能源與可持續發展

責編：武霞【學習目標】

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化，新能源的開發與利用；

2、了解核能的優點和可能帶來的問題；

3、了解能源與人類生存和社會發展的關系；

4、能說出不同能源的特點；

5、了解在現實生活中能量轉化與轉移有一定的方向性。【要點梳理】

要點一、能源利用與社會發展凡是能夠提供能量的物質資源，都可以叫做能源。要點詮釋：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變，導致了以柴薪為主要能源的時代的到來。

（2）蒸汽機的發明使人類以機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化，利用化石燃料的各種新型熱機的問世，使化石能源成為當今世界的主要能源。

（3）物理學家發明了可以控制核能釋放的裝置---反應堆，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，風能、太陽能、地熱能以及核能，是可以直接從自然界獲得的，這些可以從自然界直接獲取的能源，統稱為一次能源。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過漫長的地質年代形成的，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、風能、水能、太陽能、地熱能、核能等。

常見的二次能源有：電能。

要點二、核能質子、中子依靠強大的核力緊密地結合在一起，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，一旦質量較大的原子核分裂或者質量較小的原子核相互結合，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。要點詮釋：

1、核裂變：快速的裂變反應可以引起猛烈的爆炸，原子彈就是利用快速裂變制成的，我們還可以控制鏈式反應的速度，把核能用于和平建設事業。“核反應堆”就是控制裂變反應的裝置。2、核聚變：除了裂變外，如果將質量很小的原子核，例如氘核（由一個質子和一個中子構成）與氚核（由一個質子和兩個中子構成），在超高溫下結合成新的原子核，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。3、核能的利用：我國是核能資源豐富的國家，現已具備了建造核電站的物質和技術基礎，現已在浙江和廣東建設了核電站，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帶來了希望，在不可再生資源日趨珍貴之時，適度發展核電是人類的一種選擇，全世界已經建成幾百座核電站，核電發電量接近全球發電量的1/5。

要點三、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、地球上的風能、生物質能都來源于太陽。

2、太陽能的利用

（1）間接利用太陽能：化石能源（光能----化學能）

生物質能（光能----化學能）

（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----內能）

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

（3）太陽能來源豐富，不需要運輸，無污染，但由于能量比較分散且受季節、氣候和晝夜變化的影響很大，給大規模利用太陽能帶來一些新的技術課題。要點四、能量轉化的基本規律1、能量守恒定律：能量既不會憑空產生，也不會憑空消失，它只會從一種形式轉化為另一種形式，或者從一個物體轉移到其他物體，而在轉化或轉移的過程中，總量保持不變。這就是能量守恒定律。要點詮釋：熱量總是從高溫物體傳遞到低溫物體。能量的轉化和轉移是有方向的。要點五、能源與可持續發展

1、能量的轉化、能量的轉移，都是有方向性的。我們是在能量的轉化和轉移中利用能量的，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，所以我們應節約能源。2、能源的消耗給環境帶來了負面影響：燃料燃燒時產生的有害氣體、大量的粉末污染了環境，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，核能的使用也可造成輻射污染。

3、能源與可持續發展（1）不可再生能源和可再生能源

化石能源、核能會越用越少，不可能在短期內從自然界得到補充，所以它們屬于不可再生能源。而水的動能、風能、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中存儲的化學能，這類生命物質提供的能量稱為生物質能。

