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1、第22讲 能源与可持续发展第1页，共19页，编辑于2022年，星期一第第22讲能源与可持续发展讲能源与可持续发展第2页，共19页，编辑于2022年，星期一思维感悟成体系第3页，共19页，编辑于2022年，星期一回眸教材析知识1能源的分类能源的分类(1)一次能源和二次能源一次能源和二次能源一次能源一次能源可以可以 从自然界从自然界获获得的能得的能源源煤炭、石油和天然气是当今世煤炭、石油和天然气是当今世界中一次能源的三大支柱界中一次能源的三大支柱二次能源二次能源无法从自然界直接无法从自然界直接获获取，必取，必须须通通过过一次能源的消耗才能得到一次能源的消耗才能得到的能源的能源电电力、煤气、汽油、煤
2、油、焦力、煤气、汽油、煤油、焦炭、炭、洁净洁净煤、激光和沼气等煤、激光和沼气等直接直接第4页，共19页，编辑于2022年，星期一(2)可再生能源和不可再生能源可再生能源和不可再生能源化化石石能能源源、核核能能会会越越用用越越少少，不不可可能能在在短短期期内内从从自自然然界界得得到到补补充充，所所以以它它们们属于属于不可再生不可再生能源。能源。水水能能、风风能能、太太阳阳能能、生生物物质质能能，可可以以在在自自然然界界里里源源源源不不断断地地得得到到，所以它所以它们们属于属于可再生可再生能源。能源。(3)其他分其他分类类第5页，共19页，编辑于2022年，星期一化石能源化石能源煤、石油和天然气是
3、由古代的煤、石油和天然气是由古代的动动植物在植物在长长期的地期的地质变质变迁中形迁中形成的，所以称成的，所以称为为化石能源化石能源化石能源是当今人化石能源是当今人类类利用的利用的主要能源，我国目前利用的主要能源，我国目前利用的能源中能源中90%以上是煤和石油以上是煤和石油生物生物质质能能由生命物由生命物质质提供的能量称提供的能量称为为生物生物质质能能生物生物质质能是太阳能以化学能能是太阳能以化学能形式形式贮贮存在生物中的一种能量存在生物中的一种能量形式，它直接或形式，它直接或间间接来源于植接来源于植物的光合作用物的光合作用生物生物质质能是一个巨大的能源，能是一个巨大的能源，人人类类和和动动物从
4、植物或其他物从植物或其他动动物物获获取生物取生物质质能以能以维维持生命持生命第6页，共19页，编辑于2022年，星期一2.能源的利用能源的利用(1)核能：核核能：核 和核和核 是是获获得核能的两种主要形式。得核能的两种主要形式。(2)核裂核裂变变裂变裂变聚变聚变第7页，共19页，编辑于2022年，星期一用用中中子子轰轰击击铀铀核核，铀铀核核才才能能发发生生裂裂变变，放放出出能能量量。实实验验表表明明，铀铀核核裂裂变变时时，还还同同时时放放出出23个个中中子子，放放出出的的中中子子又又可可以以轰轰击击其其他他铀铀核核，使使它它们们也也发发生生裂裂变变。这这样样，裂裂变变将将不不断断地地自自行行继
5、继续续下下去去，这这种种现现象象叫叫 。(3)原子原子弹弹与核反与核反应应堆堆原子原子弹弹对对裂裂变变的的链链式反式反应应不加控制，在极短的不加控制，在极短的时间时间内就会放出巨大的核内就会放出巨大的核能，能，发发生猛烈爆炸，原子生猛烈爆炸，原子弹弹就是根据就是根据这这个原理制成的个原理制成的核反核反应应堆堆控制控制链链式反式反应应的速度，使核能慢慢地平的速度，使核能慢慢地平稳释稳释放出来，便于和平利放出来，便于和平利用。能用。能够缓够缓慢、平慢、平稳稳地地释释放核能的装置，叫做核放核能的装置，叫做核 ，用，用于核能于核能发电发电反应堆反应堆链式反应链式反应第8页，共19页，编辑于2022年，
