新人教版九年級(jí)物理第22章能源與可持續(xù)發(fā)展知識(shí)點(diǎn)全面總結(jié)

1、22能源與可持續(xù)發(fā)展第1節(jié)能源一、人類利用能源的歷程1、能源(1)能量：物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)和相互作用的方式多種多樣，每種運(yùn)動(dòng)形式都對(duì)應(yīng)相應(yīng)的能量。(2)能源：能夠提供能量的物質(zhì)資源叫做能源。煤、石油、天然氣是當(dāng)今人類利用的主要能源。(3)能源與能量的區(qū)別能源能量定義能夠提供能量的物質(zhì)資源物體做功本領(lǐng)的量度本質(zhì)可以提供某種形式能量的物質(zhì)與物質(zhì)及其運(yùn)動(dòng)相聯(lián)系，對(duì)應(yīng)不同形式的運(yùn)動(dòng)有不同形式的能量練習(xí)能源的利用過(guò)程，實(shí)質(zhì)上就是能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過(guò)程2、能源的種類(1)化石能源：我們今天使用的煤、石油、天然氣，是千百萬(wàn)年前埋在地下的動(dòng)、植物經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的地質(zhì)年代形成的，所以稱為化石能源。(2)生物質(zhì)能：由生命物質(zhì)提

2、供的能量稱為生物質(zhì)能。生物質(zhì)能是化學(xué)能源的一種，他可以理解成機(jī)體物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化時(shí)釋放的能量。太陽(yáng)能：由太陽(yáng)輻射提供的能量。(4)風(fēng)能、水能：都屬于自然界提供的機(jī)械能。(5)地?zé)崮埽河傻厍騼?nèi)部提供的能量。3、人類利用能源的歷程能源利用進(jìn)程能源利用簡(jiǎn)介意義能量轉(zhuǎn)化過(guò)程火的利用祖母去或使從利用自然火到利用人工火的轉(zhuǎn)變，開(kāi)啟了以柴薪作為主要能源的時(shí)代。柴薪能源的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，帶動(dòng)了畜牧漁業(yè)的發(fā)展，而且直接導(dǎo)致了陶器的產(chǎn)生，加快了金屬冶煉和制造業(yè)的發(fā)展，人類以柴薪為主要能源的時(shí)代，持續(xù)了近一萬(wàn)年，現(xiàn)在，柴薪仍是某些發(fā)展中國(guó)家的重要生活能源。第一次使人支配了一種自然力機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能化石能源的利用蒸汽機(jī)的

3、發(fā)明是人類利用能量的新里程碑。人類從此逐步以機(jī)械動(dòng)力大規(guī)模代替人力和畜力，它直接導(dǎo)致了第二次能源革命。從18世紀(jì)中葉開(kāi)始的這次能源革命使人類文明在短短二百多年中發(fā)生了飛速進(jìn)步。化石能源引發(fā)了世界性的工業(yè)革命內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能是當(dāng)今世界的主要能源，推動(dòng)了化是燃料工業(yè)的興起，使人類進(jìn)入工業(yè)化社會(huì)，使人類又進(jìn)入電氣時(shí)代電能的利用19世紀(jì)以來(lái)，電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，使得由蒸汽機(jī)作為動(dòng)力的發(fā)電機(jī)開(kāi)始出現(xiàn)，發(fā)電機(jī)的發(fā)明使煤、石油等化石能源轉(zhuǎn)換成更加便于輸送和利用的電能。電能的利用是人類進(jìn)入現(xiàn)代文明社會(huì)的標(biāo)志。電能是由其它形式的能轉(zhuǎn)化而來(lái)的。它最終還要轉(zhuǎn)化為光能、內(nèi)能、動(dòng)能等其他形式的能，才能為人類所用將人類社

4、會(huì)飛速推進(jìn)到現(xiàn)代文明時(shí)代機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能核能的發(fā)現(xiàn)20世紀(jì)40年代，科學(xué)家發(fā)明了可以控制核能釋放的裝置一一核反應(yīng)堆，拉開(kāi)了以核能為代表的新能源利用的序幕。幾十年來(lái)，核電已經(jīng)成為了一種相當(dāng)成熟的技術(shù)。由于核電比火電更清潔、安全、經(jīng)濟(jì)，核能在許多經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)成為常規(guī)能源開(kāi)始開(kāi)發(fā)和利用核能的新紀(jì)元核能轉(zhuǎn)化為電能4、一次能源和二次能源像化石能源這樣可以直接從自然界中獲得的能源，我們稱為一次能源。我們使用的電能，無(wú)法從自然界直接獲取，必須通過(guò)消耗一次能源才能得到，所以稱電能這樣的能源為二次能源。常見(jiàn)的一次能源有：煤、石油、天然氣、風(fēng)能、水能、太陽(yáng)能、地?zé)崮?、核能等。常?jiàn)的二次能源有：電能、汽油、柴油

