科学探究式教育是我们一直都在崇尚并且尽量的去实践的。在高中物理中，有很多有意思的知识，本次我们就来给大家讲述一下热力学基本定律，以及这个定律所能延伸出的一些科学探究。高中物理课本中告诉我们热能是可以发电的，那么到底是怎么进行的。与之相对应的“冷”能发电吗?这些有趣的思考也能帮助大家更好的理解知识，探索学科的奥秘。

　　很多人对科学还是沉浸在自我幻想之中。发电的原理无非是基于热力学第一和第二定律，电能由其他能量转换而来。针对本问题，电能是由热能转换而来。那么热能是什么?冷的物体有没有热能?

　　1、热力学基本定律

　　发电遵循着热力学第律和第二定律。电能是由其他能量转化而来，不会无缘无故的多出来电能。并且，这种能量的自发转化存在着方向性，否则就需要依靠外部干涉，由此能量的转化存在着效率的问题。大多数情况下，能量的转化效率都低，50%已经算是高的一个效率了。

　　2、热电厂的发电原理

　　我们先来看下热电厂的发电原理。煤之类的可燃烧物进入燃烧的锅炉后，释放出热量，用来加热管道内的工质(俗话就是水)，管道内的工质被加热后获得能量，从而将燃烧物里的能量携带出来，液态水变成气态，推动叶轮机旋转，这样热能就变成了叶轮机旋转的机械能。叶轮机的旋转再通过电磁感应技术，转化成电能。

　　从这个过程可知，燃料的燃烧能，需要经过工质的中间过程，再经过机械能的转化，较后才能变成电能。这之间，热量的耗散，机械结构的摩擦，等等，都存在着能量的损失。所以，热电厂的发电效率低，大概是30%-40%。

　　3、热机的工作原理

　　热机的工作原理，虽然两者都是燃烧，其实与热电厂不一样。热机并未用到工质，所以少了一个能量的传递环节，相对来讲效率会高一些。大家在自己的课本上会有这样的一幅图(篇幅限制，不在此展示)，就是燃料燃烧爆炸后，推动活塞，从而将热能转化成机械能。

　　这种热机，通常就是对外做功的，比如汽车的发动机。还有一部分能量会存储起来，以电能的形式，存储在蓄电池内。这部分的原理依然是电磁感应，机械能转化为电能。

　　4、理论分析——冷热环境才能热能的输出

　　虽然，上面两个例子，都介绍了燃料的燃烧，从而获取热能。但是，燃烧仅仅是第一步。光燃烧，是无法获得电能的，需要依靠机械能的转化。聪明的同学也发现了上面两个例子的共同点：1)是个系统，分多个阶段，缺一不可。2)都处于一个工作环境之中。3)整个过程是一个循环。