为50×1015MJ。全国各地太阳辐射总量为3350～8370MJ/cm2，平均值为5860MJ/cm2。从全国太阳年辐射总量的分布来看，西藏、青海、新疆、内蒙古南部、山西、陕西北部、河北、山东、辽宁、吉林西部、云南中部和西南部、广东东南部、福建东南部、海南岛东部和西部以及台湾西南部等广大地区的太阳辐射总量很大。青藏高原地区的太阳辐射总量最大，四川和贵州两省的太阳年辐射总量最小（王峥等，2010）。

我国太阳能分布的主要特点有：太阳辐射总量的高值中心和低值中心都处在北纬22°～35°这一带，青藏高原是高值中心，四川盆地是低值中心；太阳年辐射总量，西部地区高于东部地区，而且除西藏和新疆地区之外，基本上是南部低于北部；由于南方多数地区云、雾、雨多，在北纬30°～40°地区，太阳辐射总量的分布情况与一般的太阳能随纬度而变化的规律相反，太阳能不是随着纬度的增加而减少，而是随着纬度的增加而增加。按接受太阳能辐射量的大小，全国大致上可分为5类地区（表4-1）。

表4-1　我国太阳能分布状况（据王峥，2010）

一类地区：年日照时数为3200～3300h，年辐射总量为6690～8360MJ/cm2。相当于225～285kg标准煤燃烧所发出的热量，主要包括青藏高原、甘肃北部、宁夏北部和新疆南部等地。这是我国太阳能最丰富的地区，与印度和巴基斯坦北部的太阳能相当。特别是西藏，地势高，太阳光的透明度也好，太阳辐射总量最高值达9210MJ/cm2，仅次于撒哈拉大沙漠，居世界第二位，其中拉萨是世界著名的阳光城。

二类地区：年日照时数为3000～3200h，年辐射总量为5852～6690MJ/cm2，相当于200～225kg标准煤燃烧所发出的热量，主要包括河北西北部、山西北部、内蒙古南部、宁夏南部、甘肃中部、青海东部、西藏东南部和新疆南部等地，此区为我国太阳能较丰富区。

三类地区：年日照时数为2200～3000h，年辐射总量为5016～5852MJ/cm2，相当于170～200kg标准煤燃烧所发出的热量，主要包括山东、河南、河北东南部、山西南部、新疆北部、吉林、辽宁、云南、陕西北部、甘肃东南部、广东南部、福建南部、江苏北部和安徽北部等地。

四类地区：年日照时数为1400～2200h，年辐射总量为4180～5016MJ/cm2。相当于140～170kg标准煤燃烧所发出的热量。主要是长江中下游、福建、浙江和广东的一部分地区，春夏多阴雨，秋冬季太阳能还可以。

五类地区：年日照时数约1000～1400h，年辐射总量为3344～4180MJ/cm2。相当于115～140kg标准煤燃烧所发出的热量，主要包括四川、贵州两省。此区是我国太阳能最少的地区。

一、二、三类地区，年日照时数大于2000h，年辐射总量高于5852MJ/cm2，是我国太阳能丰富或较丰富的地区，面积较大，约占全国总面积的2/3以上，具有利用太阳能的良好条件，四、五类地区虽然太阳能条件较差，但仍有一定的利用价值。

三、太阳能的利用

太阳能的利用是指太阳能的直接转化和利用。中国蕴藏着丰富的太阳能，太阳能利用前景广阔。目前，我国已是全球太阳能热水器生产量和使用量最大的国家以及重要的太阳能光伏电池生产国。

（一）利用太阳能的方式

太阳能的利用主要包括光—热转换、光—电转换和光—化学转换三种方式。

1．光—热转换

太阳能的光热利用是最主要的利用方式，其基本原理是将太阳辐射能收集起来，直接或间接转化成热能加以利用。其中太阳能的收集装置——太阳能集热器（图4-1），是太阳能热利用的核心。目前使用最多的太阳能集热器为平板型集热器和聚焦型集热器。

图4-1　太阳能集热器的原理

太阳光热利用根据所能达到的温度和用途的不同，又分为低温利用（＜200℃）、中温利用（200～800℃）和高温利用（＞800℃）。目前低温利用主要有太阳能热水器、太阳能干燥器、太阳能蒸馏器、太阳房、太阳能温室、太阳能空调制冷系统等；中温利用主要有太阳灶、太阳能热发电聚光集热装置等；高温利用主要有高温太阳炉等。

