1、第2222课时 能源与可持续发展 知识梳理 自主测试 一 二 三 一、能源的分类 1.化石能源 动植物经过漫长的地质年代形成的,如煤、石油、天然气等。 2.一次能源 可以从自然界直接获取。如风能、水能、地热能、核能、太阳 能等。 3.二次能源 不可以从自然界直接获取。如电能等。 知识梳理 自主测试 一 二 三 二、核能和太阳能 1.原子和原子核 (1)原子的组成:由带正电的原子核和带负电的电子组成。 (2)原子核的组成:由带正电的质子和不带电的中子组成。 2.核能 (1)概念:质量较大的原子核在发生分裂或者质量较小的原子核相 互结合时释放出的巨大能量。 (2)获得途径:核裂变和核聚变。 (3)
2、核电站:利用核能发电,核心设备是核反应堆。 3.太阳能 (1)本质:太阳内部氢原子核在超高温下发生聚变,释放出的巨大 核能。 (2)利用:用集热器把物质加热;利用太阳能电池把太阳能转 化为电能。 知识梳理 自主测试 一 二 三 三、能源与可持续发展 1.能量转化和转移的方向性 能量的转化和转移过程是有方向性、不可逆的。 2.能源的可持续发展 (1)提高能源的利用率,减少能源使用对环境的破坏。 (2)发展新的理想能源。 3.不可再生能源 消耗后不能在短期内从自然界得到补充的能源。如化石能源、 核能等。 4.可再生能源 可以从自然界源源不断地得到的能源。如水能、风能、太阳能 等。 知识梳理 自主测
3、试 一 二 三 知识梳理 自主测试 1 2 3 4 1.可以直接从自然界获得的能源叫一次能源,必须通过消耗一次能 源才能获得的能源叫二次能源。下列能源属于二次能源的是( ) A.煤 B.石油 C.天然气 D.电能 答案:D 解析:像煤、石油、天然气、风能、地热能等能源,可以从自然界 直接获取的统称为一次能源。电能是必须通过一次能源的消耗才 能获得的,所以称为二次能源。故选D。 知识梳理 自主测试 1 2 3 4 2.关于核电站、能量和能源,下列说法正确的是( ) A.目前人类已建成的核电站,都是利用核聚变发电的 B.核电站的核废料可以直接堆放在露天垃圾场 C.所有能量转化和转移过程,都遵循能量
4、守恒定律 D.水能、风能和太阳能都属于不可再生能源 答案:C 解析:所有能量的转化和转移过程都遵循能量守恒定律,故C正确。 知识梳理 自主测试 1 2 3 4 3.下图是获取电能的几种途径,其中消耗不可再生能源又不会对大 气造成污染的是( ) 答案:D 解析:煤是不可再生能源,在燃烧过程中会对大气造成污染,所以A 不符合要求;太阳能电池板将太阳能转化为电能,太阳能是可再生 能源,所以B不符合要求;风力发电机将风能转化为电能,风能是可 再生能源,所以C不符合要求;核能发电是通过核燃料发生核裂变的 方式,将核能转化为电能,由于核燃料是有限的,所以核能属于不可 再生能源,且核能发电不会对大气造成污染
5、。故选D。 知识梳理 自主测试 1 2 3 4 4.天然气是一种清洁燃料,很多地方的出租车使用天然气代替柴油 或汽油。天然气属于 (选填“可再生”或“不可再生”) 能源,它燃烧时产生的 能转化为车的机械能。 答案:不可再生 内 解析:天然气随着使用会不断减少,短时间内从自然界得不到补充, 因此属于不可再生能源;天然气在燃烧时,内部的化学能转化成内 能,内能又转化成汽车的机械能。 考点梳理整合 1 2 1.关于能源的分类问题 对于能源问题,一般考查能源的分类问题。能源的分类方法很多: 按产生方式分为一次能源和二次能源;按时间和开发情况可分为常 规能源和新能源。煤、石油、天然气这些化石能源以及核能
6、使用 后很难得到补充,属于不可再生能源;风能、水能、太阳能使用后 可以得到补充,属于可再生能源。解答此类问题的关键在于牢记定 义,正确认识常见能源的分类。 考点梳理整合 1 2 【例1】 能源问题是现代社会发展的三大基本问题之一。能源 家族中:煤炭、核能、石油、天然气、水能、风能、 地热能等,属于不可再生能源的是 ;不是直接或间接 来自太阳的是 。(填序号) 解析:煤、石油、天然气和核能属于不可再生能源,风能和地热 能属于可再生能源;核能和地热能不是直接或间接来自太阳。 答案: 考点梳理整合 1 2 下列能源属于可再生能源的是( ) A.风能 B.天然气 C.核能 D.石油 答案:A 解析:风
