第十七章  能源与可持续发展
一、复习要点
（一）、能源家族
1、能源
凡是能提供能量的物质资源，都可以叫做能源。
2、化石能源
煤、石油、天然气称为化石能源。
3、一次能源
可以从自然界直接获取的能源是一次能源。如柴草、煤、石油、天然气、太阳能、水能等。
4、二次能源
无法从自然界直接获取，必须通过一次能源的消耗，由一次能源直接或间接转化而来的能源是二次能源。如电力、蒸汽、焦炭、煤气等。
区别一次能源和二次能源的关键是看其是否经过加工转换。
5、生物质能
由生命物质提供的能量称为生物质能。
6、不可再生能源
不可能在短期间内从自然界得到补充的能源叫做不可再生能源。如化石燃料（煤、石油和天然气），核裂变燃料。
7、可再生能源
可以从自然界里源源不断地得到的能源叫可再生能源。如水能、风能、生物质能、地热能、潮汐能。
（二）、核能
1、核能
原子核分裂或聚合时释放的巨大能量叫做核能。
2、裂变
用中子轰击较大原子核，使其分裂成两个中等大小的原子核并释放出巨大能量的现像叫做裂变。应用：原子弹、核电站。
3、链式反应
原子核发生裂变时，裂变自行持续下去的现象叫做链式反应。
4、聚变
质量很小的原子核在超高温下结合成新的原子核，释放出更大的核能叫做聚变，也称为热核反应。应用：氢弹、太阳。
5、核能的优缺点
优点：清洁、无污染、产生能量巨大。
缺点：有可能带来放射性污染。
（三）、太阳能
1、太阳的结构
太阳的结构主要包括：太阳核心、辐射层、对流层和太阳大气。
2、太阳能的优缺点
优点：①太阳能十分巨大；②太阳能供应时间长久；③太阳能分布广阔、获取方便、无需挖掘、开采和运输；④太阳能安全、无污染。
缺点：太阳能的辐射功率分散、不稳定；目前转换效率还较低。
3、利用方式：光热转换------太阳灶、太阳能热水器；光电转换------太阳能电池；光化转换------绿色植物.
（四）能源革命
1、三次能源革命：
第一次能源革命：钻木取火。
    第二次能源革命：蒸汽机的发明。
    第三次能源革命：可控核能利用。
2、能量转移和转化的方向性
能量的转移和转化都是有方向性的，能量的利用是有条件的，也是有代价的，并不是什么能量都可利用。
    （五）、能源与可持续发展
1、能源消耗时对环境的影响
①空气污染；②产生废物；③有害物质；④水土流失及沙漠化。
2、人类未来的理想能源
①必须足够丰富，可以保证长期使用；②必须足够便宜，可以保证多数人用得起；③相关技术必须成熟，可以保证大规模使用；④必须足够安全、清洁，可以保证不会严重影响环境。
二、重难点例题分析
例 1、将下列给出的各种能源进行分类，并写明分类依据。
煤、木柴、石油、太阳能、电能、核能、潮汐能、地热能、风能。
划分依据：_____________________________________
分类：（1）_____________________________________
（2）_____________________________________
解析：本题是一道开放性试题，只要分类合理就行。
解答：划分依据：一次能源和二次能源
分类：（1）一次能源：煤、木柴、石油、太阳能、核能、潮汐能、地热能、风能。
（2）二次能源：电能
例 2、下列关于核能的说法正确的是（    ）
A．物质是由原子构成的，原子中有原子核，所以利用任何物质都能得到核能
B．到目前为止，人类获得核能有两种途径，即重核裂变和轻核聚变
C．原子弹和氢弹都是利用原子核裂变的原理制成的
D．自然界只有在人为的条件下才会发生裂变和聚变
解析：核能是人们在近几十年里发现和利用的新能源。虽然各种物质的原子里都有原子核，但在通常情况下并不能释放能量．只有当原子核发生改变──裂变和聚变时才伴随巨大的能量变化，可见选项A错误、选项B正确。原子弹则是利用裂变的链式反应中能在极短的时间内释放出巨大能量的原理制成的，而氢弹则是利用轻核的聚变制成的，则选项C是错误的。自然界除了人为的聚变外，太阳和许多恒星内部都进行着大规模的聚变反映，并以光和热的形式将核能辐射出来，则选项D也是错误的。
解答：选B
例3、 关于能源的利用和节能，下列说法正确的是（   ）
A．根据能量的守恒定律，能源的利用率应该是100%
B．由于能量不会消灭，也不会创生，总是守恒的，所以节约能源意义不大
C．节约能源只要提高节能意识就行，与科技进步无关
D．在能源的利用中，总会有一部分能源未被利用而损失掉
