当在闲聊中提到我一般不给房子供暖或降温时,人们要么挪到另一个座位上,要么带着既钦佩又怀疑的眼神看着我。当非加州人发现我住在圣地亚哥时,他们可能会生气或呕吐,通常会有一些令人尴尬的东西从他们的嘴里流出。但当地人对我的印象更深刻——比起空调,我更喜欢我放弃的热(按美国标准来看,圣地亚哥的夏天非常温和)。今年夏天,自从我们三年前买了这栋房子以来,我第一次打开了空调。一切都以科学的名义!我惊呆了。以下是我所学到的。
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[对这些材料的更新处理出现在第6章有限星球上的能源和人类野心(免费)教科书。]
我们不能指望经济增长无限期持续的部分理由是,效率的提高受到了限制。我们的许多能源应用都在理论效率限制的两倍之内,所以我们不能从这个橙色中榨取太多。毕竟,没有什么能超过100%的效率,不是吗?嗯,事实证明是有的一个我们可以愉快地打破这些束缚,并实现远高于100%效率的领域:热泵(包括冰箱)。尽管这听起来像魔法,但我们仍然必须在自然的物理限制内行动。在这篇文章中,我解释了这是如何可能的,并发展了热机和热泵的热力学极限。这是一个熵的故事。
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[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?
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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