1、第第1111章章 物理学与能源技术物理学与能源技术第第1111章章 物理学物理学与能源技术与能源技术知识点知识点能量守恒定律能量守恒定律11.能量的相互转化能量的相互转化 不同形式的能量之间可以相互转化，如不同形式的能量之间可以相互转化，如灯泡灯泡发光是电能转化为光能和内能；燃料燃烧是化学能发光是电能转化为光能和内能；燃料燃烧是化学能转化为转化为内能。内能。(1)从能量利用和转化角度来讲，现代化的生活就是以从能量利用和转化角度来讲，现代化的生活就是以电电能为能为中心的能量转化和利用的过程。中心的能量转化和利用的过程。(2)能量的来源：我们生产、生活中利用的能量，追根能量的来源：我们生产、生活中
2、利用的能量，追根溯溯源源，大都来自太阳。，大都来自太阳。2.能量守恒定律能量守恒定律能量既不能创造，也不会消灭；当能量从一个物体能量既不能创造，也不会消灭；当能量从一个物体转移到转移到其他物体或从一种形式转化为其他形式时，总量其他物体或从一种形式转化为其他形式时，总量不变。不变。这称为这称为能量守恒定律能量守恒定律。(1)能量守恒定律的普遍性：能量守恒定律是自然界最普能量守恒定律的普遍性：能量守恒定律是自然界最普遍遍、最、最重要的基本定律之一，所有能量转化和转移过程，重要的基本定律之一，所有能量转化和转移过程，都遵守都遵守能量守恒定律。能量守恒定律。(2)“永动机永动机”的设想违背能量守恒定律
3、，注定以失败的设想违背能量守恒定律，注定以失败而而告终告终。深度理解深度理解机械能守恒与机械能守恒与能量守恒能量守恒的区别：的区别：例 1“祝融号祝融号”火星车有四片太阳能电池火星车有四片太阳能电池板，整体造型就像一只蝴蝶，太阳能电池板是将太阳板，整体造型就像一只蝴蝶，太阳能电池板是将太阳能能转化为转化为_；火星车搭载了火星车搭载了6 台科学载荷进行台科学载荷进行科学探测，其中科学探测，其中次表层次表层探测雷达随火星车一起移动探探测雷达随火星车一起移动探测并收集地下反馈信息，测并收集地下反馈信息，如果以如果以火星车为参照物，那火星车为参照物，那么次表层探测雷达么次表层探测雷达是是_的的。电能电
4、能静止静止知知1 1练练解析解析：太阳能电池板可以将太阳能转化为电能；以：太阳能电池板可以将太阳能转化为电能；以火星火星车为车为参照物，次表层探测雷达的位置没有发生参照物，次表层探测雷达的位置没有发生变化，所以以变化，所以以火星车火星车为参照物，次表层探测雷达是为参照物，次表层探测雷达是静止的。静止的。知知1 1练练特别提醒特别提醒判断能量的转化判断能量的转化，我们，我们主要看它消耗主要看它消耗什么能量什么能量,得到得到什么能量，什么能量，总是总是消耗的能量转化为消耗的能量转化为得到得到的能量。的能量。知知2 2讲讲知识点知识点能量转化的方向性和效率能量转化的方向性和效率21.能量能量转化的方
5、向性转化的方向性 内能和其他形式的能量的相互转化内能和其他形式的能量的相互转化具有具有方向性。其他形式的能可以无条件地转化为内能，方向性。其他形式的能可以无条件地转化为内能，而内而内能不能能不能无条件地转化为其他形式的能量。无条件地转化为其他形式的能量。例如：汽车在刹车时，动能转化为路面、轮胎、空气的例如：汽车在刹车时，动能转化为路面、轮胎、空气的内能内能，这些能量不可能再转化为汽车的动能，使汽车再，这些能量不可能再转化为汽车的动能，使汽车再开动起来开动起来。知知2 2讲讲知知2 2讲讲拓展延伸拓展延伸提高能量利用提高能量利用效率的效率的方法：方法：1.让燃料充分燃烧；让燃料充分燃烧；2.采取
6、保温隔热措施采取保温隔热措施，减少，减少能量的损失；能量的损失；3.充分利用余热和充分利用余热和减少有害减少有害摩擦；摩擦；4.减少能量转化过程减少能量转化过程的中间环节的中间环节。知知2 2练练中考中考泰州泰州 汽车刹车的过程，伴随着能量从机械能汽车刹车的过程，伴随着能量从机械能转化转化为内能，内能散失到空气中，此过程能量的为内能，内能散失到空气中，此过程能量的总总和和_(填填“增大增大”“不变不变”或或“减小减小”)。散失散失到空气中的内能无法自动到空气中的内能无法自动转化转化为机械能再用来驱动为机械能再用来驱动汽车，这是因为能量的转化和转移汽车，这是因为能量的转化和转移具有具有_性性。例
