为什么人类不“收集”热能(必须有某种方式:热耦合,绕道化学能,无论)已经集中到一个点上之后,把它电能源(如蒸汽轮机做)或者至少辐射空间呢?
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2\ begingroup美元 热交换器可以购买家用,像冰箱反过来在冬天取暖,而不是反过来在夏天冷却。有太阳能农场,阳光是重定向在换热器蒸汽发电。为什么一个发送能量送入太空(除了电视和电台做所有的时间)? \ endgroup美元- - - - - -十字路口2020年1月9日16:42
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2\ begingroup美元 @CrossRoads至少摆脱它,解决全球变暖问题——如果它不可能使用它。如果是这样,甚至更好!热交换器可能需要更多的能量比他们可以创建通过捆绑的热量,并将其发送给涡轮机。? \ endgroup美元- - - - - -马丁Eckleben2020年1月9日17:09
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30.\ begingroup美元 再保险:“愚蠢的事情问过”,不,有很多愚蠢的事情,问。即使没有,像你暗示,一切,每个人都学会了学会了在有一天他们的生活。今天是你的一天这个问题。再保险:“必须有某种方式”—科学已经知道如何解决全球变暖。有一种方法。没有是什么一种方法来解决这个问题没有大规模改变能源政策。政府缺乏实现的意愿甚至第一小步的解决方案。不幸的是,这种不作为的受害者将是你的一代。 \ endgroup美元- - - - - -埃里克。2020年1月10日,在馀
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3\ begingroup美元 @EricLippert好了,有事情可以做全球环境当然降温。我们必须确保任何治疗或治愈的组合选择:从而达到治疗的效果并不比疾病本身更糟糕。去油冷火鸡保证引起的问题比它解决的问题还多…… \ endgroup美元- - - - - -Stian2020年1月10日,在41
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4\ begingroup美元 是有区别的“愚蠢”和“无知”。“愚蠢”不能或不会学到任何东西,但无知就是缺乏信息。问这个问题承认无知,而不是愚蠢,因为你正试图获得更多的信息来控制你的无知。和每个人都是无知的,因为没人知道一切。 \ endgroup美元- - - - - -computercarguy2020年1月10日19:27
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12个答案
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这是由于热力学的三定律,可以概括为1)你不能赢;2)你甚至不能收支平衡;3)你不能离开游戏。
这里的关键是,热引擎实际上并不热,他们工作温度的差异。所以你不能“收集”热量并将其转化为其他形式的能量,因为你需要一个冷热量转移到以将热说电能。这就是为什么发电厂通常位于海洋,湖泊,河流,为了使用水作为发电机的冷端。(和那些没有大型冷却塔,为了使用空气。)
说,当你移动热量的热泵用于家庭取暖和制冷,你总是用一些额外的能量“泵”热从一个地方或另一个。如果你加热,将一些热量从地面到你的房子外面,但最终的结果是,地面系统+房子变得有点温暖,因为电用于泵变得热。
关于发送热回太空,这是全球变暖的原因。大气中的二氧化碳作为绝缘毯,防止太阳的热量辐射回太空。通过增加大气中二氧化碳的数量,我们层的厚度增加,所以地球变暖。
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3\ begingroup美元 @MartinEckleben:好消息是:我们有一个设备中提取二氧化碳从大气中,而另一个,它与氢结合形成合成燃料。坏消息是,花费约600美元每吨二氧化碳处理,这是数量级比种植几百棵树更昂贵。看到江南登录网址app下载technologyreview.com/s/612928/… \ endgroup美元- - - - - -埃里克。2020年1月10日,在1:11
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4\ begingroup美元 @Martin Eckleben:化学反应受热力学定律一样。(这只是更复杂的解释。)吸热的化学反应必须由一些能源。他们可能,利用阳光进行光合作用把二氧化碳和水转化为碳氢化合物和碳水化合物,储存能量的终端产品的反应。但是当你去提取能量,说通过燃烧木柴,你永远无法回到100%的能量,走了进去。 \ endgroup美元- - - - - -jamesqf2020年1月10日,在5:18要
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1\ begingroup美元 @EricLipper嗯,是的,主要的问题在于,只有很少量二氧化碳在大气中。树木吸收它太(其他工厂做得更好),但他们大多是复制自己。有其他建议,如配件大量藻类坦克如煤炭发电厂使用核电站排放的二氧化碳和阳光,和生产燃料。当然,作为一个整体效率远低于聚光太阳能发电,但至少它可以合理安装到现有的植物和不需要连续的阳光。 \ endgroup美元- - - - - -Luaan2020年1月10日8点
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18\ begingroup美元 @EricLippert当你说我们有一个设备中提取大气中的二氧化碳,使燃料,我首先想到的是这个设备你指的是一个树。- - - - - -哈哈 \ endgroup美元- - - - - -reirab2020年1月10日9点
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收集热能是很困难的。像别人说的,比如热泵存在转移热量,但热力学定律(物理学相当fundemantal)要求转移热量总是生成更多的热量。
现在,可以生成的额外的热量小于的热量的感动——如果我们有办法建立一个热泵热量从地球系统进入空间,那么它可能是值得的。有三个问题,
我们不知道怎么做。一个管道系统进入轨道也不太现实!
