第18課時 內(nèi)能的利用 能源與可持續(xù)發(fā)展

第18課時內(nèi)能的利用能源與可持續(xù)發(fā)展考點聚焦考點聚焦歸類示例歸類示例第18課時┃內(nèi)能的利用能源與可持續(xù)發(fā)展考點聚焦歸類示例考點聚焦考點1

熱機定義利用內(nèi)能做功的機械原理

應(yīng)用蒸汽機、內(nèi)燃機、噴氣發(fā)動機等認識“內(nèi)燃機”定義燃料直接在發(fā)動機________內(nèi)燃燒產(chǎn)生動力的熱機叫內(nèi)燃機分類__________和__________柴油機

汽缸汽油機第18課時┃內(nèi)能的利用能源與可持續(xù)發(fā)展考點聚焦歸類示例汽油機工作過程圖工作過程(四沖程)每一個工作循環(huán)分為四個沖程：吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程，此過程中曲軸和飛輪轉(zhuǎn)動2周，活塞往復(fù)2次，對外做功1次

吸氣、壓縮和排氣沖程是依靠飛輪的________來完成的，________沖程是唯一對外做功的沖程做功沖程中是將________轉(zhuǎn)化為__________；壓縮沖程中是將__________轉(zhuǎn)化為________內(nèi)能慣性做功內(nèi)能機械能機械能第18課時┃內(nèi)能的利用能源與可持續(xù)發(fā)展考點聚焦歸類示例說明汽油機和柴油機在構(gòu)造上有所不同，汽油機頂部有火花塞，而柴油機頂部有噴油嘴，另外二者在工作過程中也略有不同考點2

熱機的效率定義某種燃料________燃燒放出的熱量與其質(zhì)量之比，叫做這種燃料的熱值單位________(符號：J/kg)；焦每立方米(符號：J/m3)公式

Q＝mq(q為熱值)；Q＝Vq完全焦每千克第18課時┃內(nèi)能的利用能源與可持續(xù)發(fā)展考點聚焦歸類示例物理意義

酒精的熱值是3.0×107J/kg，表示：________酒精完全燃燒放出的熱量是3.0×107J煤氣的熱值是3.9×107J/m3，表示：________煤氣完全燃燒放出的熱量是3.9×107J[點撥]熱值反映的是某種物質(zhì)的燃燒特性，同時反映出不同燃料燃燒過程中化學(xué)能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能的本領(lǐng)大小，只與燃料的種類有關(guān)，與燃料的形態(tài)、質(zhì)量、體積、是否完全燃燒等均無關(guān)。

1m31kg第18課時┃內(nèi)能的利用能源與可持續(xù)發(fā)展考點聚焦歸類示例2．熱機的效率[說明]

熱機的效率總小于1，主要是由于燃料不能完全燃燒、廢氣帶走一部分熱量、克服摩擦做功、熱傳遞損失能量等，沒有將全部能量都利用起來。[拓展]人們獲得熱量的四種方式及其熱效率的計算方法：能量

有用功摩擦燃燒熱量損失潤滑第18課時┃內(nèi)能的利用能源與可持續(xù)發(fā)展考點聚焦歸類示例考點3

能量的轉(zhuǎn)化和守恒項目概念舉例轉(zhuǎn)化能量由一種形式轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N形式電燈發(fā)光：電能轉(zhuǎn)化為光能和內(nèi)能第18課時┃內(nèi)能的利用能源與可持續(xù)發(fā)展考點聚焦歸類示例轉(zhuǎn)移能量不經(jīng)過變化直接由一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體碰撞時，動能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體上能量守恒定律內(nèi)容能量既不會憑空消滅，也不會憑空產(chǎn)生，它只會從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到其他物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量保持不變說明

①能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移都是有方向性的；

②能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一第18課時┃內(nèi)能的利用能源與可持續(xù)發(fā)展考點聚焦歸類示例考點4

能源的利用1．核能

定義原子核中質(zhì)子、中子依靠強大的________緊密地結(jié)合在一起，一旦使原子核分裂或聚合，就可能釋放出驚人的能量，這就是核能獲得方式核________和核________應(yīng)用聚變

