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《第十七章 能源与可持续发展 》ppt课件

发布时间:2014-01-28 09:47:04  

第十七章 能源与可持续发展

第十七章

能源与可持续发展

一、能源家族 能量 的物质资源. 1.能源:能够为人类提供_____ 2.能源的分类 分类标准 产生 方式 类型 区分标准 实例 风能、地热能、 核能、太阳能等 电能 等 _____

直接 可从自然界_____ 一次能源 获取 二次能源 不可从自然界 直接 获取 _____

分类标准

类型

区分标准

实例

是否可 再生

可再生 能源
不可再 生能源 化石能源

可从自然界源源 不断地得到 短期 消耗后不可 ____ 内 __从自然界得到
补充 经过漫长的地质 年代形成 生命物质 由 ________提供 的能量

风能 ____、太阳能 ______、 生物质能等
化石 ____能源、核能 等

构成 生物质能

煤 __、石油 ____、天然 ____ 气 __等
动、植物体内存 储的化学能等

【活学巧用】 煤的分类

(1)按产生方式,它属于_______能源;

(2)按是否可再生,它属于_______能源;
(3)按能源的构成,它属于_______能源.

提示:煤可以从自然界直接获取,所以它属于一次能源;它不

能在短期内从自然界得到补充,所以它属于不可再生能源;它
是千百万年前埋在地下的动植物经过漫长的地质年代所形成的, 所以它属于化石能源. 答案:(1)一次 (2)不可再生 (3)化石

二、核能

1.原子和原子核
原子核 和带负电的_____ 电子 组成. (1)原子的组成:由带正电的_______ 中子 组成. 质子 和不带电的_____ (2)原子核的组成:由带正电的_____ 2.核能 分裂或聚合 时,释放出的惊人能量. (1)概念:原子核___________

裂变 和核_____. 聚变 (2)获得核能的途径:核_____

①核裂变 中子 轰击铀235原子核,铀核分裂时释放出核 a.链式反应:用_____ 能,同时还会产生几个新的中子,这些中子又会轰击其他铀 裂变 ,并释放出大量核 核??于是就导致了一系列铀核持续_____ 能的反应. 原子弹 和_______. 核电站 b.应用:_______ ②核聚变 质量很小 的原子核,在超高温下结合成新的原子核的过程. a._________ 氢弹 b.应用:_____.

三、太阳能 1.本质 核能 ,是氢原子核在超高温下发生_____ 聚变 ,释放出的 本质上是_____

巨大能量.
2.利用(直接利用的两种方式) (1)用_______ 集热器 把物质加热. 太阳电池 把太阳能转化为电能. (2)用_________

【活学巧用】 太阳能汽车

(1)太阳能汽车使用太阳能电池把______能转化成______能,
电能会在蓄电池中存起备用,用来推动汽车的电动机. (2)汽车在行驶过程中把_____能转化为______能.

提示:太阳能汽车通过太阳能电池将太阳能转化为电能,再将

电能转化为机械能.
答案:(1)太阳 电 (2)电 机械

四、能源革命与可持续发展
1.能源革命概念 能量转化 技术的进步. 人类历史上不断进行着_________ 2.

三次能源革命 钻木取火 (1)最早一次:_________. 蒸汽机 的发明. (2)第二次:_______ 核反应堆 的发明. (3)第三次:_________ 3.方向性

方向 性. 能量转移和转化都具有_____

4.理想能源的条件 丰富 ,可以长期使用. (1)必须足够_____ 便宜 ,多数人用得起. (2)必须足够_____ (3)相关技术必须成熟,可以大规模使用. 安全、清洁 ,不会严重影响环境. (4)必须足够___________

一、能源的分类 按产生方 式分类 按利用 现状分类 按是否可以 再利用分类 可再生能源

分类举例 水能、生物质能等

常规能源 一次能源
新能源

不可再生能源 煤、石油、天然气等 可再生能源 不可再生能源 太阳能、地热能、 潮汐能、风能等 核能

二次能源 如电能、沼气、汽油、焦炭、蒸汽、工业余热等

【中考警示】能源的种类辨析 (1)辨别一次能源与二次能源:一次能源是从自然界中直接获

得的天然能源;二次能源不能从自然界中直接获得,必须经过
一次能源的消耗才能够得到. (2)可再生能源与不可再生能源都是相对一次能源而言的,只 有自然界中现存的、可直接取用的能源才属于这一范畴 .