有了热送入轨道,让它远离设备,很难进入太空。你可能已经了解了热运动传导,对流,辐射?前两个是没有可用的空间,因为没有材料进行,没有大气对流传热。所以辐射是剩下的。假设的热泵轨道之上,我们需要一个大规模的散热器系统在轨道上。
它必须做的规模巨大的。即使我们知道如何去做,我们可能不是能力去做。
所以它可能不是从理论上讲不可能的——至少到目前为止,我们知道——但这不是现在那是可能的。
值得注意的,像所有想法摆脱热量而不是减少温室效应,它实际上并不解决问题,只是减轻了症状。如果我们继续排放温室气体,然后我们不得不使用这个系统保持使用这个系统,越来越多的。
(理论家:我遗漏了什么东西?实际上有一个理论,而不是实用,杀杀杀吗?)
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1\ begingroup美元 谢谢你的解释,很多清晰和我同意每一个点上。其实我认为(不久:))每点之前你让我问。只是为了lulz: 2。我想到石头与一样热岩浆加热可以加热,然后丢弃它的空间,但立即把想法发送数百万吨的石头来空间有效载荷可能是心脏病的每个空间项目财务官:D \ endgroup美元- - - - - -马丁Eckleben2020年1月10日15:18
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3\ begingroup美元 @Martin Eckleben SpaceX BFR预计将提高150吨有效载荷送入地球低轨道。我们假设所有的岩浆是辐射到太空的能量(一些会被地球吸收)。150吨岩石接近熔点(1200°C) ~ 90焦耳的热能。事件在地球上的太阳能~ 180000000焦每秒钟!你的热岩火箭将一滴水在暴雨。消除大气中的二氧化碳,增加它首先,减少加热几十年来通过改变太阳能被困在地球。 \ endgroup美元- - - - - -WaterMolecule2020年1月10日17:03
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2\ begingroup美元 关于空间辐射热量,它可能是有益的看国际空间站的冷却系统:en.wikipedia.org/wiki/External_Active_Thermal_Control_System不是一个小项目,和3 - 6人,设备,涉及任何化石燃料燃烧。和一个白人栖息地模块,所以可能不会吸收太阳辐射。 \ endgroup美元- - - - - -jamesqf2020年1月10日,在二十20
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4\ begingroup美元 @MartinEckleben:你会开始习惯性地计算数量级WaterMolecule的例子;这是一个有价值的技能,许多中学生,甚至许多成年人所缺乏的。人们不习惯考虑热在全球范围。的阳光落在一个平方米的土地在赤道中午是一个能源相当于1400瓦灯泡。乘以平方米被照亮,这是相当一大笔钱的。 \ endgroup美元- - - - - -埃里克。2020年1月10日,在38
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6\ begingroup美元 未来世界展示(theinfosphere.org/Transcript:Crimes_of_the_Hot)覆盖这个场景:“幸运的是,我们漂亮的政客们想出了一个便宜,最后的方式来对抗全球变暖。自2063年以来我们只是将一个巨大的冰块放入大海时不时……当然,温室气体还建立以来,每次都需要越来越多的冰。因此,一劳永逸地解决这个问题。”:) \ endgroup美元- - - - - -CCJ2020年1月10日22:53
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就像被动辐射冷却吗?