7、 2不变不变方向方向知知2 2练练解析解析：在汽车刹车的过程中，机械能转化为内能，在汽车刹车的过程中，机械能转化为内能，内能内能散失散失到空气中，此过程遵循能量守恒定律，能到空气中，此过程遵循能量守恒定律，能量的总和是不变的；散失到空气中的内能无法自动量的总和是不变的；散失到空气中的内能无法自动转化为机械能再用来转化为机械能再用来驱动汽车驱动汽车，这是因为能量的转，这是因为能量的转化和转移具有方向性。化和转移具有方向性。知知2 2练练特别提醒特别提醒能量守恒定律，能量守恒定律，是在是在能量转化或转移的能量转化或转移的过程过程中，各种能量的总和中，各种能量的总和保持保持不变，不变，而不是而不是某
8、种某种形式形式的能量保持不变。的能量保持不变。知知3 3讲讲知识点知识点能源能源31.能源能源 能源是能为人类提供某种形式能量的物质资源。能源是能为人类提供某种形式能量的物质资源。2.能源的分类能源的分类知知3 3讲讲分类标准分类标准类型类型定义定义实例实例产生方式产生方式一次能源一次能源可以从自然界直可以从自然界直接取得，而不改接取得，而不改变其基本形态的变其基本形态的能源能源煤、石油、煤、石油、天然气、太天然气、太阳能、地热阳能、地热能等能等二次能源二次能源一次能源经过加一次能源经过加工，转换成另一工，转换成另一种形态的能源种形态的能源电力、蒸汽、电力、蒸汽、煤油、汽油煤油、汽油等等知知3
9、 3讲讲分类标准分类标准类型类型定义定义实例实例是否被广是否被广泛利用泛利用常规常规能源能源当前被广泛利用的当前被广泛利用的一次能源一次能源煤、石油、煤、石油、天然气等天然气等二次二次能源能源目前尚未广泛利用目前尚未广泛利用而正在积极研究以而正在积极研究以便推广的一次能源便推广的一次能源太阳能、地太阳能、地热能、潮汐热能、潮汐能等能等知知3 3讲讲分类标准分类标准类型类型定义定义实例实例能否能否再生再生可再生可再生能源能源能够不断得到补能够不断得到补充以供使用的一充以供使用的一次能源次能源水力、风能、水力、风能、太阳能、潮汐太阳能、潮汐能、地热能等能、地热能等不可再不可再生能源生能源目前尚未广
10、泛利目前尚未广泛利用而正在积极研用而正在积极研究以便推广的一究以便推广的一次能源次能源煤、石油、核煤、石油、核燃料等燃料等知知3 3讲讲分类标准分类标准类型类型定义定义实例实例是否造是否造成环境成环境污染污染清洁型清洁型能源能源对环境无污染或对环境无污染或污染很小的能源污染很小的能源太阳能、水力、太阳能、水力、风能等风能等污染型污染型能源能源对环境污染较大对环境污染较大的能源的能源煤、石油等煤、石油等3.能源危机能源危机 世界经济的发展和人口的增加，导致了能源世界经济的发展和人口的增加，导致了能源需需求量求量的迅速增长，地球上传统的一次能源储量远远不能的迅速增长，地球上传统的一次能源储量远远不
11、能满足满足人类长期的需要，人类长期的需要，21 世纪人类社会正面临严重的世纪人类社会正面临严重的能源匮乏能源匮乏。知知3 3讲讲知知3 3讲讲特别提示特别提示“可再生能源可再生能源”和和“不可再生能源不可再生能源”都是都是针对一针对一次次能能源而言源而言的，的，即即只有对只有对一次能源来讲，一次能源来讲，才能说才能说其属于其属于“可再可再生能源生能源”或或“不可再生能源不可再生能源”。知知3 3讲讲误区警示误区警示新能源可能是新能源可能是人类早已人类早已发现或者在局部发现或者在局部地区地区或领域已或领域已得到小得到小范围的范围的有限使用的能源有限使用的能源,不一定不一定是人类刚刚发现是人类刚刚