解析：本题的考查涉及到能量转化的基本规律和可持续发展问题。能源的使用在任何情况下都不可能达到理想状态，做到没有任何损失，虽遵从能量守恒定律，但它指的是损失部分和被利用部分总和与原来能源总量相等，所以选项A错；根据能量转化的规律，能量在转化时，在遵循能量转化和守恒定律的同时，能量的转化和转移还具有方向性。在利用能源的过程中总会有一部分能量转化成热散失在周围环境中，这些能量虽然还在自然界中，但却无法转化为其他形式的能，因而很难或无法再利用。所以，能量经转化后，可利用的能，只可能减少，不可能增加，因此节能的意义重大；同时，只有节能意识是不够的，必须利用科技进步提高能源利用率，不断开发新能源，以满足人类社会可持续发展的需要。所以选项B、C错。
解答：选D
例4、育才中学九（1）班的物理课外探究小组对“吸收太阳能与表面颜色之间的关系”进行了实验研究：在黑色塑料袋和白色塑料袋内装入同样质量的水，插入温度计后系好，放在阳光下暴晒，每隔相同的时间，读出温度计的示数。数据记录如下：
塑料袋 	水的质量(kg)	初温（℃）	温度（℃）	温度（℃）	温度（℃）		黑色	1.5	14.0	23.3	28.0	33.5		白色	1.5	14.0	17.5	18.6	21.0		（1）他们在实验中采用的科学方法是________；
（2）分析上表的实验数据，得出的结论是：________________________________。
（3）由此可知，太阳能热水器的集热管内表面颜色以_____色为宜，夏天应穿____（选填“浅”或“深”）颜色的衣服。
解析：设计的实验方案明显运用了控制变量法。由表中数据可知，黑色表面的物体吸热本领强。利用太阳能热水器是为了是为了加热水箱中的水，所以太阳能热水器的集热管内表面颜色以黑色为宜。夏天气温高，应穿浅颜色的衣服。
解答：（1）控制变量法。
（2）黑色表面的物体吸热本领强。
（3）黑  浅
例5、杨洋同学家原来是用液化石油气烧水的(每天至少用65℃的热水100kg)，参加“探究性学习”活动后，在老师的指导和同学们的帮助下，制作了一台简易的太阳能热水器.这台热水器6月份平均每天可将100kg水从15℃升高到65℃(1)若液化石油气的热值为8.0×107J/kg，改用太阳能热水器后，6月份平均每天可节约液化石油气多少千克？液化石油气燃烧放热的70%被水吸收(2)使用太阳能热水器比使用燃料烧水，除了节约能源外，还有哪些优点？(至少写出两点)t=65℃-15℃=50℃
水吸收的热量：Q吸=Cm△t =4.2×103J/(kg·℃)×100kg×50℃ =2.1×107J
　　液化石油气的热值为8.0×107J/kg
液化石油气燃烧放热==3×105J
平均每天节约液化石油气的M=== =0.375kg　
(2)优点有：①无污染　　　②安全　　③光能取之不尽　
说明：此问答案多种，只要回答合理均正确。
三、综合练习
1、下列能源中，既是一次能源又是可再生能源的是
A.核能				B.柴草				C.煤			D.风能
2、出行是人们工作、生活必不可少的环节，出行的工具多种多样，使用的能源也不尽相同。自行车、电动自行车和燃油汽车所消耗能量的类型分别是（   ）
①生物质能  ②核能  ③电能  ④太阳能  ⑤化学能
A、①③⑤    B、①④⑤     C、①②③     D、①③④
3、（09年江西省09年福建省安溪县下列能源中，属于不可再生能源的一组是（   ）
   ①煤  ②核燃料  ③水能  ④石油
   A．①②③；    B．①②④；   C．①③④；    D．②③④。09年茂名市）如图17-2所示为核电站发电流程图。下列说法不正确的是（  ）  
图17-2                                 图17-3
A．核能是不可再生能源             B．蒸汽轮机的效率总是小于1 
C．蒸汽轮机将核能转化为机械能     D．发电机将机械能转化为电能
8、（09年株洲市市面上出售一种装有太阳能电扇的帽子（如图所示）。在阳光的照射下，小电扇快速转动，能给炎热的夏季带来一丝凉意。该装置的能量转化情况是A．太阳能→电能→机械B．太阳能→机械能→电能
C．电能→太阳能→机械能D．机械能→太阳能→电能______________________________。
______________
_________________________             。
14、人类物质文明和精神文明不断增长，能源消耗也急剧增长，如图17—4所示。
①看图后，说说你最担心的问题。
②要解决你最担心的问题，一方面谈谈在日常生活中你应该怎么做（至少说两点），另一方面说说你有什么设想（说出一点即可）？
图17—4
15、如图17—5是一同学在拍摄的一家化工厂的外景，从这张图中你可以得到哪些信息？
图17—5
16、请列举两例说明能量转化后虽然没有消失，但转化后的

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