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中考科学总复习 第27讲 内能、核能、能的转化与守恒定律

发布时间:2014-03-08 09:17:07  

内能
分子运动论 构成;间隔;运动;引力和斥力 热运动 物体内部大量分子的无规则运动 含义 物体内部所有分子做无规则运动的动能和 分子势能的总和,俗称热能 改变方法 做功 热传递 实质 内能的转化 内能的转移 区别 对物体做了多少 物体吸收热量, 功就有多少其他 物体的内能就增 形式的能转化为 大,反之亦反 内能,反之亦反 联系 二者在改变物体的内能上是等效的

思考:“摩擦生热”、“天气很热”、“蒸发吸热”中的 字的含义分别是什么?

温度 物体温度升高,内能一定增加,而不一定吸收热量 内能 热量 物体吸收热量,内能增加,但温度不一定升高

例1、关于内能,下列说法正确的是( C ) A、温度高的物体具有内能,温度低的物体没有内能 B、温度高的物体具有的内能一定比温度低的物体多 C、铁水凝成铁块,内能减小 D、0℃的水变成0℃的冰,温度不变,所以内能不变

注意:内能的大小跟物体的温度、状态、质量、物质 的种类有关
例2、关于温度、热量、热能之间的关系,下列说法正 确的是( A ) A、物体温度升高,热能一定增加 B、物体吸收热量,温度一定升高 C、物体温度不变,一定没有吸收热量 D、物体温度升高,一定吸收热量

升高 选填 例3、如图所示,灭火器放在烈日下温度会_______( 热传递 “升高”或“降低”),这是通过 _______的方法使其内 能增加,具有一定的危险性,为了安全,灭火器应存放 在阴凉干燥处。

例4、下列是把机械能转化为物体内能的是( D ) A、用酒精灯加热烧杯里的水 B、用电饭锅做饭 C、点燃的爆竹升到空中 D、用打气筒打气,筒壁会发热

例5、根据生活经验,我们猜想:物体温度升高吸收热量 的多少可能与质量和物质的种类有并,为了验证猜想, 我们制定了两个计划: A、让研究对象都升高相同的温度,然后比较它们吸收 热量的多少 B、让研究对象都吸收相同的热量,然后比较它们升高 温度的高低 (1)实验室准备了两个规格相同的电加热器、两个相同 的酒精灯、两支温度计、手表、架台、适量的水和煤油。 量筒 为了完成实验,还需要 仪器。 (2)能够准确的控制物体吸收热量的多少,是本次实验 成败的关键,在提供的热源中,你认为选用 电加热器比较 合理,理由是 电加热器能够准确地控制放出的热量多少 。 (3)从两个计划中,任选一个设计实验记录记录表格。

核能
(1)定义:原子核发生变化时释放的能量。 (2)获得的途径 ①重核裂变是质量较大的原子核在中子轰击下分裂成 两个新原子核,并释放出能量的过程。 链式反应:一系列原子核持续裂变 应用:原子

弹 核反应堆——核电站、核潜艇、核航空母舰 ②轻核聚变是使两个质量较小的原子核结合成质量较 大的新核,同时释放出能量的过程。 由于聚变需要很高的温度,也称为热核反应 应用:氢弹

(3)放射线

名称
α射线 β射线 γ射线

电性
带正电

成分
氦原子核

穿透力
穿透本领小 穿透本领较大 穿透本领强

带负电 高速电子流 波长很短的 不带电 电磁波

核能的和平利用――核电站 利用核裂变

思考:在电站工作过程中,能是如何转化的? 核能→内能→机械能→电能

能量转化和守恒定律
(1)从四个方面把握能量转化和守恒定律的内容 ——不生不灭;可以转移;可以转化;总量不变。 (2)自然界最基本的规律 永动机——违背能量转化和守恒定律 (3)能量的转化和转移具有一定的方向性——节能

(4)能量转化和守恒定律的发现史
时间 发现事实 18世纪末19 各种自然现象之间的联系和它们之间的相互转化, 世纪初 逐渐被人们发现和认识 18世纪后期 18世纪末 1799年 1840年 热质说将热看成一种没有质量和不可称量的流 质—热质 英国物理学家伦福德对热质说提出了挑战 英国科学家戴维用实验方法对热质说提出了质疑 英国物理学家焦耳——焦耳定律 德国医生迈尔建立了第一个最普遍最广泛的能量 转化与守恒定律 焦耳以实验支持能量守恒定律 德国物理学家赫尔姆霍茨具体阐述了能量守恒定 律

1842年
1843年 1847年

例1、如图是长江三峡水力发电站示意图,图中表示出 了水力发电站能量转化的过程。请选择词组的序号填 空:①电能 ②内能 ③势能 ④化学能 ⑤动能 A、 ③ B、 ⑤ C、 ⑤ D、 ① 。

例3、安吉天荒坪蓄能电站的工作原理是:电站建有上 下两座水库,由隧道相连,利用深夜用电低谷时将多余 的 电 能把下水库的水抽至上水库以 机械 能的形式 贮存。用电高峰时从上水库放水进行发电,此时能量的 转化为 水的势能转化为动能,再转化为电能 ,以缓解紧张的 供电状况。若某抽水蓄水电站上蓄能电池长150米,宽 30米,从深夜11时至凌晨4时抽水,使上蓄水池水面增 高20米,假定抽水过程中水面的高度始终保持为400米 ,不计抽水过程中其他 能量的损耗,则抽水的 功率为 2×104kw 。 (g=10牛/千克)