核力裂變第18課時┃內(nèi)能的利用能源與可持續(xù)發(fā)展考點聚焦歸類示例原子彈與核反應(yīng)堆原子彈對裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)不加控制，在極短的時間內(nèi)就會釋放出巨大的核能，發(fā)生猛烈爆炸核反應(yīng)堆控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度，使核能慢慢地平穩(wěn)地釋放出來，便于和平利用核能。能夠緩慢、平穩(wěn)地釋放核能的裝置，叫做核反應(yīng)堆

2.太陽能

來源氫原子核在超高溫下發(fā)生聚變，釋放出巨大的核能優(yōu)點太陽是巨大的“核能火爐”，人類能源的寶庫；太陽能取之不盡、用之不竭；環(huán)保、無污染第18課時┃內(nèi)能的利用能源與可持續(xù)發(fā)展考點聚焦歸類示例缺點較分散，受環(huán)境影響較大，轉(zhuǎn)換效率低利用方式說明化石能源、生物質(zhì)能都間接來源于太陽能第18課時┃內(nèi)能的利用能源與可持續(xù)發(fā)展考點聚焦歸類示例考點5

能源與可持續(xù)發(fā)展1．能源的分類分類標(biāo)準(zhǔn)類型定義實例來源一次能源可以直接從自然界獲得的能源風(fēng)能、太陽能、核能、化石能源等二次能源

通過消耗一次能源才能得到的能源電能、汽油、酒精等可否再生可再生能源可以在自然界里______________的能源

水能、風(fēng)能、太陽能、生物質(zhì)能等

不可再生能源不能在短期內(nèi)從自然界_________的能源

化石能源、核能等

得到補充

源源不斷地得到第18課時┃內(nèi)能的利用能源與可持續(xù)發(fā)展考點聚焦歸類示例2.能源革命

第一次能源革命：____________的出現(xiàn)，導(dǎo)致了以________作為主要能源時代的到來。第二次能源革命：__________的發(fā)明使人類的主要能源由柴薪向____________轉(zhuǎn)化。第三次能源革命：20世紀(jì)40年代，物理學(xué)家發(fā)明了可以控制核能釋放的裝置——____________，拉開了以________為代表的第三次能源革命的序幕。

3．理想能源必須具備的幾個條件(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)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。

核能

鉆木取火柴薪蒸汽機化石能源核反應(yīng)堆第18課時┃內(nèi)能的利用能源與可持續(xù)發(fā)展考點聚焦歸類示例歸類示例類型一熱機例1：關(guān)于熱機，下列說法正確的是()A．隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，熱機的效率可以達到100%B．四沖程汽油機在工作過程中，進氣門和排氣門同時關(guān)閉的沖程是做功沖程和壓縮沖程C．柴油機上安裝一個笨重的飛輪，是為了提高它的效率D．柴油機的效率比汽油機的高，這是因為柴油的熱值比汽油的大點評

本題全面考查了對于熱機的理解，涉及熱機效率與熱機的工作過程，強化綜合能力的培養(yǎng)。

B

第18課時┃內(nèi)能的利用能源與可持續(xù)發(fā)展考點聚焦歸類示例

因為廢氣要帶走一部分能量，克服摩擦做功要消耗能量，所以熱機的效率永遠小于1，故A錯誤；柴油機上安裝一個笨重的飛輪，是為了利用飛輪的慣性來完成吸氣、壓縮和排氣沖程，故C錯誤；柴油機的效率比汽油機的高，說明柴油機的能量利用率高，與燃料的熱值無關(guān)，故D錯誤。

類型二熱值與效率例2：為了比較酒精和碎紙片的熱值，如圖18－1所示，兩相同規(guī)格的燒杯中裝有質(zhì)量相等的水，取質(zhì)量________(選填“相等”或“不相等”)的酒精和碎紙片分別放入兩個燃燒皿中，點燃它們分別給燒杯加熱，直到酒精和碎紙片完全燃燒，通過比較_________________，從而確定酒精和碎紙片的熱值大小關(guān)系。

溫度計的示數(shù)變化

相等第18課時┃內(nèi)能的利用能源與可持續(xù)發(fā)展考點聚焦歸類示例圖18－1

比較酒精和碎紙片的熱值，其實質(zhì)是為了比較相同質(zhì)量的酒精和碎紙片完全燃燒放出熱量的多少，放熱多的熱值大，而放熱的多少可通過等量的同種物質(zhì)升高的溫度來體現(xiàn)，升溫多的說明吸熱多，故這種作為熱源的物質(zhì)的熱值大。

