能源與可持續(xù)發(fā)展 知識講解

能源與可持續(xù)發(fā)展

責(zé)編：武霞【學(xué)習(xí)目標(biāo)】

1、了解日常生活中的各種能源，人類利用能源的過程，不同形式能量的相互轉(zhuǎn)化，新能源的開發(fā)與利用；

2、了解核能的優(yōu)點(diǎn)和可能帶來的問題；

3、了解能源與人類生存和社會發(fā)展的關(guān)系；

4、能說出不同能源的特點(diǎn)；

5、了解在現(xiàn)實(shí)生活中能量轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)移有一定的方向性?！疽c(diǎn)梳理】

要點(diǎn)一、能源利用與社會發(fā)展凡是能夠提供能量的物質(zhì)資源，都可以叫做能源。要點(diǎn)詮釋：1、人類利用能源的歷程：

（1）鉆木取火是人類從利用自然火到利用人工火的轉(zhuǎn)變，導(dǎo)致了以柴薪為主要能源的時代的到來。

（2）蒸汽機(jī)的發(fā)明使人類以機(jī)械動力代替人力和畜力，人類的主要能源從柴薪向煤、石油、天然氣等化石能源轉(zhuǎn)化，利用化石燃料的各種新型熱機(jī)的問世，使化石能源成為當(dāng)今世界的主要能源。

（3）物理學(xué)家發(fā)明了可以控制核能釋放的裝置---反應(yīng)堆，拉開了以核能為代表的新能源利用的序幕。

2、一次能源和二次能源

像化石能源一樣，風(fēng)能、太陽能、地?zé)崮芤约昂四埽强梢灾苯訌淖匀唤绔@得的，這些可以從自然界直接獲取的能源，統(tǒng)稱為一次能源。我們使用的電能，無法從自然界直接獲取，必須通過一次能源的消耗才能得到，所以稱電能為二次能源。

我們今天使用的煤、石油、天然氣是千百年前埋在地下的動植物經(jīng)過漫長的地質(zhì)年代形成的，所以稱為化石能源。

常見的化石能源有：煤、石油、天然氣。

常見的一次能源有：煤、石油、天然氣、風(fēng)能、水能、太陽能、地?zé)崮堋⒑四艿取?/p>

常見的二次能源有：電能。

要點(diǎn)二、核能質(zhì)子、中子依靠強(qiáng)大的核力緊密地結(jié)合在一起，因此原子核十分牢固，要使它們分裂或者重新組合是極困難的。但是，一旦質(zhì)量較大的原子核分裂或者質(zhì)量較小的原子核相互結(jié)合，就可能釋放出驚人的能量，這就是核能。核能是新能源，它有兩種主要形式：核裂變能和核聚變能。要點(diǎn)詮釋：

1、核裂變：快速的裂變反應(yīng)可以引起猛烈的爆炸，原子彈就是利用快速裂變制成的，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”就是控制裂變反應(yīng)的裝置。2、核聚變：除了裂變外，如果將質(zhì)量很小的原子核，例如氘核（由一個質(zhì)子和一個中子構(gòu)成）與氚核（由一個質(zhì)子和兩個中子構(gòu)成），在超高溫下結(jié)合成新的原子核，會釋放出更大的核能，這就是聚變，有時聚變也稱為熱核反應(yīng)。3、核能的利用：我國是核能資源豐富的國家，現(xiàn)已具備了建造核電站的物質(zhì)和技術(shù)基礎(chǔ)，現(xiàn)已在浙江和廣東建設(shè)了核電站，分別是浙江秦山核電站、廣東大亞灣核電站。核電站的建立給人類解決能源危機(jī)帶來了希望，在不可再生資源日趨珍貴之時，適度發(fā)展核電是人類的一種選擇，全世界已經(jīng)建成幾百座核電站，核電發(fā)電量接近全球發(fā)電量的1/5。

要點(diǎn)三、太陽能1、太陽能是氫原子核在超高溫時聚變釋放的巨大能量，太陽能是人類能源的寶庫，如化石能源、地球上的風(fēng)能、生物質(zhì)能都來源于太陽。

2、太陽能的利用

（1）間接利用太陽能：化石能源（光能----化學(xué)能）

生物質(zhì)能（光能----化學(xué)能）

（2）直接利用太陽能：集熱器（有平板型集熱器、聚光式集熱器）（光能----內(nèi)能）

太陽能電池：（光能----電能）一般應(yīng)用在航空、航天、通訊、計算器、手表等方面。

（3）太陽能來源豐富，不需要運(yùn)輸，無污染，但由于能量比較分散且受季節(jié)、氣候和晝夜變化的影響很大，給大規(guī)模利用太陽能帶來一些新的技術(shù)課題。要點(diǎn)四、能量轉(zhuǎn)化的基本規(guī)律1、能量守恒定律：能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，它只會從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到其他物體，而在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中，總量保持不變。這就是能量守恒定律。要點(diǎn)詮釋：熱量總是從高溫物體傳遞到低溫物體。能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移是有方向的。要點(diǎn)五、能源與可持續(xù)發(fā)展

