能源與可持續(xù)發(fā)展復(fù)習(xí)課件

┃思維感悟成體系┃什么是能源?像煤、天然氣、汽油、水流、風(fēng)、電、太陽光等能夠提供能量的物質(zhì)資源，

我們把它們都叫做能源.（一）能源1、按能源的產(chǎn)生方式可分為：一次能源：可以從自然界直接獲得。如：化石能源、風(fēng)能、太陽能、地?zé)崮?、核能（煤炭、石油和天然氣是?dāng)今世界中一次能源的三大支柱）二次能源：無法從自然界直接獲得，必須通過一次能源的消耗才能得到。如：電能、煤氣、汽油、煤油、焦炭、潔凈煤、激光和沼氣等2、按能源是否可再生分為：不可再生能源：不可能在短期內(nèi)從自然界得到補(bǔ)充。如化石能源、核能可再生能源：可以在自然界源源不斷的得到。如：水的動能、風(fēng)能、太陽能、生物質(zhì)能。3、化石能源：千百萬年前埋在地下的動植物經(jīng)過漫長的地質(zhì)年代形成的能源。如：煤、石油、天然氣。4、生物質(zhì)能：由生命物質(zhì)提供的能量。3、其他分類化石能源：千百萬年前埋在地下的動植物經(jīng)過漫長的地質(zhì)年代形成的能源。如：煤、石油、天然氣。化石能源是當(dāng)今人類利用的主要能源，我國目前利用的能源中90%以上是煤和石油。生物質(zhì)能：由生命物質(zhì)提供的能量稱為生物質(zhì)能。生物質(zhì)能是太陽能以化學(xué)能形式貯存在生物中的一種能量形式，它直接或間接來源于植物的光合作用。生物質(zhì)能是一個巨大的能源，人類和動物從植物或其他動物獲取生物質(zhì)能以維持生命。我國用了短短4年時間完成了原子彈的研制工作，并于1964年10月16日成功地爆炸了第一顆原子彈.1967年6月17日又成功地爆炸了第一顆氫彈，完成了其他國家要十幾年或幾十年才完成的工作.（二）核能我國第一顆原子彈我國第一顆氫彈核能原子彈和氫彈為什么會具有這么大的威力呢？因為它們都利用了核能.化學(xué)能是在分子發(fā)生變化時放出的能量核能是在原子核發(fā)生變化時放出的能量.核

裂變

和核

聚變是獲得核能的兩種主要形式二、獲得核能的途徑獲得核能的兩條途徑是：裂變科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)用中子轟擊鈾235時，鈾核會分裂成大小差不多的兩部分，這種現(xiàn)象叫做裂變.1kg鈾中的鈾核如果全部發(fā)生裂變，釋放出的能量大約相當(dāng)于2500t的標(biāo)準(zhǔn)煤完全燃燒所放出能量.聚變科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，某些質(zhì)量較小的原子核結(jié)合成質(zhì)量較大的原子核時，也能釋放出核能，這種現(xiàn)象叫做核聚變，簡稱聚變.原子彈是利用重核裂變現(xiàn)象制成的,氫彈，則是利用輕核聚變現(xiàn)象制成的裂變聚變又叫熱核反應(yīng)一個氘核和一個氚核發(fā)生聚變反應(yīng)結(jié)合成氦核時，要放出一個中子，并釋放出核能.一定質(zhì)量的氘核和氚核聚變時放出的能量要比等量的鈾核裂變時放出的能量大幾倍.聚變需要在幾百萬攝氏度的高溫下才能發(fā)生，因此聚變又叫熱核反應(yīng).自然界中，太陽內(nèi)部的溫度高達(dá)攝氏1千萬度以上，在那里就進(jìn)行著大規(guī)模的聚變反應(yīng).太陽輻射出的光和熱，正是由聚變反應(yīng)釋放的核能轉(zhuǎn)化而來的.可以說，地球上的人類每天都享用著聚變釋放出的能量.聚變在氫彈里面包含了一顆原子彈，利用原子彈引爆的能量，將氘（重氫）和氚融合成氦分子，然后將過程中微量的質(zhì)量損失轉(zhuǎn)化成龐大的能量（三）太陽能1、太陽能：在太陽內(nèi)部，氫原子核在超高溫下發(fā)生聚變，釋放出巨大的核能。2、利用太陽能的方式①間接利用：通過植物的光合作用把太陽能轉(zhuǎn)化和儲存起來，再以草木、沼氣、煤、石油、天然氣等燃料的形式釋放出來。通過大氣和水分的升騰循環(huán)，再通過風(fēng)、流水、波浪、海流等釋放出來。②直接利用：將太陽能直接轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，如：太陽能熱水器等。將太陽能直接轉(zhuǎn)化成電能，如：太陽能電池等。太陽草兔子吃草人吃兔子太陽能草的能量兔子的能量人或其他動物能量光合作用兔子吃草人或其他動物吃兔人工取火蒸汽機(jī)核能第一次第二次第三次以柴薪為燃料化石燃料鈾一萬年二百年幾十年問題1、豆子的生長是否可逆？電影技術(shù)能否做到？問題2、你能否再舉一例？問題3、火爐把自己的內(nèi)能傳遞給房間里的空氣，供人取暖；到了春天，能否把這些內(nèi)能重新收集起來，來年再用？問題4、汽車制動，由于摩擦，動能轉(zhuǎn)化為地面和空氣的內(nèi)能，這些能量能夠自動開汽車嗎小結(jié)：1、能源革命①第一次能源革命：鉆木取火②第二次能源革命：蒸汽機(jī)的發(fā)明③第三次能源革命：核能的利用2、能量轉(zhuǎn)移的方向性能量的轉(zhuǎn)化、能量的轉(zhuǎn)移，都是有方向性的?；馂?zāi)1、21世紀(jì)的能源趨勢世界人口急劇增加，能源的消耗持續(xù)增長2、能源消耗對環(huán)境的影響空氣污染、固體廢物污染、有害輻射、水土流失和沙漠化3、未來的理想能源滿足的條件①必須足夠豐富，可以保證長期使用；②必須足夠便宜，可以保證多數(shù)人用得起；③相關(guān)的技術(shù)必須成熟，可以保證大規(guī)模使用；④必須足夠安全、清潔，可以保證不會嚴(yán)重影響環(huán)境。4、未來理想的能源┃典例精析把方向┃典例1：能源的分類和利用例1