【典例1】(2012·盐城中考)我市的能量资源正在逐步得到应 用.下列能源中属于不可再生能源的是( )

A.太阳能
C.天然气 【思维导图】

B.潮汐能
D.风能

【精讲精析】选C.使用之后可以在短时间内从自然界中再次产 生的能源是可再生能源,使用之后短时间内无法在自然界中再

次产生的能源是不可再生能源.因此,煤、石油、天然气等化
石能源是不可再生能源.太阳能、水能、风能、潮汐能等是可 再生能源,故选C.

二、核能及其应用 1.裂变和聚变的比较 裂变 较大原子核分裂为 定义 较小原子核的过程 用中子轰击较大原 条件 子核 释放核能大小 巨大 是否可控制 可利用核反应堆控 制链式反应速度 比较 聚变 质量很小的原子核结合 成较大原子核的过程 超高温 更加巨大 目前,核聚变还不 能加以控制 氢弹、太阳内部发 生的反应

举例

原子弹、核电站

2.应用——核电站 (1)原理: 核反应堆裂变→高温高压蒸汽→汽轮机→发电机→电能. (2)能流图: 核能 → 内能 → 机械能 → 电能

3.优点
(1)核能是较清洁的能源,它不排放烟尘和二氧化碳、二氧化 硫等有害气体,对环境的污染比火力发电站小得多. (2)核电站的综合运行成本低,只有火力发电站的一半.

【中考警示】核能是原子核发生变化时释放的能量,不是原子 核具有的内能,也不是物质发生化学反应的化学能 .

【典例2】(2011·莱芜中考)开发新能源是世界各国重点关注 的战略问题.我国现有的核电站是利用______(选填“裂变”或 “聚变”)释放

核能的,核能属于______(选填“可再生”或 “不可再生”)能源. 【思维导图】

【精讲精析】本题考查了开发新能源、能源的分类.获得核能

有核裂变和核聚变两种方式,核电站利用的核能是裂变产生的 .
可再生能源是指在自然界中可以不断再生、连续利用、取之不 尽、用之不竭的能源,核能属于核矿石内的能量,核矿石属于 矿产资源,而矿产资源属于不可再生能源 .所以核能是不可再 生能源. 答案:裂变 不可再生

三、太阳能 1.能源宝库

太阳能是各种可再生能源中最重要的基本能源.生物质能、风
能、化学能、海洋能、水能等都来自太阳能.广义来说,太阳 能包含以上各种可再生能源. 2.优点 (1)普遍:处处皆有,可直接开发和利用.

(2)无害:开发利用太阳能不会污染环境,它是最清洁的能源
之一.

(3)巨大:现今世界上可以开发的最大能源. (4)长久:太阳的能量是用之不竭的. 3.利用方式 (1)直接转化为内能. (2)用太阳能电池把太阳能转化为电能.

【典例3】(2012·烟台中考)太阳能清洁无污染,是人类能源 的宝库.太阳能属于_____(选填“一次”或“二次”)能源.太 阳能是在太阳内部氢原子核发生______释放出的能.

【精讲精析】太阳能可以直接从自然界中获取,不是通过人类
加工获得,属于一次能源.太阳能是太阳内部原子核发生聚变 释放的能量. 答案:一次 聚变

四、新能源的开发利用与能量转化 1.节能、环保和可持续发展是当代社会的三大主题,经常出现 新能源的利用与热学、电学、力学综合的计算题.此类试题的 特点是以节能电器、太阳能、核能、水能或风能等为话题,考 查与热学、电学、力学重要知识点的综合利用.再通过计算出

的结果,利用对比的形式,以便体会节约能源的社会意义和经
济价值,进一步培养节约能源的意识.

2.人们是在能量转化和转移过程中利用能源的,在解答此类问

题时要综合运用热量计算公式Q=cmΔ t,Q=qm,力学中功和功
率计算公式W=Fs,W=Pt,P ? W 和P=Fv,电功和电功率、电热公
t

式W=UIt、W=Pt、P=IU、Q=I2Rt. 3.此类问题常涉及效率问题,运用效率计算公式 ? ?
?? W有用 进行有关的计算. Q
Q吸 Q放



【典例4】(2011·凉山中考)太阳能是21世纪重点发展的新能 源.太阳能汽车是利用太阳能电池将接收的太阳能转化为电能, 再利用电动机来驱动的一种新型汽车.太阳能电池在工作过程 中,只能将一部分太阳能转化为电能.假设有一辆太阳能实验

车,车上太阳能电池接收太阳能的面板的有效面积S=
8 m2,太阳光照射到电池板每1 m2面积上的辐射功率为P0= 1 kW/m2.在晴朗的天气,电池对着太阳时产生的电压为U= 120 V,并对车

上电动机提供I=10 A的电流,试求:

(1)太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是多少? (2)如果这辆汽车的电动机将电能最终转化为机械能的效率为 75%,当汽车在水平路面上沿直线匀速行驶时,受到的牵引力 为150 N,则汽车的行驶速度是多大?