1、能量的轉(zhuǎn)化、能量的轉(zhuǎn)移，都是有方向性的。我們是在能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移中利用能量的，因此，不是什么能量都可以利用，能量的利用是有條件的，也是有代價的，所以我們應(yīng)節(jié)約能源。2、能源的消耗給環(huán)境帶來了負(fù)面影響：燃料燃燒時產(chǎn)生的有害氣體、大量的粉末污染了環(huán)境，危害人體健康，影響植物正常生長，還會使水土流失，土地沙漠化，加劇溫室效應(yīng)，核能的使用也可造成輻射污染。

3、能源與可持續(xù)發(fā)展（1）不可再生能源和可再生能源

化石能源、核能會越用越少，不可能在短期內(nèi)從自然界得到補(bǔ)充，所以它們屬于不可再生能源。而水的動能、風(fēng)能、太陽能、生物能，可以在自然界里源源不斷地得到，所以它們屬于可再生能源。

人類生活中，還廣泛利用食物等生命物質(zhì)中存儲的化學(xué)能，這類生命物質(zhì)提供的能量稱為生物質(zhì)能。

常見的不可再生能源有：煤、石油、天然氣、核能等。

常見的可再生能源有：風(fēng)能、水能、太陽能、生物質(zhì)能等。

（2）21世紀(jì)能源消耗增長速度明顯加快，世界化石能源的使用年限存在嚴(yán)重危機(jī)，人們期待未來的理想能源的開發(fā)。未來的理想能源必須滿足以下條件：必須足夠便宜，可以保證多數(shù)人用得起；相關(guān)的技術(shù)必須成熟，可以保證大規(guī)模使用；必須足夠安全、清潔，可以保證不會嚴(yán)重影響環(huán)境?！镜湫屠}】類型一、能源1、下列能源：太陽能、風(fēng)能、煤氣、汽油，那些是屬于一次能源的是?！舅悸伏c(diǎn)撥】直接從自然界得到的能源叫一次能源；通過一次能源的消耗才能得到的能源叫二次能源?！敬鸢浮刻柲?；風(fēng)能【解析】太陽能、風(fēng)能是直接從自然界獲得的，故是一次能源；煤氣、汽油是天然氣和石油加工而來的，故是二次能源?！究偨Y(jié)升華】此題考查的是一次能源和二次能源的辨別，是基礎(chǔ)題。類型二、核能2、隨著人們對原子核結(jié)構(gòu)認(rèn)識的不斷深入，核能的開發(fā)和利用備受關(guān)注，有關(guān)核能的理解，正確的是（）A．核能是可再生的清潔能源B．太陽能是由氫原子裂變放出的能量C．能源開發(fā)就是要利用核能D．核能是原子核發(fā)生變化時放出的能量【答案】D【解析】A、核能源于核礦石內(nèi)的能量，核礦石屬于礦產(chǎn)資源，而礦產(chǎn)資源屬于非可再生資源，所以它是不可再生能源，該選項錯誤；B、太陽能是在太陽內(nèi)部，氫原子核在超高溫下發(fā)生聚變，釋放出的巨大核能，該選項錯誤；C、能源的開發(fā)是開發(fā)利用新能源如風(fēng)能、太陽能等無污染的清潔能源，該選項錯誤；D、核能是原子核聚變或裂變產(chǎn)生的能量，該選項正確。【總結(jié)升華】能源危機(jī)是石油、電力或其他自然資源的短缺，是全球性問題，開發(fā)利用新能源是解決問題的根本途徑。舉一反三：【變式】原子彈與核電站的根本區(qū)別是（）

Ａ、原子彈利用核裂變，核電站利用核聚變

Ｂ、原子彈利用核聚變，核電站利用核裂變

Ｃ、原子彈對裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)不加控制，核電站控制裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)速率