新材料反映广泛的光,几乎以相同的方式作为镜子或白漆。在关键的8-13-µm红外光谱的一部分,然而,他们强烈吸收,然后放出辐射。当材料指向天空,红外线可以直接穿过大气层和太空。有效链接材料无穷无尽的散热器,他们可以保持倾销热不回来了。因此,他们可以始终保持足够的热量几度比周围的空气冷却器;研究表明,温度差异可能超过10°C在炎热,干燥的地方。
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1\ begingroup美元 这很巧妙地避免了由于二氧化碳,吸收。虽然我怀疑即使集中努力,你永远不会得到接近所需的辐射对于任何明显的全球变冷,更不用说天气可能的破坏模式如果你能。:P \ endgroup美元- - - - - -Luaan2020年1月10日,在8:04
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5\ begingroup美元 关键是,太阳在天空,小而散热器发出一个半球。绝对的热通量是很小,所以它们主要提出了冷却太阳能电池板(效率随着温度下降)或减少制冷和空调的能耗,即当地。这将是有趣的模型是否可以扩大到城市水平,减少城市热岛效应(也@Luaan) \ endgroup美元- - - - - -克里斯·H2020年1月10日,在38
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3\ begingroup美元 @ChrisH鉴于许多城市甚至不使用低挂水果树,我不认为广泛采用的建筑标准使用这种材料。 \ endgroup美元- - - - - -Turksarama2020年1月10日14:05
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\ begingroup美元 @Turksarama当然你是对的,但被动散热器可以在屋顶上(当然可以太阳能电池板,并采用这些很差)。 \ endgroup美元- - - - - -克里斯·H2020年1月10日15:13
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\ begingroup美元 我无法看到一个面板冷却器比环境会帮助地球降温比它周围散发到空气中。相反的需要:一个是热因为一个有集中分散的热量,这意味着。 \ endgroup美元- - - - - -彼得-恢复莫妮卡2020年1月12日21:31
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正如人所指出的,如果你使用的能量,对回热。
辐射回太空至少在理论上是可行的。但是有一个问题规模。
地球收到了100兆瓦的能量来自太阳。它辐射几乎完全相同。
一切人类与能源约为0.02兆瓦。即使我们辐射所有这些能量进入太空仍然不重要。
不过,这是几乎不可能这样做,通过反射的太阳光到达地球表面。镜子会适合这份工作,他们是昂贵的。幸运的是,任何真正明亮的白色物体几乎一样好。查找反照率为更多的信息。
需要一个非常大的面积的土地有任何区别。和土地是昂贵的。我们需要很多白色的东西来做这项工作。即使是廉价的平方米(平方英尺),这将是昂贵的几百万平方公里(几百万平方英里)。
所以,这是名单上的我们可以做的事情如果我们只找到了钱。
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\ begingroup美元 这个!平衡你的第三段提到总是持有——我们患的是我们athmosphere控件的状态(地面)的温度辐射平衡相对应。增加温室气体利用更多的温度变化比任何“工业”形式的有效辐射计数器 \ endgroup美元- - - - - -哈根·冯·Eitzen2020年1月10日20:59
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\ begingroup美元 这里有一个严重的误解:通过反射率反射面不酷。为时过晚上升反照率一旦太阳辐射到达地面。困,镜子。他们可以帮助减少空调能耗,避免城市的热岛效应(未经证实)。但更好地利用太阳能电池板面积(或绿色屋顶)比镜子或白色油漆。 \ endgroup美元- - - - - -user186072020年1月11日21:19
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\ begingroup美元 @EricDuminil(我压缩reamrks)这就是greehouse气体工作:en.wikipedia.org/wiki/Greenhouse_gas。反照率是有效的(如在冰河时代和忽视其他条件),atmopsheric温室气体必须低。你不能一个大陆漆成白色或用镜子。覆盖所有屋顶反射表面会降低能源需求在炎热的地区,但可以提高整个atmopsheric温度和产生相反的效果。web.stanford.edu/group/efmh/jacobson/Articles/Others/…。反照率本身并不是治愈,在我们的全球变暖的问题。 \ endgroup美元- - - - - -user186072020年1月12日20:54
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\ begingroup美元 @ebv:我放弃了。至少有一件事情你写的是正确的:“这里有一个严重的误解”。 \ endgroup美元- - - - - -Eric Duminil2020年1月12日21:05
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\ begingroup美元 @EricDuminil:对不起,或许我应该写“不酷大气但防止加热地面直接下面”。Unfortinately,不仅仅是提高反射率,辐射必须能够esacpe空间。和平:-) \ endgroup美元- - - - - -user186072020年1月12日21:18
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只是锤下来:地球的太阳的能量转移到每一天巨大的。相比之下,所有的人类活动所产生的热量可以忽略不计。例如,燃烧地球上每一个树将不到1%的热太阳发送我们每一天!