【思维导图】

【精讲精析】(1)太阳能照射到电池板上的功率为

P′=P0S=1 kW/m2×8 m2=8 kW
电动机得到的电功率为 P电=UI=120 V×10 A=1 200 W=1.2 kW

太阳能电池将太阳能转化为电能的效率为
P电 1.2 kW ?1 ? ? ? 15% P? 8 kW

(2)汽车将电能转化为机械能的功率为 P机=η2P电=75%×1 200 W=900 W 根据公式P=Fv得,汽车的行驶速度为
900 W v? ? ?6 m/s F 150 N P机

答案:(1)15%

(2)6 m/s

一、能源的分类
1.(2012·南充中考)人类生活、生产、学习、研究都离不开能 源的消耗,由于人口的急剧增加和经济的不断发展,能源的消

耗持续增长.下列能源中既属于一次能源又属于可再生能源的
是( A.石油 C.天然气 ) B.太阳能 D.核能

【解析】选B.石油、太阳能、天然气、核能都是一次能源,但 石油、天然气、核能不能在短时间内从自然界中得到补充,是

不可再生能源,而太阳能是取之不尽用之不竭的,可以从自然
界中源源不断地得到,是可再生能源,故选B.

2.(2011·哈尔滨中考)为发展“低碳”经济,很多地区采用风
力发电.风能属于______(选填“可再生”或“不可再生”)能 源;若风力发电机一天发电7.2×109 J,这相当于完全燃烧 _____kg的煤放出的热量.(煤的热值为3×107 J/kg) 【解析】能够源源不断地从自然界得到的能源叫可再生能源; 短期内不能从自然界得到补充的能源叫不可再生能源.风能是 可以源源不断地从自然界得到补充的,所以是可再生能源;若 风力发电机一天发电7.2×109 J,则相当于完全燃烧煤的质量
Q 7.2 ? 109 J 为m? ? ? 240 kg . 7 q 3 ? 10 J / kg

答案:可再生

240

二、核能
3.(2012·绵阳中考)人类对核能的开发和利用不断取得新的进 展,根据目前的科研水平,你认为以下关于原子弹和核电站的 说法正确的是( )

A.核电站能控制裂变的反应速度 B.原子弹对聚变的链式反应不加控制 C.原子弹利用核裂变,核电站利用核聚变 D.原子弹利用核聚变,核电站利用核裂变

【解析】选A.本题考查核能的利用及获得的途径.核电站和原

子弹都是利用核裂变来获取核能的,不同的是核电站能控制核
裂变反应速度,而原子弹不能控制核裂变的速度.A项正确.

4.(2011·陕西中考)下列说法正确的是( A.原子核由质子和电子组成

)

B.原子、原子核、电子是按物体尺度由小到大的顺序排列的
C.核能是可再生能源 D.目前,核电站利用核裂变产生的能量发电

【解析】选D.原子核是由质子和中子组成的,而不是电子;原 子、原子核、电子是按物体尺度由大到小的顺序排列的;核燃 料短时间内不可能再产生,所以核能是不可再生能源,故A、B、 C错.

5.(2011·崇左中考)为缓解电力紧张的状况,我国多措并举: 合理调煤保电、优化利用水能资源、开发利用新能源,近年来 陆续建成了一些核电站.如图为核电站发电流程图,在核电站

发电过程中,关于核能的获取途径与能量转化顺序,下列说法
中正确的是( 核反应堆 ) 汽轮机 发电机 电

A.聚变;核能→内能→化学能→电能
B.聚变;核能→内能→机械能→电能 C.裂变;核能→内能→机械能→电能 D.裂变;核能→内能→化学能→电能

【解析】选C.无论核裂变还是核聚变释放的能量都是核能,利 用核能加热,生成高温、高压的水蒸气,带动汽轮机转动,汽

轮机带动发电机发电,实现能量的依次转化,选项 C正确.

6.(2011·江西中考)2011年3月11日,日本发生了里氏9级强烈 地震,引发海啸,导致福岛核电站受损.核电站是通过核_____ (选填“裂变”或“聚变”)获得巨大能量,从而转化为电能.

