第二十二章能源與可持續(xù)發(fā)展一、能源的分類一、能源的分類1.1.一次能源一次能源:_:_從自然界直接獲取。如風(fēng)能、地?zé)崮?、核能、從自然界直接獲取。如風(fēng)能、地?zé)崮?、核能、太?yáng)能等。太陽(yáng)能等。2.2.二次能源二次能源:_:_從自然界直接獲取。如電能等。從自然界直接獲取。如電能等?？梢钥梢圆豢梢圆豢梢远⒑四芎吞?yáng)能二、核能和太陽(yáng)能1.1.原子和原子核原子和原子核: :(1)(1)原子的組成原子的組成: :由帶正電的由帶正電的_和帶負(fù)電的和帶負(fù)電的_組成。組成。(2)(2)原子核的組成原子核的組成: :由帶正電的由帶正電的_和不帶電的和不帶電的_組成。組成。2.2.核能核能: :(1)(1)概念概念: :質(zhì)量較大的原子核發(fā)生分裂或者質(zhì)量較小的原子核質(zhì)量較大的原子核發(fā)生分裂或者質(zhì)量較小的原子核相互結(jié)合時(shí)釋放出的巨大能量。相互結(jié)合時(shí)釋放出的巨大能量。(2)(2)獲得途徑獲得途徑:_:_和和_。(3)(3)核電站核電站: :利用利用_發(fā)電發(fā)電, ,核心設(shè)備是核心設(shè)備是_。原子核原子核電子電子質(zhì)子質(zhì)子中子中子核裂變核裂變核聚變核聚變核能核能核反應(yīng)堆核反應(yīng)堆3.3.太陽(yáng)能太陽(yáng)能: :(1)(1)本質(zhì)本質(zhì): :太陽(yáng)內(nèi)部氫原子核在超高溫下發(fā)生太陽(yáng)內(nèi)部氫原子核在超高溫下發(fā)生_,_,釋放出的巨大核能。釋放出的巨大核能。(2)(2)利用。利用。用集熱器把物質(zhì)用集熱器把物質(zhì)_。用太陽(yáng)能電池把用太陽(yáng)能電池把_能轉(zhuǎn)化為電能。能轉(zhuǎn)化為電能。聚變聚變加熱加熱太陽(yáng)太陽(yáng)三、能源與可持續(xù)發(fā)展三、能源與可持續(xù)發(fā)展1.1.能量轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化的方向性能量轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化的方向性: :能量的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化過程是有能量的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化過程是有_性、性、_的。的。2.2.不可再生能源不可再生能源: :消耗后消耗后_在短期內(nèi)從自然界得到補(bǔ)充的能源。在短期內(nèi)從自然界得到補(bǔ)充的能源。如化石能源、核能等。如化石能源、核能等。3.3.可再生能源可再生能源:_:_從自然界源源不斷地得到的能源。如風(fēng)能、從自然界源源不斷地得到的能源。如風(fēng)能、太陽(yáng)能、水能等。太陽(yáng)能、水能等。方向方向不可逆不可逆不能不能可以可以【讀【讀練練】1.1.【辨一辨【辨一辨】太陽(yáng)能的利用太陽(yáng)能的利用目前直接利用太陽(yáng)能的方式主要有兩種。如圖甲目前直接利用太陽(yáng)能的方式主要有兩種。如圖甲, ,樓頂上的太陽(yáng)能樓頂上的太陽(yáng)能集熱器為住戶提供熱水集熱器為住戶提供熱水, ,將將_能轉(zhuǎn)化為能轉(zhuǎn)化為_能能; ;如圖乙如圖乙, ,太陽(yáng)能涼太陽(yáng)能涼帽上的電池板把帽上的電池板把_能轉(zhuǎn)化為扇葉的能轉(zhuǎn)化為扇葉的_能。能。太陽(yáng)太陽(yáng)內(nèi)內(nèi)太陽(yáng)太陽(yáng)動(dòng)動(dòng)2.2.【填一填【填一填】核能核能(1)(1)圖示的核反應(yīng)是圖示的核反應(yīng)是_,_,可利用此反應(yīng)制造可利用此反應(yīng)制造_。(2)(2)核能屬于核能屬于_能源。能源。(3)(3)核電站獲得能量的途徑是核電站獲得能量的途徑是_。