以人类活动为直观的参考点完全是误导。大气中的热量交换涉及大量的能量,远远超出人类的工业能力可以处理。
温室气体就像一种太空毯:非常轻薄的绝缘层,仍然可以捕获了相当多的热量。
虽然多余的气体释放只捕捉一个小小的额外的分数(低于1%),发送我们的太阳的能量是如此巨大,这一些额外的热量足以打乱我们的气候不好。
我们的问题不是任何利用这额外的太阳能。我们可以移动一下分数的我们的优势(例如集中冬天房子里和泵在夏天),但是作为一个全球体系我们的栖息地(地球表面和一些可供呼吸的空气上图)是接收,太多的热量,,矮人所有人类使用的能源。
我们的问题是摆脱它,这意味着它不能发送一些地方与我们的气候肆虐。在这个规模,这就只剩下了外层空间或深层土壤潜在的转储。
到目前为止我们的大气层是相当不错的发送太阳能回太空,但我们犯规。一个游手好闲的人……
我们肯定能想到的只是把所有热量的自己。但是唉,热力学第二定律、熵状态,任何一种机械工作需要额外的能量,产生更多的热量。甚至冰箱添加更多的热量比它释放到环境中,其内部隔间。我们只能希望获得转移热量从一个地方到另一个地方。更多的能源成本,原材料,工业产能,当然,钱。
这是由基本物理定律,再多的一厢情愿的想法可以动摇。
绘画沙漠白色或地下深层地热钻探井或把幻想空间散热器送入轨道只是科幻幻想。
我们甚至根本不接近的能源、材料和技术来实现这些,将解决这个问题。江南登录网址app下载
想象自己被包裹在太空毯,有点太热舒适。试图将热空气从你的身体只会让你温暖,虽然把毯子可能你降温快,少了很多的努力。
实际上,我们唯一可以希望行动是毯子本身。
智慧会决定先不使它更厚。停止燃烧化石燃料和繁殖牛放屁几个世纪,等待我们喷出到目前为止的所有垃圾消散。
也有疯子科学家选择:向大气中排放的更多的垃圾(如硫),试图减轻温室效应。坦率地说,我希望我将死之前我看到白痴试一试。
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\ begingroup美元 是的,幽默是最好的办法胃这个线程。叹息 \ endgroup美元- - - - - -user186072020年1月11日21:22
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\ begingroup美元 对地球工程@EricDuminil正确除了鄙视。我们是地球工程已经很快应该更好的做好它。 \ endgroup美元- - - - - -彼得-恢复莫妮卡2020年1月12日,在二一36
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\ begingroup美元 此外,我不认为答案是正确的。1。“所有我们希望实现转移热量从一个地方到另一个地方。”This is exactly what the OP suggests, yet you seem to dismiss it. (2) "Even a refrigerator adds more heat into the environment than it pumps out of its internal compartment." Well, if the environment is space this is again exactly the OP's suggestion. We couldn't care less how much we radiate out as long as we cool our planet. Earth is by no means a closed system, and the OP proposes to exploit that fact. \ endgroup美元- - - - - -彼得-恢复莫妮卡2020年1月12日22:25
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你的想法:集中热量,使用一些有用的能量,然后消散成空间可以通过空间的镜子。
有一个特殊的轨道称为L1在地球和太阳之间,是正确的距离,所以在轨道将在与地球同步轨道和轨道。它可以遮荫地球,是一个巨大的发电厂。
你可以看看这个文章从科学生活空间的镜子。它会在这个观点的利弊。
维基百科也有一个条目在这个想法。
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\ begingroup美元 嗯这个轨道可能是垃圾?还收集和发送一个所需的材料这样一个巨大的镜子空间由于规模可能不会工作?但是非常有趣的想法:) \ endgroup美元- - - - - -马丁Eckleben2020年1月11日9时55分左右