太阳辐射光源透过玻璃盖板，被太阳能热水器集热板吸收后沿肋片和管壁传递到太阳能热水器吸热管内的水。太阳能热水器吸热管内的水吸热后温度升高，密度减小而上升，形成一个向上的动力，构成一个热虹吸系统。随着热水的不断上移并储存在储水箱上部，同时通过下循环管不断补充温度较低的水，如此循环往复，最终太阳能热水器整箱水都升高至一定的温度。现有的平板式太阳能热水器集热器，基本上都用结合良好的多管组合方式，如滚压或压延方法等，其中走水管子与吸热板之间的热阻几乎可以忽略。影响平板式集热器板芯性能的主要因素，一是结构设计，二是表面吸收涂层。

太阳能热水器的技术要求不高，但其经济性、实用性却很高。近年来在中国，太阳能热水器生产企业已超过千家，年产值超过1000万元的较大型企业约100家，从事生产的职工包括营销人员超过50万人。中国已成为全世界太阳能热水器年产销量及保有量最大的国家。但家庭太阳能热水器全国平均普及率仍未超过10%，所以很有市场前景（官贞珍等，2009）。

2．光—电转换

未来太阳能的大规模利用是太阳能发电。利用太阳能发电的方式有多种，目前已经使用的主要有以下两种：（1）光—热—电转换。即利用太阳辐射所产生的热能发电。一般是用太阳能集热器将所吸收的热能转换为工质的蒸汽，然后由蒸汽驱动汽轮机带动发电机发电。前一过程为光—热转换，后一过程为热—电转换。（2）光—电转换。其基本原理是借助光生伏特效应将太阳辐射能直接转换为电能，即太阳能光伏发电，其转换元件为太阳能电池（图4-2）。

将太阳能转化为电能，一直是人类美好的理想。1954年美国贝尔实验室制成了世界上第一块单晶硅太阳能电池，从此，人类这一理想就逐渐转变为现实。太阳能电池是将太阳能转化为电能的装置，是由各种具有不同电子特性的半导体材料制成的平面器件，具有强大的内部电场。内部电场在太阳光的照射下，发生了电子和空穴的分离，电子和空穴分别向两个相反的方向移动，正、负电荷分别聚集而产生电动势，即在太阳能电池的正面和背面之间产生电压，接通外电路后就能输出直流电流。近年来，太阳能电池已发展为以硫化镐、砷化稼等新型半导体材料为基础的无机太阳能电池和以份菁（又称都花菁）、酞菁及叶绿素等为基础的有机太阳能电池。太阳能电池的效率（即光能转化为电能的比例）也得到很大的提高，例如单晶硅太阳能电池的效率从最初的6.0%提高到24.7%；薄膜碲化镉太阳能电池的效率为16.4%；在单晶硅片上、下表面分别沉积P型和N型非晶硅薄膜制成的HIT型电池，效率已达21.0%。当今世界上光电转化效率最高的当属砷化镓多结太阳能电池，它在聚光265倍的阳光条件下，光电转化效率已高达35.0%，并向40.0%的高峰攀升。

图4-2　太阳能电池及其原理

太阳能电池的应用非常广泛，可较好地应用于交通工具。美国研制了一种新型的太阳能电池驱动的飞行器，称“太阳神原型机”。该机质量只有700kg，翼展74m，机翼上面装有6.5万块太阳能电池板，首次试飞就成功地升到24.7km的高空，理论飞行高度可达30.9km。该飞行器的研制是航天航空技术领域的一次革命，显示了太阳能电池在飞行器上的广阔应用前景。太阳能电池在车、船上的应用研究也相当成功，例如，日本京瓷株氏会社和Kitami理工学院共同研制开发的太阳能汽车“蓝鹰”号，在第五届世界太阳能汽车拉力赛上表现非常突出。澳大利亚的太阳能汽车Aurora101，外形新颖别致，像个飞碟，行程3010km，仅耗时41.1h，平均速度达72.96km/h。2013年12月15日，中国首辆月球车“号”顺利在月球着陆，号就是通过太阳能电池板（由两个太阳电池阵、一组锂离子电池组、休眠唤醒模块、电源控制器组成），利用太阳能为车上仪器和设备提供电源，耐受月球表面真空、强辐射、-180～150℃极限温度等极端环境，显示了太阳能电池在我国航空航天事业上的应用，为中国探月科技发展进步做出重大贡献。这都充分显示了太阳能电池的广阔应用前景（胡赛纯等，2003）。

