能量转移和能量转化的方向性
既然能量是守恒的，为什么我们还常说要节约能源呢？
我们知道，在热传递的过程中，热量只能自发地从高温物体转移到低温物体，不能相反。如果要使热量从低温物体流向高温物体，就需要消耗其他形式的能量，例如电冰箱就需要消耗电能。
同样，汽车制动时，由于摩擦，动能转化成了轮胎、地面和空气的内能，这些消耗的能量不能再自动地用来驱动汽车（图22.4-1）。
可见，涉及热现象的能量转化过程是有方向性、不可逆的，消耗掉的内能不能被收集起来再利用。实际上，能量的转化、能量的转移，都是有方向性的，人们是在能量的转化或转移的过程中利用能量的。有些能量可以利用，有些则不能。能源的利用是有条件的，我们所能利用的能源是有限的，所以需要节约能源。
能源消耗对环境的影响
人类在耗用各种能源时，不可避免地会对环境造成影响。例如，化石能源产生了大量的内能，其中相当一部分没有被利用，从而造成了热污染。汽车尾气（图22.4-2）就是造成城市热岛效应的罪魁祸首之一。不仅如此，由于现代生活中化石能源的广泛使用，燃料的燃烧产生了大量的二氧化碳，也大大加剧了地球的温室效应。
除了二氧化碳以外，作为热机燃料的煤、石油、天然气等燃料往往含有杂质，致使燃烧生成的气体中含有二氧化硫等有害物质。燃烧时的高温还会促使氮氧化物的生成，燃料的不完全燃烧能产生粉尘和一氧化碳。产生的酸性气体最终会形成酸雨，可致水、土壤酸化，对植物、建筑物、金属构件造成危害（图22.4-3）。全世界因使用煤、石油等燃料，每年排入大气的有害物质达几亿吨之多。这些烟尘废气排放到大气，污染了大气（图22.4-4）
保护环境，控制和消除大气污染，已经成为当前世界需要解决的重要课题。我们既要有效地利用能源，又要很好地控制和消除污染。总之，人类不应当无限制地向大自然索取，我们必须在提升物质文明的同时，保持与自然、环境的和谐与平衡。
能源与可持续发展
能源的利用要考虑可持续发展，既要满足当代人的需要，又要考虑后人的需求。 一方面，应该提高能源的利用率，减少在能源使用中对环境的破坏； 另一方面，则需要发展新的理想能源。化石能源、核能等能源会越用越少， 不能在短期内从自然界得到补充，这类能源称为 不可再生能源。 由于全世界能源的消耗逐年上涨，这些不可再生能源会在不太长的时间内消耗殆尽。
未来的理想能源要能够大规模替代石油、煤炭和天然气等化石能源， 首先必须足够丰富，可以保证长期使用。像风能、水能、太阳能等可以在自然界里源源不断地得到， 所以我们把它们称为 可再生能源。可再生能源是未来理想能源的一个重要发展方向。
除此之外，未来的理想能源还必须满足以下几个条件：必须足够便宜， 可以保证多数人用得起；相关的技术必须成熟，可以保证大规模使用； 必须足够安全、清洁，可以保证不会严重影响环境。秉承可持续发展的思想， 开发和探索各种新能源是人类未来进一步发展所要解决的重要课题。
参考资料：
第4节 (能源与可持续发展)
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