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1\ begingroup美元 不,日L1还没有完全的垃圾。但镜子或其他可疑装置或设备将必须有巨大的地球上有明显的阴影。质量和技术远远超出江南登录网址app下载了我们的能力。我们已经说它需要位置保持和转向因为L1是不稳定的(如果不是在地方东西脱落)。这样的事情将推开太阳风和太阳辐射。它不会工作。唯一是减少温室气体排放。 \ endgroup美元- - - - - -user186072020年1月11日20:55
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1\ begingroup美元 目前成本1000美元一磅的范围发射进入太空的东西。鉴于需要数百万平方英里的镜子,镜子空间听起来很贵。把镜子放在地上有点便宜。 \ endgroup美元- - - - - -user45742020年1月11日22:53
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\ begingroup美元 @user4574镜子只会(? ! ?)需要大约600000平方英里(155399287公顷)为了提供减少1%太阳能到达地球。这是同样的大小美国阿拉斯加州。或大小的法国、意大利、西班牙和葡萄牙,欧洲成员国。 \ endgroup美元- - - - - -krb2020年1月12日,在具体
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\ begingroup美元 @krb地球的横截面是面对太阳在任何时候是4900万平方英里。考虑到镜子会改变角由于地球自转,而且其晚上一半时间你可能需要更多的像160万平方英里,以反映百分之一的光进入太空。 \ endgroup美元- - - - - -user45742020年1月12日,在5:56
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所有类型的能量,热是能量的“废物”。看,能源只是有用的组织,和热量最少的组织。我。e,能量必须能够推动汽车车轮在那个方向,每个方向随意,不像热气体的分子。
为了重组能量,根据物理定律(特别是热力学第二定律),你必须有一个寒冷的地方,热可以流。大多数(?)热引擎依赖于环境比热源冷为了工作:一辆汽车或飞机引擎只因为环境温度小于发动机内部的温度,和煤电厂依赖于环境温度比蒸汽涡轮机。
沉浸在炎热的环境,你不能使用这个环境作为冷端为了提取能量,所以你不可能建立一个设备驱动完全沉浸在热的环境。
这是一个问题的一半。另一种是:如果我们能从环境温度中提取能量,我们肯定会辐射到空间:我们将把它作为电力,电力汽车、飞机,和永远不会再次需要化石燃料。
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化石燃料为基础的能源效率很低;浪费的热量超过使用。除了全球加热增强温室效应增加热速率估计约100倍,从总废热。为了得到零全球加热(同时继续燃烧化石燃料)通过收集热量,并将其发送给空间需要收集超过一百倍的能量比人类经济目前正在使用以及开发和构建和操作技术将所有其他地方热,即空间。江南登录网址app下载
实际上是不可能的,但开发利用低品位热能发电的一种手段可以显著帮助位移化石燃料的燃烧,这将减少全球加热的一百倍。江南登录网址app下载技术将低品位热能转化为更高等级能量的存在——例如斯特林引擎——但他们不是成本效益。其他一些诱人的可能性确实存在,比如Nantennas又名光微波。
然而,有效的低排放能源选择,减少化石燃料的使用和增强的温室效应,是已经存在的成本效益;我认为这应该是我们当前的主要目标应对全球变暖。
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的问题将多种形式的废热转化为其他形式的能量的传统(热机)方法,需要巨大的温差,温度的差异是统计从绝对零度(0 k)。只有在这一比例很大,你得到一个有效的转换。例如,如果你看看废热从计算机CPU,它可能在340 k, 40 k (k为你absolute-zero-referenced摄氏度华氏类型)的环境温度,300 k。你不能强迫热火建立到更高的水平,因为你将损害CPU。热机的效率试图让任何有用的这种情况将40 k / 340 k * 100% =击鼓声……11%。几乎不值得尝试恢复。
这是因为诺,一个物理学的赞助人的混蛋,1824年的法律,没有废除它。
这并不适用于热辐射不是热本身,但热量已经转换为长波红外线,的话被转换为热量。它确实可以转播的镜头,镜和棱镜由合适的材料(不是:一般化的窗口或光学玻璃!)。不幸的是,创造显著的热辐射也是需要高温....