Ｄ、原子彈對聚變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)不加控制，核電站控制聚變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)速率【答案】C類型三、太陽能3、下列關(guān)于太陽能的說法中，錯誤的是（）A．太陽能十分巨大，供應(yīng)時間長久B．太陽能安全、清潔，不會造成環(huán)境污染C．太陽能分布廣闊，處處可以利用D．太陽能到達(dá)地面的功率穩(wěn)定，不會受氣候和季節(jié)的影響【答案】D【解析】A、正確，太陽能十分巨大，供應(yīng)時間長久，取之不盡用之不竭；B、正確，太陽能安全、清潔，不會造成環(huán)境污染；C、正確，太陽能分布廣闊，獲取方便；D、錯誤，太陽能到達(dá)地面的功率不穩(wěn)定，它隨氣候和季節(jié)的變化而變化?！究偨Y(jié)升華】本題主要考查對太陽能優(yōu)點(diǎn)的掌握和理解，太陽能是一種清潔、無污染、可再生能源，它取之不盡用之不竭，是一種新型的能源，越來越被廣泛利用。它的優(yōu)點(diǎn)很多，比如：太陽能分布廣闊，獲取方便；清潔不會造成環(huán)境污染。舉一反三：【變式】太陽之所以被人們稱為核能火爐，是由于太陽內(nèi)部的_____元素在_________條件下發(fā)生___________從而釋放出巨大的能量。【答案】氫超高溫聚變類型四、能源與可持續(xù)發(fā)展4、（2014?阜新中考）自然界中有些能源一旦被消耗就很難再生，因此我們要節(jié)約能源。在下列能源中，屬于不可再生能源的是（）A．風(fēng)能B．水能C．太陽能D．石油【答案】D【解析】自然界中不可能短期得到補(bǔ)充的能源有：煤、石油、天然氣、核能等，由此可知選項D中的能源是不可再生能源；而ABC選項中的風(fēng)能、水能和太陽能都是可再生資源，不符合題意。【總結(jié)升華】此題主要考查的是可再生能源和不可再生能源的區(qū)別，要注意從其定義來分析。舉一反三：【變式】能源問題是現(xiàn)代社會發(fā)展的三大基本要素之一，能源家族中有：

1、柴薪2、煤炭3、石油4、水能5、風(fēng)能6、太陽能7、地?zé)崮艿龋诖罅亢挠酶鞣N能源時，會造成空氣污染的有___________；會造成水土流失和沙漠化的有___________（填序號）

【答案】1、2、315、下列有關(guān)能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的說法中正確的是（）A．電動機(jī)通過熱傳遞的方式將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能B．古人鉆木取火是通過做功將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能C．內(nèi)燃機(jī)是通過做功的方式將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能D．冷天搓手感到手掌發(fā)熱，這是通過熱傳遞的方式將機(jī)械能轉(zhuǎn)移為內(nèi)能【思路點(diǎn)撥】注意分析哪種能量增加了，哪種能量減少，因為總是減少的這種能量轉(zhuǎn)化為增加的那種能量。【答案】B【解析】A、電動機(jī)工作時，消耗了電能，得到了機(jī)械能，是通過做功將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故A說法錯誤；B、人鉆木取火是消耗了機(jī)械能，得到了內(nèi)能，是通過做功的方式將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的，故B說法正確；C、內(nèi)燃機(jī)工作時是將燃料燃燒釋放出的內(nèi)能通過燃?xì)馀蛎泴ν庾龉ΓD(zhuǎn)化成機(jī)械能，故C說法錯誤；D、冷天搓手感到手掌發(fā)熱，是通過克服摩擦做功將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故D說法錯誤?！究偨Y(jié)升華】在自然界中，能量轉(zhuǎn)化的現(xiàn)象很多，并且能量的轉(zhuǎn)化也是有規(guī)律可循的，例如用電器都是將電能轉(zhuǎn)化成了其它形式的能。在日常的學(xué)習(xí)中我們要注意總結(jié)歸納。6、“能源危機(jī)”是當(dāng)今世界共同面臨的問題，以下解決危機(jī)問題措施切實(shí)可行的是（）A．人人都要節(jié)約用水、用電，不浪費(fèi)能源和人為毀壞物品B．關(guān)閉全部現(xiàn)有的火力發(fā)電站C．停止使用石油、煤炭資源，而改用核能和太陽能D．各地都要大力興建水力和風(fēng)力發(fā)電站【答案】A【解析】A、節(jié)約用水、用電，不浪費(fèi)能源和人為毀壞物品是可行的，可以緩解能源危機(jī)，符合題意；B、關(guān)閉全部現(xiàn)有的火力發(fā)電站雖然可以節(jié)省能源，但會影響人們的正常生活不可行，不符合題意；C、停止使用石油、煤炭資源，雖然可以節(jié)省能源，但很多地方?jīng)]有條件改用核能和太陽能，不可行，不符合題意；D、很多地區(qū)沒有條件大力興建水力和風(fēng)力發(fā)電站，不符合題意。【總結(jié)升華】“能源危機(jī)”是當(dāng)今世界共同面臨的問題，我們要合理節(jié)約利用能源，這也是近幾年