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第二十二章能源与可持续发展

学习目标

学习目标

1.了解一次能源、二次能源及其特点。

2.了解核裂变、核聚变。

3.知道太阳能的由来及其特点。

4.认识能源消耗所产生的环境问题。

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预习导学

一、能源

1、概念：凡是能为人类提供能量的物质都叫做能源。

2、能源与能量是两个不同的物理量，能源的利用过程实质上就是能量的转化和转移过程，能量则是物体做功本领的量度。

3、生活中常见的能源：煤炭、石油、天燃气、汽油、柴油、热力、电力等。

二、新能源

1、新能源又称非常规能源，是传统能源之外的各种能源形式，例如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等。

2、相对于传统能源，新能源具有污染少、储量大的特点，对于解决环境污染和资源枯竭问题具有重要意义。

三、能源的分类

1、从产生方式角度划分

（1）一次能源：从自然界直接获取的能源，例如，煤炭、石油、天然气、水能、风能、太阳能、地热能、潮汐能、生物质能、核能。

（2）二次能源：无法从自然界直接获取，必须经过一次能源的消耗才能得到的能源，例如，电能、乙醇汽油、氢能、沼气。

2、从是否可再生角度划分

（1）可再生能源：可以从自然界中源源不断获取的能源，例如，水能、风能、太阳能、生物质能、潮汐能。

（2）不可再生能源：不可能在短期内从自然界得到补充的能源，例如，煤炭、石油、天然气、核能。

四、核能

1、原子核是由质子和中子靠强大的核力紧密结合在一起的，一旦原子核分裂或聚合，就会释放出巨大的能量，这就是核能。

2、获得核能的两种途径：核裂变和核聚变。

3、优点：（1）消耗很少燃料就可以产生大量电能；（2）核电站可以大大减少燃料运输量。

4、缺点：一旦发生核泄漏事件，会产生放射性污染。

5、和平利用方式：核电站；非和平利用方式：原子弹。

五、核电站发电过程中的能量转化

1、转化过程：核能→内能→机械能→电能。

（1）核反应堆把核能转化为内能，得到高温水蒸气；

（2）水蒸气推动汽轮机转动，把内能转化为机械能；

（3）汽轮机带动发电机发电，把机械能转化为电能。

六、核聚变

1、在超高温的条件下，将质量很小的原子核结合成新的原子核，会释放出更大的核能，这种反应叫做核聚变，也叫热核反应。

2、氢的同位素氘与氚的聚变是自然界中最容易实现的聚变反应。

七、核裂变

1、用中子轰击较大的原子核，使其变成两个中等大小的原子核，同时释放出巨大的能量，这种反应叫做裂变。

2、原子核裂变时释放出核能，同时还会产生新的中子，这些中子又会轰击其他原子核，导致一系列原子核持续裂变，释放出大量核能，这就是链式应。如图所示，

九、太阳能

1、太阳能是由太阳内部氢原子发生氢氦聚变释放出巨大核能而产生的，来自太阳的辐射能量。

2、优点：供应时间长、分布广阔、获取方便、安全、干净、不污染环境。

3、缺点：分散性广、昼夜稳定性差、可转化率低。

4、地球上几乎所有的能源都来自太阳能（核能、地热能、潮汐能除外）。

十、太阳能的利用及转化

1、利用途径

（1）用集热器把水等物质加热，例如，太阳能热水器等；

（2）用太阳能电池把太阳能转化成电能。

2、转化途径

（1）光热转换

①原理：利用太阳辐射加热物体而获得热能。

②应用：太阳能热水器、反射式太阳灶、高温太阳炉、地膜、大棚、温室等。

（2）光电转换

①原理：根据光电效应，太阳能直接转换成电能。

②应用：为无电场所提供电池，包括移动电源和备用电源、太阳能电子产品等。

十一、能量的转化和转移

1、能量转化：在一定条件下，一种形式的能量可以转化成另一种形式的能量，这种现象即为能量的转化。

2、能量转移：同种形式的能量从一个物体转移到另一个物体，能量的形式并没有发生变化，但存在的位置发生变化。

十二、能量的转化与转移具有方向性

1、能量转化的方向性：我们利用的各种形式能量会自然地转化成内能，散失到周围的空气中，但内能不会自然地转化成其他形式的能量。例如，电灯在工作时，将电能转化为内能和光能，被周围的空气吸收，最终变成了空气的内能，而空气的内能不会自动变成其他形式的能量。

2、能量转移的方向性：热传递过程中，热量总是自然地由高温物体转移到低温物体，所以内能总是自然地从高温物体转移到低温物体，而不会自然地从低温物体转移到高温物体。

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探究提升

知识点一：能源问题

【探究重点】

所谓一次能源是指直接取自自然界没有经过加工转换的各种能量和资源，它包括：原煤、原油、天然气、油页岩、水力、风力等，风是直接从自然界获取、没有经过加工转换的资源，所以属于一次能源；不可再生能源指越用越少，不可能在短期内从自然界得到补充的能源。

【例题精讲】（2023?常州）“玲龙一号”是中国研发、全球首创的陆上商用小型核能发电装置，核能属于（）

①可再生能源

②不可再生能源

③常规能源

④新能源

A．①③ B