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\ begingroup美元 光微波出现将辐射热(IR)转化为电能的能力,但目前只有非常效率低下。超快的二极管需要得到更高的效率。 \ endgroup美元- - - - - -肯费边7月22日,1:42
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\ begingroup美元 @rackenboneman -en.wikipedia.org/wiki/Optical_rectenna \ endgroup美元- - - - - -肯费边7月24日在0:48
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也最直接的方式阳光辐射到太空是一面镜子。
但创造价值数百万平方英里的镜子听起来很贵。可能在100年代的数万亿美元。如果我们摆脱所有政府支出我们可以支付它在100年左右。
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\ begingroup美元 是的!增加反照率!我很喜欢这个答案,因为它是一个快捷方式,避免了热量,换句话说,高熵,这需要在当地进一步降低(牺牲更多的能量和熵)为了创造高温。镜子应该工作得很好,因为波长到达地面的大气层是透明的,意味着他们可以随时离开加热大气。因为你似乎在政治上保守我建议把你的想法发送辐射回来在边境胜过原则。 \ endgroup美元- - - - - -彼得-恢复莫妮卡2020年1月12日,在22:47
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\ begingroup美元 @KenFabian我的措辞有点。但是我的意图是说,我们将不得不使用整个政府预算(可能放弃几乎所有其他支出)几十年来执行一个大的项目。 \ endgroup美元- - - - - -user45747月31日在0:20
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人类是否收集自然热源和把它变成有用的能量:热泵,太阳能,地热等,但它是不可能以这种方式来减少全球变暖。大部分的热量收集有用的目的是在任何情况下给定回到大气中能量时使用。如果你仔细想想,即使风力发电场收集太阳能,因为它是太阳的热量使风。在使用能源时,一般为热。作为一个物理学生你应该知道这一点。
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1\ begingroup美元 是的,它是可以使用太阳能和地热能等再生能源减少温室气体排放,因此全球变暖。它是温室气体的捕获的红外辐射,导致气候变暖。 \ endgroup美元- - - - - -user186072020年1月9日18:06
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\ begingroup美元 哦,也许我表达错了,我不该学习物理,我只把它作为一门学科在学校:)允许离开能源创造的因素完全放在一边(这只会更有益,但不是我的问题点)。会努力消除更多的热量送入太空(无论如何)来解决全球变暖? \ endgroup美元- - - - - -马丁Eckleben2020年1月9日19:16
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2\ begingroup美元 所有方法然而,建议把太阳光反射回太空,如沙漠漆成白色后,环境无法接受的,除了昂贵. . \ endgroup美元- - - - - -迈克尔Walsby2020年1月9日,在十九21
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1\ begingroup美元 真的,但没有严肃的表明来源。@MartinEckleben:能量可以不被创建,只有转换和转换。是的,这将是非常可能的,通过减少温室气体排放的大气陷阱。 \ endgroup美元- - - - - -user186072020年1月9日在19:29凡
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\ begingroup美元 @ebv“能量不能被创造”是的热力学三定律我理解(至少他们的症状)。好的去除大气陷阱会很棒但是我不看到世界能够做到足够快。如果我们能“积极”从大气中带走热量(能量)并将其发送“积极”空间我觉得人类也许会更多的承诺没有人会失去舒适和生活质量。 \ endgroup美元- - - - - -马丁Eckleben2020年1月9日19:47
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嗯;热瓷砖呢?瓷砖热能并将其转化为电能? https://en.wikipedia.org/wiki/Thermoelectric_generator我想建立一个电动自行车由这些和交叉亚利桑那沙漠到拉斯维加斯(只是一个愚蠢的梦想)。但;这些瓷砖不履行所需的基本转换(在更大的范围内)来解决这个问题?我不是一个科学家。不要殴打的人拥有一个想要拯救我们的星球。就像地球的需要;是吗?
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\ begingroup美元 看起来像图/在2.4注意细节intechopen.com/chapters/65239显示你仍然需要冷源/温度梯度来产生电力,这与热力学jamesqpf现实的答案。不知道这个设备,我不认为他们会在沙漠里一辆自行车(理论上可以产生非常有限的权力sun-facing和shade-facing国…但认为梯度很小,太阳能电池板将更有效的直接使用辐射) \ endgroup美元- - - - - -JeopardyTempest在7月28日21:35