核聚變核聚變氫彈氫彈不可再生不可再生核裂變核裂變考點(diǎn)考點(diǎn)能源的分類能源的分類按產(chǎn)生方按產(chǎn)生方式分類式分類按利用按利用現(xiàn)狀分類現(xiàn)狀分類按是否可以按是否可以再利用分類再利用分類分類舉例分類舉例一次能源一次能源常規(guī)能源常規(guī)能源可再生能源可再生能源水能、生物質(zhì)能等水能、生物質(zhì)能等不可再不可再生能源生能源煤、石油、天然氣等煤、石油、天然氣等新能源新能源可再生能源可再生能源太陽(yáng)能、地?zé)崮堋⑻?yáng)能、地?zé)崮?、潮汐能、風(fēng)能等潮汐能、風(fēng)能等不可再不可再生能源生能源核能核能二次能源二次能源如電能、沼氣、汽油、焦炭、蒸汽、如電能、沼氣、汽油、焦炭、蒸汽、工業(yè)余熱等工業(yè)余熱等【技法攻略【技法攻略】可再生和不可再生能源可再生和不可再生能源(1)(1)都是相對(duì)于一次能源而言。都是相對(duì)于一次能源而言。(2)(2)根據(jù)能源能否從自然界長(zhǎng)期獲取來區(qū)分的。根據(jù)能源能否從自然界長(zhǎng)期獲取來區(qū)分的。【示范題【示范題1 1】(2014(2014邵陽(yáng)中考邵陽(yáng)中考) )可以直接從自然界獲得的能源叫一可以直接從自然界獲得的能源叫一次能源次能源, ,必須通過消耗一次能源才能獲得的能源叫二次能源。下列必須通過消耗一次能源才能獲得的能源叫二次能源。下列能源中能源中, ,屬于二次能源的是屬于二次能源的是( () )A.A.煤煤B.B.石油石油C.C.天然氣天然氣D.D.電能電能【解析【解析】選選D D。本題考查能源的分類。煤、石油、天然氣是化石能源。本題考查能源的分類。煤、石油、天然氣是化石能源, ,可直接從自然界獲得可直接從自然界獲得, ,屬于一次能源。電能必須通過消耗一次能源才屬于一次能源。電能必須通過消耗一次能源才能得到能得到, ,屬于二次能源。故選屬于二次能源。故選D D?！臼痉额}【示范題2 2】(2015(2015邵陽(yáng)中考邵陽(yáng)中考) )我市城步南山牧場(chǎng)我市城步南山牧場(chǎng), ,不僅風(fēng)景秀美不僅風(fēng)景秀美, ,而且蘊(yùn)藏著巨大的風(fēng)力資源。如圖是南山利用風(fēng)能發(fā)電的風(fēng)車。而且蘊(yùn)藏著巨大的風(fēng)力資源。如圖是南山利用風(fēng)能發(fā)電的風(fēng)車。風(fēng)能是風(fēng)能是( (選填選填“可再生可再生”或或“不可再生不可再生”) )能源。能源。【解析【解析】本題考查能源的分類。風(fēng)能可以在自然界里源源不斷地本題考查能源的分類。風(fēng)能可以在自然界里源源不斷地得到補(bǔ)充得到補(bǔ)充, ,屬于可再生能源。屬于可再生能源。答案答案: :可再生可再生【知識(shí)拓展【知識(shí)拓展】生物質(zhì)能生物質(zhì)能生物質(zhì)能生物質(zhì)能, ,就是太陽(yáng)能以化學(xué)能形式儲(chǔ)存在生物質(zhì)中的能量形式就是太陽(yáng)能以化學(xué)能形式儲(chǔ)存在生物質(zhì)中的能量形式, ,即即以生物質(zhì)為載體的能量。它直接或間接地來源于綠色植物的光合作以生物質(zhì)為載體的能量。它直接或間接地來源于綠色植物的光合作用用, ,可轉(zhuǎn)化為常規(guī)的固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)燃料可轉(zhuǎn)化為常規(guī)的固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)燃料, ,取之不盡、用之不竭取之不盡、用之不竭, ,是是一種可再生能源一種可再生能源, ,同時(shí)也是唯一一種可再生的碳源。同時(shí)也是唯一一種可再生的碳源?！緜溥x考點(diǎn)【備選考點(diǎn)】核能及其應(yīng)用核能及其應(yīng)用1.1.裂變和聚變的比較裂變和聚變的比較: :分類分類比較比較裂變裂變聚變聚變定義定義較大原子核分裂為較大原子核分裂為較小原子核的過程較小原子核的過程質(zhì)量很小的原子核質(zhì)量很小的原子核結(jié)合成較大原子核結(jié)合成較大原子核的過程的過程條件條件用中子轟擊較大原子核用中子轟擊較大原子核超高溫超高溫釋放核能大小釋放核能大小巨大巨大更加巨大更加巨大是否可控制是否可控制可利用核反應(yīng)堆控可利用核反應(yīng)堆控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)速度制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)速度目前目前, ,核聚變還不核聚變還不能加以控制能加以控制舉例舉例原子彈、核電站原子彈、核電站氫彈、太陽(yáng)內(nèi)部發(fā)氫彈、太陽(yáng)內(nèi)部發(fā)生的反應(yīng)生的反應(yīng)2.2.