5、等。注意：辨別一次能源和二次能源的依據(jù)一次能源是可以直接從自然價(jià)獲得的能源；二次能源是由一次能源經(jīng)過(guò)加工轉(zhuǎn)換而得到的，如電能、煤氣、焦炭、汽油、柴油等。區(qū)分一次能源和二次能源的關(guān)鍵是看其是否經(jīng)過(guò)加工轉(zhuǎn)換。知識(shí)擴(kuò)展：能源有不同的分類標(biāo)準(zhǔn)，除按能否直接從自然界獲得來(lái)分為一次能源與二次能源外，還有以下幾種分類情況：(1)按對(duì)環(huán)境的影響可分為清潔能源：指不排放污染物的能源：如太陽(yáng)能、電能、水能、地?zé)崮艿取Ｎ廴灸茉矗褐溉祟愒倮眠^(guò)程中會(huì)污染環(huán)境的能源，如煤、石油，天然氣等。(2)按人類開(kāi)發(fā)早晚和使用情況可分為常規(guī)能源和新能源。常規(guī)能源：指已經(jīng)大規(guī)模生產(chǎn)和廣泛利用的能源，如煤、石油、天然氣及水能等。新能源

6、：指剛開(kāi)始開(kāi)發(fā)利用或正在積極研究、有待推廣的能源：如核能、太陽(yáng)能、潮汐能、地?zé)崮艿取?、人類廣泛使用電能的原因：電能是由其他形式的能轉(zhuǎn)化而來(lái)的二次能源。由于電能便于輸送和轉(zhuǎn)化，又加上現(xiàn)代社會(huì)離不開(kāi)各種各樣的用電器，所以電能的利用是人類進(jìn)入現(xiàn)代文明社會(huì)的標(biāo)志。人們使用不同的用電器，根據(jù)需要將電能轉(zhuǎn)化為其他各種形式的能量。二、21世紀(jì)的能源趨勢(shì)1、能源危機(jī)：由于世界人口的急劇增加和經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，能源的消耗持續(xù)增長(zhǎng)。特別是近幾十年來(lái)，能源消耗增長(zhǎng)速度明顯加快。所以開(kāi)發(fā)新能源、更好地利用已知能源，是全球范圍內(nèi)的重要課題。2、解決能源問(wèn)題的出路：隨著第三次能源革命序幕的拉開(kāi)，核能成為主要能源。同時(shí)人類

7、正著力開(kāi)發(fā)取之不盡、用之不竭的太陽(yáng)能，并取得了重大成就。核能、太陽(yáng)能的開(kāi)發(fā)和利用為人類的能源問(wèn)題找到了新的出路。面對(duì)目前的能源趨勢(shì)，解決能源問(wèn)題的主要出路有：一是提高能源的利用率，做到科學(xué)開(kāi)發(fā)，節(jié)約使用；二是開(kāi)發(fā)和利用新能源，如太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)崮艿?。?節(jié)核能一、核能1、原子、原子核的組成(1)分子由原子構(gòu)成，原子由原子核和核外電子構(gòu)成，其中原子核帶正電，核外電子帶負(fù)電。(2)原子由原子核和核外繞核旋轉(zhuǎn)的電子構(gòu)成，原子核由質(zhì)子和中子組成，質(zhì)子帶正電荷，其電荷量跟電子的電荷量相等，中子不帶電，整個(gè)原子不顯電性。質(zhì)子的質(zhì)量比電子大得多，質(zhì)子和中子的質(zhì)量幾乎相同，二者在一起構(gòu)成非常小的原子核，就像