12、发现的的甚至甚至未被使用的能源未被使用的能源。清洁。清洁能源不是对能源不是对环境环境没有任何的影没有任何的影响响,只是只是对环境的影响是很对环境的影响是很小的小的、有限的。、有限的。知知3 3讲讲知识链接知识链接能源危机产生能源危机产生的原因的原因：(1)目前目前，人类，人类使用的使用的能源主要是不能源主要是不可再生能源可再生能源；(2)能量能量的转化的转化和转移和转移具有方向性。具有方向性。知知3 3练练中考中考泰州泰州 下列能源中属于可再生能源的下列能源中属于可再生能源的是是()A.石油石油 B.煤炭煤炭 C.天然气天然气 D.风能风能例 3解析解析：石油、煤炭、天然气在短时间内不能从自然
13、石油、煤炭、天然气在短时间内不能从自然界中界中得到得到补充，是不可再生能源，故补充，是不可再生能源，故A、B、C 均不均不符合题意；风能符合题意；风能可以可以从自然界源源不断获得，是可从自然界源源不断获得，是可再生能源，再生能源，D 符合题意。符合题意。D知知3 3练练易错提醒易错提醒能源从不同的能源从不同的角度可以角度可以进行不同的分类进行不同的分类。在。在解答能源解答能源分类的分类的问问题时，一要看清题目题时，一要看清题目中要求中要求从哪个角度进行从哪个角度进行分类分类，二要明确二要明确可再生能源可再生能源与不可再生能源、与不可再生能源、一次一次能源与二次能能源与二次能源、源、清洁清洁型能
14、源与污染型能源型能源与污染型能源、常规、常规能源与新能源能源与新能源的区别。的区别。知知4 4讲讲知识点知识点核能核能41.核能核能 重核裂变或轻核聚变，将释放出巨大的能量，这重核裂变或轻核聚变，将释放出巨大的能量，这就就是是核能，也就是原子能。核能，也就是原子能。2.核裂变核裂变 重原子核分裂成较轻的原子核。重原子核分裂成较轻的原子核。3.链式反应链式反应 当一个中子轰击一个铀核引起铀核裂变并当一个中子轰击一个铀核引起铀核裂变并释放释放能量能量的同时，还释放出的同时，还释放出2 3 个中子，如果这些中子再个中子，如果这些中子再引起其他引起其他铀核裂变，就可使反应不断地进行下去，这种铀核裂变，
15、就可使反应不断地进行下去，这种反应反应叫做链式反应叫做链式反应。知知4 4讲讲4.核裂变的应用核裂变的应用(1)原子弹原子弹，速度不加控制的核裂变。，速度不加控制的核裂变。(2)核电站核电站，主要由核反应堆、蒸汽轮机和发电机等组成。，主要由核反应堆、蒸汽轮机和发电机等组成。核电站核电站利用核反应堆工作时释放的能量使水汽化，推动利用核反应堆工作时释放的能量使水汽化，推动蒸汽蒸汽轮机带动发电机发电轮机带动发电机发电。知知4 4讲讲 核电站中的能量转化：核能核电站中的能量转化：核能内能内能机械能机械能电能电能。核电站的优点：消耗很少的核燃料，就可以产生大量核电站的优点：消耗很少的核燃料，就可以产生大
16、量的的电能电能；对环境的污染小；从长远看，发电成本低。；对环境的污染小；从长远看，发电成本低。使用核电站的注意点：核废料极不容易处理；要防止使用核电站的注意点：核废料极不容易处理；要防止发发生生核泄漏，对核能的安全使用，要求极高。核泄漏，对核能的安全使用，要求极高。知知4 4讲讲5.核聚变核聚变 轻原子核结合成较重的原子核。轻原子核结合成较重的原子核。6.核聚变的应用核聚变的应用 氢弹，氢弹的威力比原子弹更大。氢弹，氢弹的威力比原子弹更大。7.太阳能的产生太阳能的产生 太阳内部氢核聚变。太阳内部氢核聚变。知知4 4讲讲特别提醒特别提醒1.不对链式反应加以不对链式反应加以控制控制的核裂变反应在的
17、核裂变反应在军事军事上的应上的应用就是用就是原子弹原子弹爆炸。爆炸。2.核反应堆能对引起核反应堆能对引起核裂变核裂变反应的中子反应的中子数量及数量及能量加能量加以控制，以控制，从而从而使链式反应连续使链式反应连续、缓慢、缓慢地进行，核能地进行，核能得以得以平稳释放。平稳释放。核电站就是核电站就是利用核反应堆利用核反应堆提供提供的能的能量发电的。量发电的。知知4 4讲讲知识图解知识图解图解法理解图解法理解核裂变和核裂变和核聚变核聚变：知知4 4练练中考中考成都成都 下列关于核能、原子核的说法，正确的下列关于核能、原子核的说法，正确的是是()A.太阳能来自太阳内部物质的核裂变反应太阳能来自太阳内部