應(yīng)用應(yīng)用核電站核電站( (核反應(yīng)堆核反應(yīng)堆):):(1)(1)原理原理: :核反應(yīng)堆裂變核反應(yīng)堆裂變高溫高壓蒸汽高溫高壓蒸汽汽輪機(jī)汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)電能。電能。(2)(2)能流圖能流圖: : 【示范題【示范題1 1】(2014(2014永州中考永州中考) )以下是核電站工作情況的方框圖以下是核電站工作情況的方框圖, ,關(guān)于方框圖中各裝置的能量轉(zhuǎn)化關(guān)于方框圖中各裝置的能量轉(zhuǎn)化, ,下列說法正確的是下列說法正確的是( () ) A.A.核反應(yīng)堆將核能轉(zhuǎn)化為電能核反應(yīng)堆將核能轉(zhuǎn)化為電能B.B.蒸汽輪機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能蒸汽輪機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能C.C.發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能D.D.各種用電器只能將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能各種用電器只能將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能【解題探究【解題探究】各部分中能量轉(zhuǎn)化的過程是什么各部分中能量轉(zhuǎn)化的過程是什么? ?提示提示: :(1)(1)核反應(yīng)堆核反應(yīng)堆: :核能核能內(nèi)能。內(nèi)能。(2)(2)蒸汽輪機(jī)蒸汽輪機(jī): :內(nèi)能內(nèi)能機(jī)械能。機(jī)械能。(3)(3)發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī): :機(jī)械能機(jī)械能電能。電能?！窘馕觥窘馕觥窟x選C C。本題考查核能的利用。核電站發(fā)電過程。本題考查核能的利用。核電站發(fā)電過程: :核能先轉(zhuǎn)化核能先轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能為水的內(nèi)能, ,水受熱以后溫度上升會(huì)產(chǎn)生大量的水蒸氣水受熱以后溫度上升會(huì)產(chǎn)生大量的水蒸氣, ,水蒸氣會(huì)推水蒸氣會(huì)推動(dòng)蒸汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)蒸汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng), ,將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能, ,蒸汽輪機(jī)又帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)蒸汽輪機(jī)又帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng), ,最后發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。在家庭電路中各種用電器將電能最后發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。在家庭電路中各種用電器將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能、機(jī)械能等我們需要的各種能量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能、機(jī)械能等我們需要的各種能量, ,故正確答案選故正確答案選C C?！