例4、三峡水电站是目前世界上最大的水电站,2006年5 月20日三峡大坝全线建成。 (1)三峡水电站工作时,把水的机械能转化成 能; (2)发电机是根据法拉第发现的 现象制成的; (3)目前,我国城乡主要依靠燃煤供电。三峡水电站利用 水力发电,相当于每秒能为国家节约1.6吨燃煤。如果这 些燃煤中碳的质量分数为75%,则相当于每秒可以减

少 吨二氧化碳的排放; (4)水能是可再生能源,可以源源不断地从自然界得到补 充。请你再举出一例可再生能源: 。

能源 (1)定义:自然界中存在的能为我们提供能量的物质 和物质运动。 (2)能源的分类
能否直接提供 利用角度 能否再生 可再生能源:水能、风能、生物能 非再生能源:三大矿物能源 可再生能源:太阳能、潮汐能

常规能源
一次能源 非常规能 源 二次能源

非再生能源:核能

电能、沼气、汽油、焦炭、蒸气

(3)三大矿物能源的比较 能源 煤 重要性 我国第一 能源 元素组成 主要分类 碳元素 用途 无烟煤、 燃料,化 烟煤、褐 工原料 煤

石油

汽油、柴 我国第二 碳、氢元 燃料,化 油、煤油 能源 素 工原料 等 燃料,化 工原料

我国重要 碳、氢元 天然气 能源 素

(4)水能、风能、原子能的比较

能源 水能

能源来源

能量转化途径

主要特点

水的势能→水 无污染、可再 太阳辐射能 的动能→电能 生

无污染、不会 气压差→空气 风能 太阳辐射能 枯竭,但不稳 的动能→电能 定 核能→热能→ 能量巨大、可 原子能 太阳辐射能 机械能→电能 控制,需防护

5、能源与人类生存和社会发展的关系 (1)当今世界能源消耗的特点:呈大幅度上升趋势; 能源危机日趋严重。 (2)我国能源状况 水力资源世界第一,煤贮量世界第三;人均年耗 能不足1吨标准煤,不及世界平均值一半;人均年用电 600kwh,约为世界人均的1/4——能源穷国 (3)能源与人类的关系 大量矿物燃料的燃烧——大气污染、酸雨、温室效应

(4)新能源——七大新能源:太阳能、风能、地热能、 波浪能、氢能、核能、生物质能

(5)解决环境污染的途径 ①根本途径:积极开发新能源;改变目前的能源结构。 ②主要途径:保护森林,植树造林,增加植物对污染 气体和温室气体的吸收量。 (6)解决能源问题的途径 ①树立节能观,充分有效地利用现有资源——提高能 源的利用效率; ②积极开发新能源。

例1、氢能源由于其无污染而成为未来理想的能源之一。 氢元素在地球上大量存在,但主要以化合态形式存在于 化合物中,如何利用氢的化合物得到氢气是我们所要解 决的问题。下列各种制取氢能源的方法中,你认为可行 的是( C ) A、利用水电解制得氢气 B、利用金属和稀硫酸反应制得氢气 C、利用太阳能分解水制得氢气 D、利用金属和水反应得到氢气

例2、一种“绿色电池”——燃料电池,是将H2、CO、 CH4等燃料和空气不断输入,直接氧化,使化学能转 化为电能,被称为21世纪的“绿色发电站”。这三种气 体可以作为燃料的原因是( B ) A、都

是无毒、无害的气体 B、都可以燃烧并放出大量的热 C、燃烧产物均是CO2和H2O D、均在自然界中大量存在

例3、请阅读材料,回答下列问题: 材料一:全球由于燃料燃烧(含运输工具排气)每年排 放一氧化碳3.0×106t,二氧化硫1.5×106t,氮氧化物 5.0×105t。 材料二:用汽油的车辆效率是23%,加满第一次油可行 驶600km;电动车的效率是70%,在通常情况下充一次 电约需6h,可行驶100km。 材料三:考虑煤的燃烧效率,燃烧1kg煤所产生的能量 同2kwh的电能相当。 (1)电动汽车具有噪音小、行驶平稳、冬天容易启动 等许多优点,但是目前普遍使用的还是燃油汽车,请分 析原因。 (2)很多工厂选择电作能源,因为使用电能的显著优 污染少 点是 。

(3)某工厂一年要耗电6×105kwh,如果用含碳80% 的煤作燃料,一年会释放多少千克的二氧化碳?

例4、在嘉兴市政协六届一次会议上,有政协委员提出, 要大力开发利用沼气、太阳能、秸秆三类可再生能源。 (1)南湖区有一养殖场,建造了200米3沼气池处理猪粪 污水,产生的沼气可供30户农户常年使用。写出沼气中 主要成分甲烷燃烧的化学方程式_______。 (2)海宁市太阳能协会提供的数据表明,海宁市 3年向 太阳“借”了1.3亿元。经测算:1米2的太阳能热水器 集热面上平均1分钟吸收的热能为9.6×103焦耳,则1米2 的太阳能热水器集热面的吸热功率为_______瓦。 (3)我市农作物每年产出秸秆约166万吨,如果将秸秆 气化,每年可产3.32×109米3的秸秆气,这些气体燃烧 可产生相当于3.3×109度电的能量。而每年的6月,我 市有许多农户在田地里点燃秸秆,产生的浓烟会造成环 境污染。请你从科学的角度谈谈我市要大力开发利用这 三类可再生能源的意义_______。


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