18、物质的核裂变反应B.核反应堆发生的链式反应是可以控制的核反应堆发生的链式反应是可以控制的C.核废料可直接排放，无需任何处理核废料可直接排放，无需任何处理D.原子核是由质子、中子和电子组成原子核是由质子、中子和电子组成例 4知知4 4练练拓展延伸拓展延伸核废料的处理核废料的处理方法是方法是将装有核废料的将装有核废料的金属罐金属罐投入选投入选定海域定海域4 000 m以下以下的海底，或深埋的海底，或深埋于建于建在地下厚厚岩石在地下厚厚岩石层层里的里的核废料库中。核废料库中。知知4 4练练解析解析：太阳能来自太阳内部物质的核聚变反应，太阳能来自太阳内部物质的核聚变反应，A 错错误误；核反应堆；核反应
19、堆发生的链式反应是可以控制的，发生的链式反应是可以控制的，B 正确；正确；核废料核废料具有具有放射性，不能直接排放，需进行处理后放射性，不能直接排放，需进行处理后深埋，深埋，C 错误；错误；原子核原子核是由质子和中子组成，电子是由质子和中子组成，电子绕核高速运动，绕核高速运动，D 错误。错误。答案答案:B知知5 5讲讲知识点知识点能源开发与可持续性发展能源开发与可持续性发展51.能量消耗对环境的影响：热污染、温室效应、大气能量消耗对环境的影响：热污染、温室效应、大气污染等。污染等。2.能源的利用要考虑可持续发展。一方面，要提高能能源的利用要考虑可持续发展。一方面，要提高能源的源的利用率利用率；
20、另一方面，需要开发新的理想能源。；另一方面，需要开发新的理想能源。知知5 5讲讲知识链接知识链接目前已知的、可目前已知的、可作为未来作为未来理想能源的有核能理想能源的有核能、太阳、太阳能能、地热能、风能、地热能、风能、潮汐能、潮汐能、生物质能、生物质能、氢能氢能等。等。知知5 5练练中考中考桂林桂林 为了减少能源的利用对环境的污染和破为了减少能源的利用对环境的污染和破坏坏，下列，下列做法不正确的做法不正确的是是()A.大力发展风力发电大力发展风力发电B.大力发展火力发电大力发展火力发电C.减少化石燃料的使用减少化石燃料的使用D.开发使用电能驱动的电动汽车开发使用电能驱动的电动汽车例 5知知5
21、5练练解析解析：风能是可再生能源，风力发电清洁、无污染，风能是可再生能源，风力发电清洁、无污染，故故A 正确正确；火力发电的原料是煤等化石燃料，属于不；火力发电的原料是煤等化石燃料，属于不可再生能源，可再生能源，发电发电过程中会产生大量的二氧化碳和过程中会产生大量的二氧化碳和其他有害气体，会加重其他有害气体，会加重环境污染环境污染，故，故B 不正确；减少不正确；减少化石燃料的使用，可以减少化石燃料的使用，可以减少二氧化碳二氧化碳和其他有害气和其他有害气体的排放，有助于减少环境污染，故体的排放，有助于减少环境污染，故C 正确正确；知知5 5练练电动汽车电动汽车行驶过程中噪音小，无尾气排放，能够减
22、行驶过程中噪音小，无尾气排放，能够减少对环境少对环境的污染的污染和破坏，故和破坏，故D 正确。正确。答案答案:B知知5 5练练核心素养核心素养节能环保、低碳节能环保、低碳生活生活理念已成为人们的理念已成为人们的共识共识,节能减排节能减排的措施的措施和观念和观念是物理考查的热点是物理考查的热点，同学们，同学们要在生活中要在生活中形成形成能源能源利用与利用与可持续发展间可持续发展间要相互兼顾的理念要相互兼顾的理念，并，并以此理念以此理念去面对去面对各种能源各种能源问题、解释能源问题、解释能源利用利用中的各种做法。中的各种做法。物理学与能源技术物理学与能源技术能源能源能量能量分分类类可持续发展可持续发展能量守恒定律能量守恒定律能量转化的方向性能量转化的方向性能量转化效率能量转化效率