太阳能电池也能向建筑供电，其形式非常灵活，既可安装太阳能电池屋顶，也可将房屋的墙壁做成太阳能幕墙，或将窗台做成太阳能窗沿。安装在美国纽约第四时代广场3548层的太阳能幕墙为整栋大楼提供了1.5%的电力，而目前太阳能利用最常见的形式是将太阳能电池铺设在倾斜的屋顶上。

太阳能电池的应用远不止上述各方面，自13年能源危机爆发后，太阳能电池的应用领域不断扩展。目前，已建立了很多完全由太阳能电池供电的设施，如微波中转站、航海灯塔、路灯、捕虫器、公共汽车站牌等等，太阳能电池的应用可见一斑。

由于太阳辐射的能量密度低且不稳定，易受地域和气候条件影响，导致其收集、存储装置制造成本高，且转换效率低，太阳能发展经过多次的高潮低谷。而光电作为唯一一种能满足全球长期能源需求又不会排放温室气体及污染物的能源技术，必将带来太阳能的持续繁荣。随着人类对能源需求的日益增加以及环保压力的不断增大，相信不久的将来，人们对化石类能源的依赖性将逐步转向太阳能（段晓飞，2010）。

3．光—化学转换

光化学过程是地球上最重要的化学过程之一，它包括光合作用、光电化学作用、光敏化学作用及光分解反应。其中光合作用为包括人类在内的几乎所有生物的生存提供了物质和能源来源，其实质是植物、藻类和某些细菌通过叶绿素，利用光能，将二氧化碳和水转化成储存能量的有机物（如淀粉），并释放出氧气的过程（图4-3）。所谓“万物生长靠太阳”，光合作用对制造有机物（为人类和动物提供食物）、储存太阳能、维持地球碳氧平衡和生物进化具有重要意义。

光合作用是把太阳能以化学能形式储存在生物中的一种生物能，其蕴藏量极大，仅地球上的植物，每年生产量就像相当于目前人类消耗矿物能的20倍。在各种可再生能源中，生物质能是储存的太阳能，更是唯一可再生的碳源，可转化成常规的固态、液态和气态燃料。据估计，地球上每年植物光合作用固定的碳达2×1011t，含能量达3×1021J。由此可见生物能具有巨大的潜力，只要充分开发利用，能源问题将不再是难题。

光电化学反应是指光照后就能引发的电化学反应。光电材料经光线照射后，如果光的能量大于光电材料本身的电子能隙，就能把光电材料的价带中受束缚的电子激发至传导带，产生电子电洞对，进而跃迁至材料的表面，与环境进行氧化还原的电化学反应。整体运作牵涉两个重要的过程：首先是材料照光后产生电子电洞对的光电效应，其次是光电效应产生的电子电洞对与环境产生氧化还原作用的电化学反应。符合上述机制的反应，基本上都称为光电化学反应。

图4-3　光合作用过程

光电化学反应和传统电化学反应有相同的氧化还原反应特色，但传统电化学反应须由外界给予电能来提供反应所需的能量，光电化学反应则直接利用太阳能代替电能，是一种完整结合太阳能及电化学反应的设计，类似植物进行光合作用，对于人类在太阳能应用上具有显著的影响。光电化学装置种类繁多，目前的主要应用不外乎照光生电的太阳能电池、照光分解水生主氢气的装置、照光后可分解污染物和病菌的光触媒。此外，近年来也有许多生化科技和光电化学结合的研究。

四、太阳能产业发展

（一）太阳能产业发展存在的问题

1．太阳能技术发展不平衡，光伏发电技术落后

太阳能热能利用虽然在我国发展较为成熟，在同类技术、市场上都处于世界领先地位，但是利用主要集中在传统的热水器方面，在发电、高分子材料、太阳能与建筑相结合等技术应用领域没有突破，与发达国家的产业发展相比，产业强而不大。在光伏发电方面，笼罩在“高科技”“新能源”等诸多光环之下的中国太阳能光伏企业在全球产业链中仍只是“加工厂”而已。

2．产业畸形发展，远未形成良性循环式的产业结构

在发展迅速的太阳能热能利用方面，我国上千家相关产业厂家还大多集中在太阳能集热器生产方面，用一句形象的话说“遍地是造真空管的”，而很少在环境保护、楼宇智能温控系统、生物孕育与孵化等各领域进行卓有成效的探索，结果造成集热器生产企业竞争激烈，不能实现利润效益最大化。