6、星期一(4)核聚核聚变变较较轻轻的的核核结结合合成成较较重重的的核核，也也能能释释放放能能量量，这这种种现现象象叫叫做做核核聚聚变变。氢氢弹弹就就是是利利用用氢氢核核聚聚变变制制成成的的。氢氢弹弹是是一一种种比比原原子子弹弹威威力力更更为为巨巨大大的核武器。的核武器。3太阳能的利用太阳能的利用(1)利用太阳能的四个渠道利用太阳能的四个渠道通通过过植植物物的的光光合合作作用用把把太太阳阳能能转转化化和和储储存存起起来来，再再以以草草木木、沼沼气气、煤、石油、天然气等燃料的形式煤、石油、天然气等燃料的形式释释放出来。放出来。第9页，共19页，编辑于2022年，星期一通通过过大大气气和和水水分分的的
7、升升腾腾循循环环，再再通通过过风风、流流水水、波波浪浪、海海流流等等释释放出来。放出来。被海洋吸收，成被海洋吸收，成为为海洋内能。海洋内能。被人被人们们直接利用，如太阳能直接利用，如太阳能热热水器等。水器等。(2)直接利用太阳能的两种方式直接利用太阳能的两种方式将太阳能直接将太阳能直接转转化成内能，如：太阳能化成内能，如：太阳能热热水器等。水器等。将太阳能直接将太阳能直接转转化成化成电电能，如：太阳能能，如：太阳能电电池等。池等。第10页，共19页，编辑于2022年，星期一4开发新能源和能源利用中的主要污染开发新能源和能源利用中的主要污染在在开开采采和和使使用用化化石石能能源源时时，会会排排放
8、放二二氧氧化化碳碳、二二氧氧化化硫硫、氮氮氧氧化化物物以以及及磷磷、氟氟、汞汞、砷砷、铅铅等等有有害害物物质质和和粉粉尘尘等等，这这些些有有害害物物质质造造成成的危害主要有的危害主要有 效效应应、酸雨和、酸雨和对对人体的直接人体的直接伤伤害等。害等。温室温室第11页，共19页，编辑于2022年，星期一典例典例1：能源的分类和利用：能源的分类和利用典例精析把方向例例1 1目目前前，核核电电站站只只能能利利用用原原子子_变变释释放放的的核核能能来来发发电电。现现在在世世界界都都在在关关注注节节能能减减排排问问题题，太太阳阳能能被被人人们们列列入入使使用用的的新新能能源源。直直接接利利用用太太阳阳能
9、能的的方方式式：太太阳阳能能转转化化成成内内能能，太太阳阳能能转转化化成成化化学学能能；太太阳阳能能转转化化成成_能能。太太阳阳能能是是_(_(选选填填“可可再再生生”或或“不不可可再再生生”)能源。能源。核裂核裂电电可再生可再生第12页，共19页，编辑于2022年，星期一典例典例2：能量的转化和转移：能量的转化和转移例例3 3学学习习了了内内能能及及能能量量的的转转化化和和守守恒恒后后，同同学学们们在在一一起起梳梳理理知知识识时时交流了以下想法，你交流了以下想法，你认为认为其中其中错误错误的是的是()A A做功改做功改变变物体的内能是不同形式的能的相互物体的内能是不同形式的能的相互转转化化B
10、 B热传递热传递改改变变物体的内能是不同形式的能的相互物体的内能是不同形式的能的相互转转化化C C各种形式的能在一定条件下都可以相互各种形式的能在一定条件下都可以相互转转化化 D D能量在能量在转转化和化和转转移的移的过过程中程中总总会有会有损损耗，但能量的耗，但能量的总总量保持不量保持不变变 答案答案 B B第13页，共19页，编辑于2022年，星期一实战演习成高手1物物理理学学是是一一门门认认识识世世界界、改改变变世世界界的的科科学学，它它的的发发展展对对改改变变世界的世界的贡贡献有下列献有下列说说法，其中不正确的是法，其中不正确的是()A蒸汽机推蒸汽机推动动了第一次工了第一次工业业革命革