第18課時┃內(nèi)能的利用能源與可持續(xù)發(fā)展考點聚焦歸類示例例3:

[2013·鹽城]用煤氣灶把2kg、初溫為30℃的水加熱到80℃，消耗了20g煤氣，已知水的比熱容是4.2×103J/(kg·℃)，煤氣的熱值為4.2×107J/kg，則水吸收的熱量為__________J，煤氣完全燃燒放出的熱量為__________J，煤氣灶燒水的效率為________%。50

4.2×1058.4×105分析題意知，利用煤氣加熱生活用水，水吸收的熱量根據(jù)Q吸＝cmΔt計算，是有效利用的能量；煤氣燃燒放出的熱量根據(jù)Q放＝qm計算，是總能量，故煤氣灶燒水的效率可根據(jù)公式計算。

第18課時┃內(nèi)能的利用能源與可持續(xù)發(fā)展考點聚焦歸類示例點評

能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移是日常生活中常見的現(xiàn)象，能量在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，能的總量是保持不變的，只是能的存在形式或載體發(fā)生了變化。

類型三能量的轉(zhuǎn)化和守恒A．①②B．②③C．③④D．①③例4：根據(jù)能量守恒定律，下列四幅圖中僅發(fā)生能量轉(zhuǎn)移的一組是()

D

第18課時┃內(nèi)能的利用能源與可持續(xù)發(fā)展考點聚焦歸類示例①試管內(nèi)的冷水放入熱水中變熱是內(nèi)能的轉(zhuǎn)移；②煤氣爐將冷水燒熱是煤氣的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能；③一球上升一球下降，不考慮摩擦則沒有能量的損失，只是兩個球之間機械能的轉(zhuǎn)移；④小燈泡通電發(fā)光是電能轉(zhuǎn)化為光能和內(nèi)能。故僅發(fā)生能量轉(zhuǎn)移的一組是①③。

類型四核能與太陽能例5：核電站利用核能發(fā)電，它的核心設(shè)備是核反應(yīng)堆。下列說法錯誤的是()A．目前核電站都是通過聚變反應(yīng)利用核能的B．核反應(yīng)堆中的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是可以控制的C．原子核分裂或聚合時釋放出核能D．核能是一種不可再生能源

A

第18課時┃內(nèi)能的利用能源與可持續(xù)發(fā)展考點聚焦歸類示例例6：為了響應(yīng)“節(jié)能減排”的號召，小周家買了一臺容積為100L的太陽能熱水器。請你與小周一起對太陽能熱水器進行研究與計算。

(1)太陽能是____________(選填“可再生”或“不可再生”)能源。太陽的巨大能量來自于太陽內(nèi)部的________反應(yīng)。核能屬于新能源，但在短時間內(nèi)不可再生；獲得核能的方式有兩種：核裂變和核聚變，人類對于核能的利用主要是核電站和原子彈、氫彈；核電站是利用可控核裂變獲得能量，而原子彈是利用不可控核裂變獲得能量，氫彈則是利用不加控制的核聚變來獲得能量，故錯誤選項為A。

聚變

可再生第18課時┃內(nèi)能的利用能源與可持續(xù)發(fā)展考點聚焦歸類示例(2)小周早晨把太陽能熱水器加滿水，溫度傳感器顯示水溫為18℃，下午放學(xué)時看到顯示的水溫為78℃，則太陽能熱水器中的水吸收了多少熱量？與使用電熱水器相比，相當(dāng)于節(jié)約了多少度電？[不計電熱水器的熱量損失，c水＝4.2×103J/(kg·℃)](3)該熱水器的說明書中介紹，真空管熱水器可以把90%的太陽能轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能，真有這么高的效率嗎？小周查閱資料知道，他們所在地區(qū)單位受光面積上接收太陽能的功率為P，小周還需要測量哪些物理量，并運用本題計算出的熱量Q，就可估測出這臺熱水器的光熱轉(zhuǎn)化效率？寫出效率η的表達式。(用代表物理量的字母表示，不需要計算具體數(shù)據(jù))

第18課時┃內(nèi)能的利用能源與可持續(xù)發(fā)展考點聚焦歸類示例答案

類型五能源與可持續(xù)發(fā)展例7：[2013·天津]開發(fā)和利用可再生能源是解決能源危機的有效途徑。下列屬于可再生能源的是()A．石油B．天然氣C．煤炭D．太陽能D

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