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【爱情喜剧】电动汽车能普及吗？这取决于它如何储存能量和获得能量！

你乘坐电梯来到公寓大楼的地下车库 ， 走向自己的汽车——一辆油电混合动力汽车 。 你的钥匙扣上挂着一个无钥匙遥控器 ， 只要按下按钮就可以打开锁住的车门 。 进入汽车以后 ， 你在方向盘前坐好 ， 发动汽车向车库出口开去 。 在车库出口处 ， 你减慢车速 ， 一个传感器识别出你车中的电子钥匙 ， 自动为你打开了车库门 。
【爱情喜剧】电动汽车能普及吗？这取决于它如何储存能量和获得能量！
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【【爱情喜剧】电动汽车能普及吗？这取决于它如何储存能量和获得能量！】从本质上来看 ， 汽车是一种把势能转化为动能的机器 。 在内燃发动机中 ， 势能表现为化学能 ， 这种能量储存在汽油分子中 。 在电动汽车中 ， 势能来自电化学电池 。 而油电混合动力汽车既装有内燃发动机 ， 又配有电动机 ， 这种汽车的设计目标是将两种能源的优势最大化 ， 同时让其劣势最小化 。 燃油汽车加满一箱油后可以跑很远的距离 ， 但这种汽车的每公里油耗指标不理想 ， 还会产生有害气体 。
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电动汽车更加环保高效 ， 但由于电池能量密度低 ， 每次充满电后的行驶距离有限 。 如果只考虑正常驾驶需要 ， 该车可以配备一个小型发动机（这样的发动机在油耗方面更为高效） 。 但是 ， 如果车辆需要在高速路上加速或爬坡 ， 小型发动机将无法为车辆提供足够的动力 。 尽管上述情况并不常见 ， 但它们是驾驶员可能遇到并必须处理的重要情况 。 因此 ， 为了使这种体积更小、效率更高的发动机在特殊情况下产生足够的功率 ， 混合动力电动汽车采用了蓄电池供电的电动机作为二次能源 。
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这样一来 ， 油电混合动力汽车不仅靠更高效的发动机降低了每公里油耗 ， 而且还不用以牺牲加速性能为代价——因为在车辆加速的时候 ， 电动机可以起到辅助作用 。 然而 ， 站在一名物理学家的角度看 ， 每辆汽车都是靠电能驱动的 。 不管让车轮转动的能量来自哪里 ， 从本质上来看 ， 电动汽车、燃油汽车 ， 甚至是靠蒸汽机驱动的古董车 ， 它们的能量归根结底都来源于电 。 在正常情况下 ， 原子是电中性的（既不带正电荷 ， 也不带负电荷） 。 然而 ， 电中性的原子之间是不能形成化学键的 。
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如果我们让两个原子靠得非常近 ， 它们的电子旋转轨道就会发生重叠 。 带负电的电子会互相排斥 ， 使得两个原子彼此远离并且各自独立 。 还有一种化学键叫作“离子键” ， 电池中储蓄的能量就来自离子键 。 如果原子所带的电子数目比正常数目少或者多 ， 原子就变成了“离子” 。 在一个“阳离子”中 ， 绕原子核运动的带负电的电子数目少于原子核中带正电的质子数目 。 如果电子的数目大于质子的数目 ， 我们就会得到一个“阴离子” 。 电池是一种靠离子来产生电压的设备 。
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一个典型的电池可以让离子在两个金属棒之间移动（这两个金属棒被称为“电极”或者“终端”） 。 电池的两个电极通常都浸泡在某种液体中 ， 这种液体可以是酸性的（比如硫酸） ， 也可以是碱性的（通常是氢氧化钾） ， 它使电池一极上的原子带上电荷 ， 从而形成离子 。 如果我们选择适当的金属作为电极 ， 再选择合适的化学液体 ， 就可以让带负电的离子堆积在一个电极处 ， 而让带正电的离子堆积在另一个电极处 。
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