8、幾顆豆粒擠在原子這個(gè)大廣場(chǎng)的中央。2、核能(1)質(zhì)子、中子依靠強(qiáng)大的核力緊密的結(jié)合在一起，因此原子核十分牢固，要使它們分裂或結(jié)合是極其困難的。但是，一旦質(zhì)量較大的原子核發(fā)生分裂或質(zhì)量較小的原子核相互結(jié)合，就有可能釋放出驚人的能量，這就是核能。(2)核能屬于一次能源，也屬于新能源，釋放核能的方式有兩種：核裂變和核聚變。二、裂變1、裂變：用中子轟擊質(zhì)量比較大的鈾235原子核，使其發(fā)生裂變,變成兩個(gè)質(zhì)量中等大小的原子核，同時(shí)釋放出巨大的能量，這種現(xiàn)象叫做裂變。1kg鈾全部裂變，釋放的能量超過(guò)2000t煤完全燃燒時(shí)釋放的能量。2、鏈?zhǔn)椒磻?yīng)：用中子轟擊鈾235原子核，鈾核分裂時(shí)釋放出核能，同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生幾

9、個(gè)新的中子，這些中子又會(huì)轟擊其他鈾核。于是就導(dǎo)致一系列鈾核持續(xù)裂變，并釋放出大量核能，這就是裂變中的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。3、裂變的應(yīng)用：原子核在裂變時(shí)能夠釋放出大量的能量。(1)如果對(duì)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)不加控制，將在極短時(shí)間內(nèi)釋放出巨大的核能，發(fā)生劇烈爆炸，原子彈就是根據(jù)這一原理制成的。(2)我們還可以控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度，把核能用于和平建設(shè)事業(yè)?！昂朔磻?yīng)堆”就是控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的裝置?？刂奇?zhǔn)椒磻?yīng)的速度，能夠緩慢地、平穩(wěn)的釋放核能的裝置，叫做核反應(yīng)堆，核反應(yīng)堆是核電站的核心設(shè)備，它以鈾為核燃料。核反應(yīng)堆中放出的核能轉(zhuǎn)化為高溫高壓蒸汽的內(nèi)能，通過(guò)汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)化為電能。核反應(yīng)堆核電站工作流程(3)核電站工作流程第一回

10、路中的水或者其他液體被泵壓入核反應(yīng)堆，在那里加熱，然后進(jìn)入熱交換器，把熱量傳遞給第二回路的水，以后又被泵壓回到核反應(yīng)堆里。在熱交換器內(nèi)，第二回路中的水經(jīng)加熱生成高溫高壓蒸汽送入汽輪機(jī)，驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)做功后溫度和壓強(qiáng)都降低，進(jìn)入冷凝器，最后又由泵把它壓回?zé)峤粨Q器。高速旋轉(zhuǎn)的汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電可見(jiàn)，核電站發(fā)電時(shí)能量轉(zhuǎn)化順序是：核能一一內(nèi)能一一機(jī)械能一一電能。核電站特點(diǎn)：消耗的燃料少、廢渣也少、對(duì)大氣基本無(wú)污染。成本低，一些發(fā)達(dá)國(guó)家的核電已占相當(dāng)大的比例，我國(guó)的核電事業(yè)發(fā)展的也很快?？梢源蟠鬁p少燃料的運(yùn)輸量，特別適合能源缺乏的地區(qū)使用。要防止發(fā)射性物質(zhì)的泄漏，避免放射性污染，確保安全。知識(shí)拓展：各種發(fā)

11、電方式的特點(diǎn)-發(fā)電類型特點(diǎn)火力發(fā)電水力發(fā)電核能發(fā)電風(fēng)力發(fā)電能量轉(zhuǎn)化化學(xué)能一內(nèi)能一機(jī)械能一電能水能電能核能內(nèi)能機(jī)械能電能風(fēng)能-電能應(yīng)用范圍廣泛較廣泛較小較小對(duì)環(huán)境的污染程度較大沒(méi)有較小沒(méi)有三、聚變1、如果將某些質(zhì)量很小的原子核，在超高溫下結(jié)合成新的原子核,也會(huì)釋放出巨大的核能，這就是聚變。聚變反應(yīng)要求一開(kāi)始就要有很高的溫度，因此聚變反應(yīng)也稱為熱核反應(yīng)。2、大量氫核的聚變，可以在瞬間釋放出驚人的能量。清單就是利用核聚變?cè)碇圃斓囊环N比原子彈威力還要大的核武器。太陽(yáng)內(nèi)部也在時(shí)刻不停地發(fā)生著核聚變。3、裂變與聚變的比較比較裂變聚變定義較大原子核分裂為較小原子核的過(guò)程質(zhì)量很小的原子核結(jié)合成較大原子核的過(guò)