目前，核電站只能利用原子

變釋放的核能來發(fā)電。現(xiàn)在世界都在關(guān)注節(jié)能減排問題，太陽能被人們列入使用的新能源。直接利用太陽能的方式：①太陽能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，②太陽能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能；③太陽能轉(zhuǎn)化成_

能。太陽能是

(選填“可再生”或“不可再生”)能源。[答案]

核裂

電

可再生典例2：太陽能的利用及其效率例2

有一種太陽能路燈(電路如圖Z17－2)，光控開關(guān)S1，白天與觸點a接觸，太陽能電池板為蓄電池充電，晚上與觸點b接觸，給路燈供電。時控開關(guān)S2，晚上12點前與觸點c接觸，主燈發(fā)光，晚上12點后與觸點d接觸，副燈發(fā)光。主燈為“24

V15W”的節(jié)能燈，副燈為“24V

10W”的節(jié)能燈，平均每天各工作6小時。路燈正常工作一天消耗的電能是多少千瓦時？已知太陽能電池板的面積為0.5m2，每平方米平均收集功率為1.5kW，若太陽光照射10小時能使路燈正常工作5天，求太陽能電池板光電轉(zhuǎn)化效率。請舉出這種太陽能路燈的兩個優(yōu)點。[答案]

(1)主燈一天消耗的電能：W1＝P＝0.09kW·h副燈一天消耗的電能：－3W2＝P2t＝10×10 kW×6

h＝0.06

kW路燈正常工作一天消耗的電能：

W＝W1＋W2＝0.09

kW·h＋0.06

kW·h＝(2)一天收集的太陽能：W光7.5

kW·hW

電＝0.15

kW·h/d×5

d＝0.75

kW·h電池板光電轉(zhuǎn)化效率η＝W電＝0.75

kW·h＝10%(3)太陽能路燈的優(yōu)點：①采用太陽能電池可以節(jié)約電能

②主燈和副燈切換工作，也可節(jié)約電能

③太陽能零排放、無污染、取之不盡等。[解析]

此題是太陽能向電能轉(zhuǎn)化，存在轉(zhuǎn)化效率的問題，即轉(zhuǎn)化過程中有能量的損失，轉(zhuǎn)化成了其他形式的能量而不能被利用。方法點撥此類問題的特點是閱讀量大，步驟較多，解決此類問題的關(guān)鍵是理清題目的脈絡(luò)，然后利用所學(xué)的知識逐步解決。利用率問題是常見的問題之一，解題時可以類比為機(jī)械效率的求解，先確W

光W

有效定“有用功”和“總功”，然后利用公式η＝

計算即可。典例3：能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移例3

學(xué)習(xí)了內(nèi)能及能量的轉(zhuǎn)化和守恒后，同學(xué)們在一起梳理知識時交流了以下想法，你認(rèn)為其中錯誤的是(

)A．做功改變物體的內(nèi)能是不同形式的能的相互轉(zhuǎn)化B．熱傳遞改變物體的內(nèi)能是不同形式的能的相互轉(zhuǎn)化

C．各種形式的能在一定條件下都可以相互轉(zhuǎn)化

D．能量在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中總會有損耗，但能量的總量保持不變[答案]B方法點撥區(qū)分能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的關(guān)鍵是看能量的存在形式是否發(fā)生變化，若能量的形式?jīng)]有變化，則是能量的轉(zhuǎn)移，若能量的形式發(fā)生了變化，則是能量的轉(zhuǎn)化，即一種形式的能量轉(zhuǎn)化為其他形式的能量。中考鏈接1關(guān)于原子核和核能的利用，下列說法中正確的是

A．原子核是由質(zhì)子和電子組成的

B．原子核占據(jù)了原子的大部分空間C．現(xiàn)階段的核電站主要是利用原子核裂變時釋放出的能量D.核能屬于可再生能源

[答案]C中考鏈接2繼湯姆遜發(fā)現(xiàn)電子、盧瑟福進(jìn)一步提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型之后，人們又發(fā)現(xiàn)原子核由

和中子組成……人類對微觀世界的探索是永無止境的。[答案]質(zhì)子中考鏈接3關(guān)于能量和能源的利用，下列說法中正確的是【

】人類大量使用太陽能會導(dǎo)致溫室效應(yīng)因為能量是守恒的，所以不存