该核电站的核反应堆受损,已经发生_____,造成了严重污染.
【解析】核燃料通过裂变和聚变都能产生很大的能量.和平利 用核能源的主要途径是将核裂变产生的能量转化为电能;如果

核燃料发生泄漏事故,就会对周围环境造成严重污染.
答案:裂变 泄漏

三、太阳能 7.(2011·盐城中考)太阳中蕴藏无比巨大的能量,下列说法正 确的是( )

A.太阳能是不可再生能源 B.太阳能的应用会严重污染环境

C.太阳能的应用具有广阔前景
D.太阳能不能转化成电能

【解析】选C.太阳能是一种既无污染,又取之不尽的能源,它

既是可再生能源,又是新能源.它直接或间接向人类提供能量.
人类直接利用太阳能的主要途径有:太阳能直接转化为内能, 如太阳灶、太阳能热水器等;太阳能直接转化为电能,如太阳 能电池;太阳能直接转化为化学能,如植物的光合作用 .

8.(2012·济宁中考)人类对能源的需求越来越大,世界能源危 机日益突出,如何充分利用和开发新能源,实现低碳减排,已 成为世界各国共同关注的问题.6月5日是世界环境日,2010年

我国的主题是“低碳减排,绿色生活”.目前,我国在开发、
利用太阳能方面发展最快、最具潜力. (1)你认为利用太阳能有哪些好处:___________________.

(2)太阳能路灯已成为许多城镇、乡村

一道靓丽的风景线(如图所示).太阳能
路灯的太阳能电池板一般是由晶体硅制 成的,它能直接把太阳能转化成电能,

其主要材料是(
A.磁性材料 C.半导体

)
B.纳米材

料 D.超导体

【解析】(1)太阳能是目前大力推广的可再生能源,具有无污 染、环保及可再生(或取之不尽、用之不竭)等特点. (2)太阳能电池板材料采用晶体硅半导体,它能直接将太阳能 转化为电能.

答案:(1)无污染、环保及可再生(或取之不尽、用之不竭)
(2)C

9.(2011·莆田中考)灼热的太阳内部原子与原子之间的剧烈碰 撞使核______(选填“裂变”或“聚变”)不停地进行,从而不 断辐射出巨大的光和热,给太阳系带来光明.地球上的植物接 受阳光的照射,通过_____作用,把光能转化为自身的_____能.

【解析】太阳内部进行的是核聚变,放出巨大的能量,给太阳
系带来光明.植物在光的作用下进行光合作用,把光能转化为 自身的化学能. 答案:聚变 光合 化学

四、能源革命与可持续发展

10.(2011·衡阳中考)目前国家提倡“低碳生活”,实际上就
是为了节约能源和保护环境.下列说法中符合“低碳生活”理 念的是( ) A.上学时能骑单车就尽量不坐汽车 B.为了卫生而使用一次性碗筷 C.教材用旧了就不要再循环使用 D.为了方便而使用一次性塑料袋 【解析】选A.使用一次性碗筷、教材用旧了扔掉、使用一次性 塑料袋都是资源的浪费,而且也给环境造成了污染,不符合 “低碳生活”的理念.

11.(2012·黄冈中考)我国南海海底蕴藏着大量的“可燃冰”,

它是天然气和水在低温高压下形成的固态物质,因外形晶莹剔
透,酷似冰块却能燃烧而得名,是一种燃烧值高、清洁无污染 的新型能源.下列说法正确的是( A.可燃冰是可再生能源 B.可燃冰的能量来自亿年前的太阳能 C.可燃冰是核聚变反应生成的 D.可燃冰燃烧时核能转化为内能 )

【解析】选B.“可燃冰”是未来洁净的新能源.天然气水合物 主要是甲烷的水合物,是一种白色固体物质,外形像冰 .它的 形成很复杂,与海底石油、天然气的形成过程相仿,而且密切

相关.埋于海底地层深处的大量有机质在缺氧环境中,厌气性
细菌把有机质分解,最后形成石油和天然气(石油气).所以可 燃冰是不可再生资源,燃烧时化学能转化为内能 .

12.(2011·赤峰中考)下列说法错误的是(

)

A.现阶段,人类所用能量,大部分来源于燃料燃烧

B.燃料燃烧时化学能转化为内能
C.热值是表示燃料燃烧放热能力的物理量 D.汽车在行驶时,发动机把油料中的化学能全部转化成有用的 机械能 【解析】选D.汽车在行驶时,由于存在机械摩擦以及对外散热

等能量损失,不可能把油料中的化学能全部转化成有用的机械
能.


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