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：風能、水能、太陽能、生物質能等。

（2）21世紀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重危機，人們期待未來的理想能源的開發。未來的理想能源必須滿足以下條件：必須足夠便宜，可以保證多數人用得起；相關的技術必須成熟，可以保證大規模使用；必須足夠安全、清潔，可以保證不會嚴重影響環境。【典型例題】類型一、能源1、下列能源：太陽能、風能、煤氣、汽油，那些是屬于一次能源的是。【思路點撥】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。【答案】太陽能；風能【解析】太陽能、風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。【總結升華】此題考查的是一次能源和二次能源的辨別，是基礎題。類型二、核能2、隨著人們對原子核結構認識的不斷深入，核能的開發和利用備受關注，有關核能的理解，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．能源開發就是要利用核能D．核能是原子核發生變化時放出的能量【答案】D【解析】A、核能源于核礦石內的能量，核礦石屬于礦產資源，而礦產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、太陽能是在太陽內部，氫原子核在超高溫下發生聚變，釋放出的巨大核能，該選項錯誤；C、能源的開發是開發利用新能源如風能、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生的能量，該選項正確。【總結升華】能源危機是石油、電力或其他自然資源的短缺，是全球性問題，開發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、原子彈對裂變的鏈式反應不加控制，核電站控制裂變的鏈式反應速率

Ｄ、原子彈對聚變的鏈式反應不加控制，核電站控制聚變的鏈式反應速率【答案】C類型三、太陽能3、下列關于太陽能的說法中，錯誤的是（）A．太陽能十分巨大，供應時間長久B．太陽能安全、清潔，不會造成環境污染C．太陽能分布廣闊，處處可以利用D．太陽能到達地面的功率穩定，不會受氣候和季節的影響【答案】D【解析】A、正確，太陽能十分巨大，供應時間長久，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，太陽能到達地面的功率不穩定，它隨氣候和季節的變化而變化。【總結升華】本題主要考查對太陽能優點的掌握和理解，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。它的優點很多，比如：太陽能分布廣闊，獲取方便；清潔不會造成環境污染。舉一反三：【變式】太陽之所以被人們稱為核能火爐，是由于太陽內部的_____元素在_________條件下發生___________從而釋放出巨大的能量。【答案】氫超高溫聚變類型四、能源與可持續發展4、（2014?阜新中考）自然界中有些能源一旦被消耗就很難再生，因此我們要節約能源。在下列能源中，屬于不可再生能源的是（）A．風能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選項中的風能、水能和太陽能都是可再生資源，不符合題意。【總結升華】此題主要考查的是可再生能源和不可再生能源的區別，要注意從其定義來分析。舉一反三：【變式】能源問題是現代社會發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、風能6、太陽能7、地熱能等，在大量耗用各種能源時，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、下列有關能量轉化或轉移的說法中正確的是（）A．電動機通過熱傳遞的方式將電能轉化為機械能B．古人鉆木取火是通過做功將機械能轉化為內能C．內燃機是通過做功的方式將機械能轉化為內能D．冷天搓手感到手掌發熱，這是通過熱傳遞的方式將機械能轉移為內能【思路點撥】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化為增加的那種能量。【答案】B【解析】A、電動機工作時，消耗了電能，得到了機械能，是通過做功將電能轉化為機械能，故A說法錯誤；B、人鉆木取火是消耗了機械能，得到了內能，是通過做功的方式將機械能轉化為內能的，故B說法正確；C、內燃機工作時是將燃料燃燒釋放出的內能通過燃氣膨脹對外做功，轉化成機械能，故C說法錯誤；D、冷天搓手感到手掌發熱，是通過克服摩擦做功將機械能轉化為內能，故D說法錯誤。【總結升華】在自然界中，能量轉化的現象很多，并且能量的轉化也是有規律可循的，例如用電器都是將電能轉化成了其它形式的能。在日常的學習中我們要注意總結歸納。6、“能源危機”是當今世界共同面臨的問題，以下解決危機問題措施切實可行的是（）A．人人都要節約用水、用電，不浪費能源和人為毀壞物品B．關閉全部現有的火力發電站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力發電站【答案】A【解析】A、節約用水、用電，不浪費能源和人為毀壞物品是可行的，可以緩解能源危機，符合題意；B、關閉全部現有的火力發電站雖然可以節省能源，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，雖然可以節省能源，但很多地方沒有條件改用核能和太陽能，不可行，不符合題意；D、很多地區沒有條件大力興建水力和風力發電站，不符合題意。【總結升華】“能源危機”是當今世界共同面臨的問題，我們要合理節約利用能源，這也是近幾年