7、能可以从自然界里源源不断地得到补充,属于可再生能 源,故A符合题意。 考点梳理整合 1 2 2.能源的综合计算问题解法探究 以能源为切入点的综合计算问题主要涉及以下几个方面:能源的 分类、能量的转化、能源问题、环境污染问题等。以太阳能的利 用为载体的综合:一是以太阳能热水器为载体的太阳能的转化、热 量公式和电能的综合;二是以太阳能电池应用为载体的光电转换。 电学和力学的综合,主要运用热量公式Q=cmt,功的公式W=Pt、 W=Fs 和效率公式 = 有 总或 = 有 总求解。 考点梳理整合 1 2 【例2】 同学们学习了“能源与可持续发展”的内容后,知道火电 站既能发电,又能供热,随着火电站技术
8、不断更新,煤的燃烧程度比 传统火电站更充分。为深入了解,他们对某火电站进行调查,获取 信息如下: (1)4 000 t煤完全燃烧放出多少热量? 20 h发电多少千瓦时?(q煤=3107 J/kg) (2)该火电站的能量利用率是多少? (3)请你结合以上信息,写出提高火电站能量利用率的方法。 火电站 工作时间 燃煤 发电总功率 废气 火电站 20 h 4 000 t 5105 kW 向周边居民供热 3.41013 J 考点梳理整合 1 2 解析:(1)4 000 t煤完全燃烧放出的热量Q放=mq煤=4 0001033107 J=1.21014 J。 20小时发电W电=Pt=510520 kW h
9、=1107 kW h。 (3)使燃料燃烧更充分(或“充分燃烧燃料”“充分燃烧煤”)。 改进转化装置,提高发电效率。 减少各环节热量散失,提高能量利用率。 答案:(1)1.21014 J 1107 kW h (2)58.3% (3)使燃料 燃烧更充分 改进转化装置,提高发电效率 减少各环节热量 散失,提高能量利用率(以上任选两条即可) (2)火电站的能量利用率 = 有 总 = 电+废气 放 58.3%。 考点梳理整合 1 2 考点梳理整合 1 2 众所周知,煤炭是不可再生能源,地球上储量有限,节 约能源关系到子孙后代的生存,火力发电是利用煤炭燃烧来发电的, 煤炭在燃烧时会释放大量二氧化碳、二氧化
10、硫等有害气体,能形成 酸雨和大气污染,会造成全球气候灾难性的变化。节约1 kW h电约 少消耗0.4 kg煤,约少排放0.5 m3二氧化碳和30 g二氧化硫,因此,节 约用电具有重要的现实意义。 (1)现居住在苏州的人口大约有1 000万,约有350万个家庭,假设每 个家庭原来用三盏60 W的普通灯泡照明,每天每盏灯正常工作4 h, 现将60 W的普通灯泡都换成亮度相当的11 W节能灯。请你估算: 苏州市每天能节约多少千瓦时电?这些电若由火力发电厂提供,则 需消耗多少千克煤?产生多少千克二氧化碳?(二氧化碳的密度为 1.98 kg/m3,估算时可取2 kg/m3) (2)为增强节能环保意识,倡
11、导低碳生活,请你从节约用电的角度 提出一条合理化建议: 。 考点梳理整合 1 2 答案:(1)约2106 kW h 约8105 kg 约2106 kg (2)夏天开空调时将温度提高1 (只要建议合理均可) 解析:(1)节约的电能是W=Pt=(0.06 kW-0.011 kW)343.5106 h2106 kW h 按每节约1 kW h电能少消耗0.4 kg煤计算,总共少消耗的煤为 m=2106 kW h0.4 kg/(kW h)=8105 kg 产生的二氧化碳为 m=2106 kW h0.5 m3/(kW h)2 kg/m3=2106 kg。 (2)通过计算可看出,节约能源是多么重要,因此在日常生活中应 该做到人走灯灭、尽量不使用电器处于待机状态、使用节能灯具、 夏天将空调的温度适当调高等。
