100英里/加仑汽油:我们真的可以吗?

从十几岁起,我就经常听说有人发明了一种每加仑行驶100英里(MPG)的汽车,但强大的利益集团(通常是通用汽车、雪佛龙等)购买了这个想法的权利,并将其搁置起来。我们这些笨蛋被留下来花大把的钱买汽油,而解决方案已经在手,而且还保密。

且不说这样的设计会给它的持有者带来难以置信的繁荣(也就是说,没有真正的动机在上面),让我们看看物理学说什么是可能的。

我们喜欢汽车,因为我们可以快速地从A点行驶到b点。所以让我们来评估一下以高速公路的速度行驶所需的能源。我们将使用67英里每小时这个有点笨拙(虽然合适)的速度,因为它很方便地对应为每秒30米。在这样的速度下,空气动力学阻力是主要的能量消耗,所以我们将从评估开始只有这就得到了一个燃料效率的下限,发现我们做得很好!继续阅读

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经济增长能持续吗?

这一材料的更新处理出现在第2章有限星球上的能源和人类野心(免费)的教科书,也构成了2022年的基础《自然物理》上的文章

正如我们在以前的文章在美国,自1650年以来,美国的能源使用量以每年2.9%的典型速度增长。我们了解到这种能量增长率的延续任何形式的技术导致在短短几百年内的热计算(不是温和的全球变暖,而是沸腾的皮肤!)这对经济增长的长期前景说明了什么?

世界生产总值

上个世纪的世界经济增长,以1990年美元不变表示。在本世纪上半叶,经济很好地跟踪了2.9%的能源增长率,但此后增长到5%,超过了能源增长率。

左图显示的是上个世纪全球经济增长率,由布拉德福德·德龙.最初,经济增长的速度与能源增长的速度一致。自1950年以来,美国经济以每年5%的速度增长,超过了能源的发展速度。这可能被视为好消息:我们并不一定需要实物增长来维持经济增长。但我们需要了解额外增长的来源,才能确信这种状况能够长期持续下去。毕竟,五十年并不意味着永远不变。

经济增长和能源增长之间的差异可以分为效率的提高(我们每单位能源提取更多的活动)和“其他一切”。后者包括与能源使用没有直接联系的经济活动部门。宽泛地说,这可以被认为是非制造业活动:金融、房地产、创新和“服务”经济的其他方面。作为一名物理学家,我关注的焦点是理解无限物理增长(即能源、食品、制造业)的不可能性是否意味着一般的经济增长也注定会结束或逆转。我们将从仔细研究效率开始,然后继续讨论更有活力的经济因素。继续阅读

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