11、命B电电磁感磁感应现应现象使人象使人类类社会社会进进入了入了电电气化气化时时代代C信息技信息技术术改改变变着我着我们们的科技、的科技、经济经济和生活和生活D新能源是不可再生的能源，它促新能源是不可再生的能源，它促进进了世界的可持了世界的可持续发续发展展 答案答案 D D第14页，共19页，编辑于2022年，星期一2如如图图Z173所所示示是是一一种种利利用用新新能能源源的的路路灯灯，它它“头头顶顶”小小风风扇扇，“肩扛肩扛”太阳能太阳能电电池板。池板。这这种种设计设计最合理的最合理的应应用是用是()A小小风风扇是一个美化城市的扇是一个美化城市的时时尚装尚装饰饰B小小风风扇是用来扇是用来给给太阳
12、能太阳能电电池散池散热热的的C太阳能太阳能电电池同池同时时向小向小风风扇和路灯供扇和路灯供电电D小小风风扇是小型扇是小型风风力力发电发电机，机，它和太阳能它和太阳能电电池共同向路灯供池共同向路灯供电电 答案答案 D D第15页，共19页，编辑于2022年，星期一3图图Z174为为田田湾湾核核电电站站发发电电流流程程图图。在在核核电电站站的的发发电电过过程程中中，核核能能的的获获取途径及能量取途径及能量转转化化顺顺序正确的是序正确的是()A聚聚变变：核能：核能内能内能化学能化学能电电能能B聚聚变变：核能：核能内能内能机械能机械能电电能能C裂裂变变：核能：核能内能内能机械能机械能电电能能D裂裂变变
13、：核能：核能内能内能化学能化学能电电能能 答案答案 C C第16页，共19页，编辑于2022年，星期一4开开发发新新能能源源是是本本世世纪纪人人类类关关注注的的热热点点之之一一，除除了了开开发发新新能能源源，我我们们还还应应该该从从节节约约身身边边的的能能源源做做起起，下下列列符符合合节节约约能能源源且且安安全全的的做做法法是是()A冰箱开冰箱开门门后不及后不及时时关关门门B白天尽量采用自然光白天尽量采用自然光C用燃气炉取暖用燃气炉取暖D用洗衣机每次洗一件衣服用洗衣机每次洗一件衣服 答案答案 B B第17页，共19页，编辑于2022年，星期一52011鞍鞍山山中中考考 某某中中学学为为学学生生
14、供供应应开开水水，用用锅锅炉炉将将200 kg的的水水从从25加加热热到到100，燃燃烧烧了了6 kg的的无无烟烟煤煤。已已知知水水的的比比热热容容为为4.2103 J/(kg)，无烟煤的，无烟煤的热值为热值为3.4107 J/kg。求：。求：(1)锅锅炉内水吸收的炉内水吸收的热热量是多少？量是多少？(2)无烟煤完全燃无烟煤完全燃烧烧放出的放出的热热量是多少？量是多少？(3)此此锅锅炉的效率是多少？炉的效率是多少？答案答案(1)6.3107 J(2)2.04108 J (3)30.9%第18页，共19页，编辑于2022年，星期一6已已知知某某型型号号的的载载重重车车在在一一段段平平直直的的高高速速公公路路上上匀匀速速行行驶驶10.08 km，所所用用时时间间为为8 min，消消耗耗燃燃油油3 L(假假设设燃燃油油完完全全燃燃烧烧)，汽汽车车发发动动机机在在这这段段时时间间内内的的功功率率为为63 kW。若若燃燃油油的的密密度度是是0.8103 kg/m3，热热值值为为3.15107 J/kg，求：，求：(1)汽汽车车行行驶驶速度是多少？速度是多少？(2)汽汽车车行行驶过驶过程的程的牵牵引力是多大？引力是多大？(3)汽汽车发动车发动机的效率是多少？机的效率是多少？答案答案(1)21 m/s(2)3103 N(3)40%第19页，共19页，编辑于2022年，星期一