在光伏发电产业方面只能说是用半条腿走路。近年来，虽然我国光伏发电产业的发展已初具规模，但在总体水平上同国外相比还有很大差距。太阳能企业自主研发能力很弱，关键技术基本掌握在外企手里，国内企业目前还处在来料加工的组装阶段，仅承担了产业链中污染高、耗能高的生产环节，赚取的仅为5%～6%的加工利润。由于国内企业目前技术水平较低，电池效率、封装水平同国外存在一定差距，结果造成我国电池组件成本较高，缺乏市场竞争力（王峥等，2010）。

（二）太阳能产业前景展望

在煤炭、石油、天然气等常规能源日益减少，而人类对能源的需求越来越大的情况下，太阳能作为取之不尽、用之不竭、清洁环保的可再生能源，备受各国重视。国际太阳能利用技术和产品的日趋成熟，更为太阳能推广利用创造了条件。目前，可持续发展观念被普遍接受，太阳能开发、利用的研究也将掀起热潮。世界范围内的能源问题、环境问题的最终解决将依靠可再生洁净能源特别是太阳能的开发利用，随着越来越多国家的和有识之士的重视，太阳能的利用技术也有望在短期内获得较大进展。

近几年在全球变暖、低碳经济等的推动下，太阳能等新能源的开发利用备受关注。为应对全球气候变化，中国已承诺到2020年单位国内生产总值二氧化碳排放要比2005年下降40%～45%，新能源约占一次能源消费比重的15%。纵观世界及中国对太阳能的开发和利用，为促进太阳能产业的高效发展，应从以下几方面取相应措施：

（1）太阳能热利用技术相对更为成熟，应以太阳能热利用为主，光伏为辅的策略推广太阳能利用市场。适度降低太阳能热水器、太阳灶、太阳能空调、太阳能路灯等太阳能产品的价格，不断开发新产品，实现产业升级换代，并促进太阳能与建筑的结合。

（2）加大科技投入与攻关，培养研发人才，围绕太阳能利用关键技术、绿色生产工艺、系统集成技术等重要问题层层攻关，形成具有自主知识产权的太阳能利用核心技术，增强竞争力。

（3）大力发展中、低温太阳能集热器，努力研发高温太阳能集热器；促进太阳能能源的综合梯级利用，提升太阳能能源品位；加强太阳能和其他能源系统互补的综合利用研究。

（4）健全太阳能利用相关法规，加强可再生能源领域的国际合作。从国外经验来看，太阳能行业的发展离不开政策支持，特别是在发展初期提供的法律约束、电价补贴、财政资助等保障措施和激励政策，极大地推动了其规模化发展。作为发展中国家，我国太阳能利用行业总体还处于起步阶段，而太阳能发电成本也远远高于传统方式发电的成本，市场竞争力弱，且能源消费总量将进一步增加。因此，为实现可再生能源发展和节能减排目标，我国必须加快开发利用太阳能等新能源技术，学习和借鉴国外的成功经验，强化中国可再生能源法规及制度体系，促进太阳能利用行业的发展。

（5）加快太阳能相关产业链的发展。太阳能产业的发展必然会涉及电网、建筑、物管等相关产业。目前我国缺乏太阳能产业与其相关产业的统筹安排与规划，相关产业链发展滞后，导致我国虽然有强大的生产能力，但约有90%的产品却只能销售到国外市场，急需尽快引导相关产业链的形成，拓宽国内市场，使太阳能真正成为我国重要的新能源之一（闫云飞等，2012）。

人类对能源需求的增长将越来越快，对能源的可持续性和清洁程度的要求将越来越高，而对使用能源引起的负面效应，例如污染环境、破坏地球的生态平衡等，将有越来越严格的限制和要求。因此，加大对太阳能利用的研究和开发，缩短研究—开发—应用的周期，重点扶持和支持一批有实际应用前景的太阳能研究项目已属当务之急。在我国人口密度不大、居住分散、地域广大且太阳能丰富的西部地区，更应加大太阳能研究和开发的速度，并尽快进行区域性试点。例如，利用沙漠边缘地域成本低和太阳能充足的独特优势，进行小型太阳能热力发电，以解决居住分散、地域广大造成的输送电困难的问题，并不断提高太阳能热力发电量在总电力中的比例。在太阳光发电方面，应研制能够作为家用电器、通信器材电源的太阳能电池以替代干电池，利用光化学转换产生二次清洁能源，例如氢能源等。在我国西部大开发中，应使太阳能开发利用与工业、商业等其他行业的发展同步，并以西部为重点，带动我国太阳能开发利用的整体水平和规模（宫自强等，2000）。

新的世纪需要新的能源。可以预言，21世纪将开始一个以太阳能为主要能源的新世纪。