臼痉额}【示范題2 2】(2015(2015南充中考南充中考) )氫彈是利用原子核氫彈是利用原子核( (選填選填“裂變裂變”或或“聚變聚變”) )在瞬間釋放出巨大能量的一種武器在瞬間釋放出巨大能量的一種武器; ;自然界自然界中能量的形式有很多中能量的形式有很多, ,其中其中“水能水能”屬于屬于( (選填選填“可再生可再生”或或“不可再生不可再生”) )能源。能源。【解析【解析】本題考查核能應(yīng)用的原理及能源的分類。核反應(yīng)分為裂變本題考查核能應(yīng)用的原理及能源的分類。核反應(yīng)分為裂變和聚變兩種和聚變兩種, ,裂變分為兩種裂變分為兩種: :可控鏈?zhǔn)椒磻?yīng)和不可控鏈?zhǔn)椒磻?yīng)可控鏈?zhǔn)椒磻?yīng)和不可控鏈?zhǔn)椒磻?yīng), ,前者前者主要應(yīng)用在核反應(yīng)堆中主要應(yīng)用在核反應(yīng)堆中, ,后者應(yīng)用在原子彈中后者應(yīng)用在原子彈中; ;聚變主要應(yīng)用在氫彈聚變主要應(yīng)用在氫彈上。能從自然界源源不斷獲得的能源是可再生能源上。能從自然界源源不斷獲得的能源是可再生能源, ,不能源源不斷不能源源不斷從自然界獲得的能源是不可再生能源。從自然界獲得的能源是不可再生能源。答案答案: :聚變可再生聚變可再生【知識(shí)拓展【知識(shí)拓展】當(dāng)今的核武器當(dāng)今的核武器原子彈是第一代核武器原子彈是第一代核武器,“,“原子彈原子彈”是利用核裂變?cè)硎抢煤肆炎冊(cè)碛芍凶愚Z由中子轟擊鈾擊鈾235235或钚或钚239,239,使其原子核裂開產(chǎn)生巨大能量使其原子核裂開產(chǎn)生巨大能量, ,包括沖擊波、瞬間包括沖擊波、瞬間核輻射、電磁脈沖干擾、核污染、光輻射等殺傷作用。核輻射、電磁脈沖干擾、核污染、光輻射等殺傷作用。“氫彈氫彈”是第二代核武器是第二代核武器, ,是利用原子彈爆炸的能量點(diǎn)燃?xì)涞耐凰厥抢迷訌棻ǖ哪芰奎c(diǎn)燃?xì)涞耐凰仉?、氚等輕原子核的聚變反應(yīng)瞬時(shí)釋放出巨大能量的核武器。氚和氘、氚等輕原子核的聚變反應(yīng)瞬時(shí)釋放出巨大能量的核武器。氚和氘聚變產(chǎn)生比原子彈更加巨大的能量氘聚變產(chǎn)生比原子彈更加巨大的能量, ,對(duì)于相同質(zhì)量的核燃料對(duì)于相同質(zhì)量的核燃料, ,氫彈氫彈的聚變反應(yīng)放出的能量是鈾核裂變反應(yīng)放出能量的的聚變反應(yīng)放出的能量是鈾核裂變反應(yīng)放出能量的4 4倍以上倍以上; ;而且氫而且氫彈爆炸實(shí)際上是兩顆核彈爆炸彈爆炸實(shí)際上是兩顆核彈爆炸( (原子彈和氫彈原子彈和氫彈),),所以說氫彈的威力比所以說氫彈的威力比原子彈更大。當(dāng)然原子彈更大。當(dāng)然, ,不能用大當(dāng)量的原子彈與小當(dāng)量的氫彈來比較不能用大當(dāng)量的原子彈與小當(dāng)量的氫彈來比較了。了。第三代核武器是中子彈第三代核武器是中子彈, ,以氘和氚聚變?cè)碇谱饕噪碗熬圩冊(cè)碇谱? ,以高能中子為主要以高能中子為主要?dú)Φ暮藦?。殺傷力的核彈。第四代核武器是核定向能武器第四代核武器是核定向能武? ,正在研制中正在研制中, ,因?yàn)檫@些核彈不產(chǎn)生剩因?yàn)檫@些核彈不產(chǎn)生剩余核輻射余核輻射, ,因此可作為因此可作為“常規(guī)武器常規(guī)武器”使用使用, ,主要種類有主要種類有: :反物質(zhì)彈、粒反物質(zhì)彈、粒子束武器、激光引爆核炸彈、干凈的聚變彈、同質(zhì)異能素武器等。子束武器、激光引爆核炸彈、干凈的聚變彈、同質(zhì)異能素武器等。第四代的另一特點(diǎn)是突出某一種效果第四代的另一特點(diǎn)是突出某一種效果, ,如突出電磁效應(yīng)的電磁脈沖彈如突出電磁效應(yīng)的電磁脈沖彈, ,使通訊信號(hào)混亂。它可以使高能激光束、粒子束、電磁脈沖等離子使通訊信號(hào)混亂。它可以使高能激光束、粒子束、電磁脈沖等離子體定向發(fā)射體定向發(fā)射, ,有選擇地攻擊目標(biāo)。能量更集中有選擇地攻擊目標(biāo)。能量更集中, ,有可控制的特殊殺傷有可控制的特殊殺傷破壞作用。破壞作用。