12、程條件用中子轟擊較大原子核超高溫釋放核能大小巨大更加巨大是否可控制可利用核反應(yīng)堆控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度目前，核聚變速度還不能認(rèn)為控制應(yīng)用原子彈、核電站氫彈4、核能的利用特點(diǎn)核能的優(yōu)點(diǎn)核能十分巨大，它能極大的補(bǔ)充人類能源的不足，使用核能大大節(jié)約了常規(guī)能源核能能夠解決能源分布不均衡的問(wèn)題核能的缺點(diǎn)核能屬于一次能源，且會(huì)越用越少核能存在核污染，產(chǎn)生核輻射，會(huì)對(duì)地球生物造成傷害核反應(yīng)堆中會(huì)產(chǎn)生核廢料，在治理核廢料過(guò)程中，代價(jià)較高核電站應(yīng)用地域核電站一般建在能源需求量大，而且能源十分缺乏的地區(qū)核電站建在離人群較遠(yuǎn)的地區(qū)，避免對(duì)人畜造成傷害第3節(jié)太陽(yáng)能一、太陽(yáng)一一巨大的“核能火爐”1、太陽(yáng)的構(gòu)造：從內(nèi)到外一次

13、是太陽(yáng)核心、輻射曾、對(duì)流層、太陽(yáng)大氣。2、太陽(yáng)能的由來(lái)一一氫核聚變。在太陽(yáng)內(nèi)部，氫原子核在超高溫下發(fā)生聚變，釋放出巨大的核能。因此可以講，太陽(yáng)核心每時(shí)每刻都在發(fā)生氫彈爆炸，所以說(shuō)太陽(yáng)是一個(gè)巨大的“核能火爐”。3、太陽(yáng)能的傳遞一一熱輻射。太陽(yáng)核心的溫度高達(dá)1500萬(wàn)攝氏度，太陽(yáng)核心釋放的能量向外擴(kuò)散可以傳送到太陽(yáng)表面。太陽(yáng)表面溫度約為6000C,就像一個(gè)高溫氣體組成的海洋。大部分太陽(yáng)能以熱和光的形式向四周輻射開(kāi)去。二、太陽(yáng)是人類能源的寶庫(kù)1、地球上除核能、地?zé)崮芎统毕芤酝馑械哪芰慷紒?lái)自太陽(yáng)，所以說(shuō)太陽(yáng)是人類能源的寶庫(kù)。2、化石能源的形式：遠(yuǎn)古時(shí)期陸地和海洋中的植物，通過(guò)光合作用，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化

14、為生物體的化學(xué)能。在它們死后，軀體埋在地下和海底，腐爛了。滄海桑田，經(jīng)過(guò)幾百萬(wàn)年的沉積、化學(xué)變化、地層的運(yùn)動(dòng)，在高壓下漸漸變成了煤和石油。在石油形成過(guò)程中還放出天然氣。今天我們開(kāi)采的化石燃料來(lái)獲取能量，實(shí)際上是在開(kāi)采上一年前地球所接收的太陽(yáng)能。三、太陽(yáng)能的利用1、利用太陽(yáng)能的四個(gè)渠道(1)綠色植物的“光化轉(zhuǎn)換”。通過(guò)植物的光合作用(被植物、微生物吸收)將太陽(yáng)能儲(chǔ)存起來(lái)，再以草木、沼氣、煤、石油、天然氣等形式釋放出來(lái)，實(shí)現(xiàn)光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。(2)空氣水分的“光機(jī)轉(zhuǎn)換”。由于太陽(yáng)的熱輻射，使大氣和水分升騰循環(huán)，再通過(guò)風(fēng)、水等形式釋放出來(lái)，實(shí)現(xiàn)光能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。(3)被海洋吸收，成為海洋內(nèi)能。(4)

15、直接被人們利用。人們直接利用太陽(yáng)能的方式有兩種：集熱器的“光熱轉(zhuǎn)換”，實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；太陽(yáng)能電池的“光電轉(zhuǎn)換”，實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能。2、太陽(yáng)能的優(yōu)缺點(diǎn)(1)優(yōu)點(diǎn)：太陽(yáng)能作為一種新能源，它具有一些普通能源不可比擬的優(yōu)點(diǎn)。太陽(yáng)能取之不盡，用之不竭，太陽(yáng)內(nèi)部的熱核反應(yīng)足以持續(xù)50億年，是人類可以利用的最豐富的永久性資源。太陽(yáng)能分布廣闊，不需要挖掘、開(kāi)采和運(yùn)輸，透入少收益大。太陽(yáng)能是一種清潔能源，使用時(shí)不會(huì)帶來(lái)任何污染。(2)缺點(diǎn)：太陽(yáng)能雖然具有傳統(tǒng)能源所沒(méi)有的優(yōu)點(diǎn)，但也有一些缺點(diǎn)給利用上帶來(lái)一些困難。太陽(yáng)能到達(dá)地球上非常分散，需要裝置有相當(dāng)大的接收面積，提高了接收裝置的造價(jià)。太陽(yáng)能的利用受氣

16、候、晝夜的影響很大。因此必須有貯存張志，這不僅增加了技術(shù)上的困難，也使造價(jià)增加。目前雖然已經(jīng)制成多種貯存系統(tǒng)，但總是不夠理想，具體應(yīng)用也有一定困難。太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換效率很低。第4節(jié)能源與可持續(xù)發(fā)展一、能量轉(zhuǎn)移和能量轉(zhuǎn)化的方向性1、能量的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化具有方向性。2、節(jié)約能源：能量的轉(zhuǎn)化、能量的轉(zhuǎn)移，都是有方向性的。人們是在能量的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過(guò)程中利用能量的，因此，不是什么能量都可以利用。能源的利用是有條件也是有代價(jià)的，我們所能利用的能源是有限的，所以需要節(jié)約能源。二、能源消耗對(duì)環(huán)境的影響1、能源消耗對(duì)環(huán)境的影響，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：(1)能源消耗會(huì)造成熱污染?；茉丛谑褂脮r(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的內(nèi)能，其中被

17、利用的內(nèi)能只是其中的一部分，還有相當(dāng)一部分沒(méi)有被利用，從而造成了熱污染。汽車尾氣就是造成城市熱島效應(yīng)的原因之一。(2)大量燃燒化石能源會(huì)造成空氣污染和溫室效應(yīng)的加劇。如燃燒石油和天然氣、煤等會(huì)產(chǎn)生大量的CO、SO、氮氧化物等氣體，除污染空氣和加劇溫室效應(yīng)外，還會(huì)形成酸雨，導(dǎo)致水、土壤酸化，對(duì)植物、建筑物、金屬構(gòu)件等造成危害。(3)一些欠發(fā)達(dá)國(guó)家用柴薪能源除會(huì)造成空氣污染、產(chǎn)生廢物外，還會(huì)加劇水土流失和沙漠化。(4)作為第三次能源革命的標(biāo)志一一核能的開(kāi)發(fā)和利用，也不是絕對(duì)清潔和安全的，處理不當(dāng)會(huì)造成有害輻射。2、人類不應(yīng)當(dāng)無(wú)限制的向大自然索取，我們必須在提升物質(zhì)文明的同時(shí)，保持與自然、環(huán)境的和諧

18、與平衡。不要因?yàn)槔媚茉磿r(shí)會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染而停止使用能源，也不要因?yàn)槟茉吹睦么龠M(jìn)了文明和社會(huì)的發(fā)展而對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。使用能源和保護(hù)環(huán)境可以做到有機(jī)的統(tǒng)一和諧的發(fā)展。要解決這個(gè)問(wèn)題，當(dāng)然離不開(kāi)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和社會(huì)的發(fā)展。三、能源與可持續(xù)發(fā)展1、可持續(xù)發(fā)展可持續(xù)發(fā)展就是既要考慮當(dāng)前發(fā)展需要，又要考慮未來(lái)發(fā)展需要，不能以犧牲后人的利益為代價(jià)來(lái)滿足當(dāng)代人的需求?？沙掷m(xù)的能源生產(chǎn)和消費(fèi)，已成為社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要前提之一。一方面，應(yīng)該提高能源的利用率，減少能源使用中對(duì)環(huán)境的破壞；另一方面，發(fā)展新的理想能源。2、不能再生能源和可再生能源化石能源、核能等能源會(huì)越用越少，不能在短期內(nèi)從自然界得到補(bǔ)充，這類能源稱為不可再生能源。想水能、風(fēng)能、太陽(yáng)能、生物質(zhì)能等可以在自然界里源源不斷的得到，所以我們把它們稱